Устройство для контроля влагообмена грунтовых вод Советский патент 1990 года по МПК A01G25/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при водно-балансовых исследованиях на мелиорированных землях, а также в качестве первичного преобразователя условий внешней среды в автоматизированных осушительно-увлажнительных системах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей работы устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит лизиметр 1 и водорегулирующую емкость 2, выполняющую роль регулятора уровня грунтовых вод в лизиметре 1, которые соединены как сообщающиеся сосуды и жестко закреплены на поплавке 3, выполненном с возможностью пертикаль- ного перемещения в измерительной емкости k с водой.

Водорегулирующая емкость 2 снабжена водоподпитывающим узлом 5 и узлом 6 сброса, выполненными в виде дозаторов, которые на входах и выходах снабжены электромагнитными клапанами 7 1 0.

Измерительная емкость t оснащена сливным каналом 11, выполненным в виде трех направляющих патрубков, закрепленных на дне измерительной емкости, и подсоединена к водоподпиты- вающему узлу 12 и узлу 13 сброса, выполненными в виде дозаторов с электромагнитными клапанами .

Все узлы сброса и водоподпитыва- ющие узлы подсоединены и водосливу 1 и источнику 19 водопода и, представляющими собой накопительные емкости, связанные трубопроводом, на котором смонтированы гидронасос 0 с электродвигателем 21 .

Уровень жидкости в водорегулирующей 2 и измерительной k емкостях и

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дозаторах 5, 6, 12 и 13, а также накопительных емкостях 18 и 19 регистрируется блоком 22 управления с помощью электроконтактных датчиков уровня.

Блок 22 управления предназначен для управления всем устройством и включает в себя коммутирующую схему, содержащую ключевые элементы электромагнитных реле, управляющих работой электромагнитных клапанов, 7- 10 и и электродвигателем 21, реле времени, схему сравнения, стабилизатор опорного напряжения, схему переключения, таймирующее устройство и генератор переменного напряжения, подключенный к электроконтактным датчикам уровня. Устройство содержит также микропроцессор 31 и блок 32 питания и регистрации.

Устройство работает следующим образом.

При выпадении осадков повышается уровень воды в измерительной емкости . Через сливной канал 11 и электромагнитный клапан 16, управляемый блоком 22 управления, осадки поступают в дозатор 13 сброса. При наборе определенного количества (дозы) осадков в дозаторе по сигналу блока 22 клапан 16 закрывается, а клапан 17 открывается для слива дозы осадков в накопительную емкость 18. Процесс продолжается до восстановления первоначального уровня в измерительной емкости k. Сведения о количестве доз, т.е. о количестве атмосферных осадков поступают из блока 22 управления в микропроцессор 31.

Инфильтрация выпавших осадков влечет за собой подъем уровня грунтовых вод в лизиметре 1 и соответственно в соединенной с ним водорегулирующей емкости 2. Через сливную трубку и электромагнитный клапан 9. управляемыи блоком 22, инфильтрат поступает в дозатор 6 сброса.

При наборе определенной дозы инфильтрата в дозаторе клапан 9 закрывается, а клапан 10 открывается для слива дозы инфильтрата. Процесс продолжается до восстановления первоначального уровня грунтовых вод. Сведения о количестве доз, т.е. о количестве инфильтрата, также поступают из блока 22 управления в микропроцессор 3 1 .

В случае испарения и транспирации влаги из зоны аэрации лизиметра 1 понижается уровень воды в измерительной емкости k, по сигналу электроконтактного датчика 24 блок 22 управления открывает клапан 1 и вода из накопительной емкости 19 поступает в дозатор 12 водоподпитывакхцего узла. При наборе определенного количества воды в дозаторе 12 по сигналу блока 22 управления клапан 1k закрывается, а клапан 15 открывается и вода поступает в измерительную емкость Ь. Процесс продолжается до восстановления первоначального уровня в емкости k, информация о количестве доз долива, т.е. о величине суммарного испарения (суммарного водопотребле- ния), поступает из блока 22 в микропроцессор 31

Иссушение зоны аэрации влечет за собой понижение уровня грунтовых вод в лизиметре 1 (расход грунтовых вод в зону аэрации) и водорегулирующей емкости 2. Блок 22 управления открывает клапан 8 и определенное количество воды из водоподпитывающего узла 5 поступает в емкость 2. Процесс продолжается до восстановления первоначального уровня, долив осуществляется дискретно, величина дозы определяется дозатором водоподпитывающего узла 5, управляемого блоком 22. Информация о количестве доз долива, т.е. о величине расхода грунтовых вод в зону аэрации (подпитывания) , поступает из блока 22 управления в микропроцессор.31.

Конструкция сливного канала 11, выполненного в виде трех направляющих патрубков, обеспечивает возможность свободного перемещения поплавка 3 в вертикальном направлении и предотвращает его горизонтальное

смещение и вращение в измерительной емкости А.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое раздельное измерение выпавших атмосферных осадков, инфильтрации атмосферных осадков до горизонта грунтовых вод, суммарного испарения (эвапотранспирации) и расхода грунтовых вод в зону аэрации (подпитывания) с большой Степенью точности и позволяет установить по полученным данным необходимые соотношения между основны5 ми-.элементами водного баланса почвы. Все это позволяет расширить функциональные возможности работы предлагаемого устройства по сравнению с известным и повысить эффективность аг0 ромелиоративных мероприятий.

Формула изобретения 1. Устройство для контроля влаго- обмена грунтовых вод, включающее лизиметр с водорегулирующей емкостью,

5

соединенной с водосливами узлов

сброса и водопитания посредством дозаторов с электромагнитными каналами и электроконтактными датчиками уровня, блок управления со схемой коммутации, блок регистрации и питания, причем датчики уровня и электромагнитные клапаны соединены соответственно с входами и выходами блока управления и далее с блоком регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей работы устройства, последнее снабжено измерительной емкостью с водой и поплавком, и сливными каналами, а также дополнительными электроконтактным датчиком уровня воды, узлами сброса и водоподпит- ки с дозаторами и электромагнитными клапанами, причем лизиметр жестко

установлен на поплавке с возможностью совместного вертикального перемещения, сливные каналы соединены с системами водосливов, а дополнительные датчики уровня и электромагнитные

клапаны дозаторов подключены к соответствующим каналам блока коммутации.

2. Устройстве по п. 1, отличающееся тем, что сливные

каналы выполнены в виде трех направляющих патрубков, жестко установленных на дне измерительной емкости.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при воднобалансовых исследованиях на мелиорованных землях, а также в качестве первичного преобразователя условий внешней среды в автоматизированных осушительно-увлажнительных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей работы устройства. Устройство содержит лизиметр 1 и водорегулирующую емкость 2, закрепленные на поплавке 3 и размещенные в измерительной емкости 4 с водой. Устройство снабжено системой дозаторов 5,6,12 и 13, а также узлами сброса и водоподпитки. Датчики уровня и электромагнитные клапаны подключены к блоку 22 управления. Выпадение осадков и иссушение приводят к изменению уровня в лизиметре 1 и водорегулирующей емкости 2. С помощью блока 22 управления происходит регистрация перераспределения грунтовых вод. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.