Устройство для измерения влажности орошаемого массива Советский патент 1989 года по МПК A01G25/16 

f

СП N5

СО ;О

(Г)

Изобретение относится к сельскохозяйственным средствам измерения влажности почвы оросительных систем. Целью изобретения является повышение точности интегральной оценки влажности орошаемого массива. Устройство содержит генератор 1 фиксированных частот, включенный в разрыв изолированного питающего провода 2, заземленного на обоих концах. Измерительные рамки устройства образованы единым изолированным проводом 3 и подключены к регистрирующему блоку 4. Изолированный провод 3 образует в плоскости заложения несколько рамок одинаковой ширины, уложенных последовательно по обе стороны на одинаковом расстоянии от питающего провода 2 так, что суммарная площадь рамок, расположенных с одной стороны от питающего провода 2, магнитная ориентация которых совпадает, равна суммарной площади рамок, занимающих положение с другой стороны от него и ориентированных противоположно. Это позволяет фиксировать на входе регистрирующего блока 4 суммарный сигнал об интегральной влажности орошаемого массива при одновременном максимальном подавлении помех внешних электромагнитных полей. 1 ил.

/ //f/////У////////////////// 3

v

4

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при конструировании контрольно-измерительной аппаратуры для оросительных систем.

Целью изобретения является повышение точности интегральной оценки влажности оро luaeMoro массива.

На чертеже представлена схема устройства для измерения влажности орошаемого массива.

Устройство содержит генератор 1 фиксированных частот, включенный в разрыв изолированного питаюш,его провода 2, заземленного на обоих концах. Измерительные рамки устройства образованы единым изолированным проводом 3 и расположены па- раллельно поверхности почвы. Рамки имеют одинаковую ширину, прямоугольную форму и уложены последовательно по обе стороны от питающего провода на равном расстоянии от него. Устройство включает также

регистрирующий блок 4, подключенный к концам измерительного провода, причем плоскость заложения .проводов 2, 3 параллельна поверхности почвы орошаемого массива и расположена ниже пахотного слоя. Магнитная ориентация рамок, размещенных с одной стороны от питающего провода 2, совпадает, а их суммарная площадь равна суммарной плопдади рамок, занимающих положение с другой стороны от питающего провода и ориентированных противоположно. Ширина рамок и их удаление от питающего провода 2 имеют, например, величину одного порядка с глубиной заложения проводов в почву.

Устройство работает следующим образом.

Под действием генератора 1 фиксированных частот в питающем проводе появляет- ся переменный ток, который возбуждает в измерительных рамках, образованных изолированным проводом 3, переменные напряжения. Рамки расположены и ориентированы так, что между концами изолированного провода 3, подключенными к регистрирующему блоку 4, действует напряжение, равное сумме напряжений, наведенных в рамках. Амплитуда и фаза суммарного напряжения зависят от интегральной проводимости почвы вдоль трассы заложения прово- дов устройства, кото рая, в свок; очередь, для конкретного орошаемого массива связана функциональной зависимостью в основном с величиной влагосодержания почвы. Полезная информация выделяется регистрирующим устройством 4, представляющим со бой, например, фазочувствительный детектор.

Кроме напряжения полезного сигнала в каждой рамке за счет паразитной индуктивности связи с различными источниками наводок (линии электропередач и т. п.) возбуждается напряжение помех. Общее напряжение помех, действующее между концами изолированного провода 3, равно алгебра

5

0

0

5 0

5 Q 5

е

ической сумме напряжении помех, наведенных в рамках, и определяется выражением

,-i,-S,- ,

где единичный вектор магнитной ориенj тации г -й рамки;

S, - вектор скорости изменения индукции паразитного магнитного поля в месте заложения /-Й рамки;

S,- - площадь этой рамки.

Суммирование производится по всем рамкам, образованным измерительным проводом. Если паразитное переменное магнитное поле однородно вдоль трассы заложения проводов, условием взаимной компенсации напряжений помех является равенство суммарной площади рамок, размещенных по одну сторону от питающего провода 2, магнитная ориентация которых совпадает, суммарной площади рамок, занимающих положение с другой стороны от него и ориентированных противоположно. В общем случае, пока, неоднородность паразитного переменного магнитного поля-.на расстояниях, сравнимых с характерными геометрическими размерами рамок, невелика, условие взаимной компенсации напряжений помех остается справедливым, при этом между входными клеммами регистрирующего устройства действует практически только напряжение полезного сигнала.

Использование описанного устройства для измерения влажности орошаемого массива в составе оросительной системы позволяет повысить урожайность выращивае.мых культур на 5-10% и одновременно снизить расход воды за счет более точного определения необходимой поливной нормы.

Формула изобретения

Устройство для измерения влажности орошаемого массива, содержащее проложенный вдоль почвенного массива ниже пахотного слоя изолированный питающий проводник, заземленный на обоих концах, генератор, включенный в разрыв изолированного питающего провода, и измерительнь е рамки, подключенные к регистрирующему блоку, отличающееся тем, что, с целью повышения точности интегральной оценки влажности орошаемого массива, измерительные рамки выполнены из единого изолированного провода для расположения в почве ниже пахотного слоя по обе стороны изолированного питающего провода в шахматном порядке, причем оси рамок параллельны изолированному питающему проводу, а площади почвенных массивов внутри измерительных рамок по обе стороны от изолированного питающего провода равны между собой, при этом рамки установлены с возможностью наведения в их сторонах, ближайших к изолированному питающе.му проводу, ЭДС одинакового направления.