Устройство для измерения влажности почвы и сыпучих материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного измерения влажности почвы на требуемой глубине зондирования ее вертикальной структуры, а также влажности любых сыпучих материалов.

Цель изобретения - повышение точности и оперативности измерения влажности вертикальной структуры почвы и сыпучих материалов.

На чертеже изображено устройство для измерения влажности почвы и сы- пучих материалов.

Устройство содержит центральный высокопотенциальный цилиндрический электрод 1 с радиопрозрачным диэлектрическим покрытием, фторопластовые

прокладки 2, изолирующие центральн ый электрод от крайних нулевых электро- дов, нижний цилиндрический электрод 3 без покрытия, к коническому основанию которого закреплен конусообразный винт 4, верхний цилиндрический электрод S без покрытия, коническое основание которого оборудовано полушайбами двух резцов 6, расположенных противоположно относительно

С5

о со tc

316

оси электрода и развернутых на определенный угол по оси его вращения, пустотелую штангу 7 с метрическими отметками делений, корпус с измерительной схемой 8 и рукоятками 9 вра- щения.

Указанная конструкций и технология изготовления позволяют при оптимальной чувствительности первичного пре- образователя сохранить его коэффициент преобразования достаточно стабильным при многократных измерениях. Жесткая конструкция устройства позволяет с небольшим трудом заглублять датчик на глубину до 1 м и более, и проводить измерения влажности почвы и сыпучих материалов в слоях не более 1 см по высоте общего зондирования.

Измерительная схема собрана на двух печатных платах размером 50 х X 80 мм и аттестована на погрешность измерения 0,25 при климати«веских условиях работы в диапазоне температур - 10 - .

Время одного измерения не превышает 1-2 мин. Питание схемы осуществляется от любых сухих элементов с напряжением 9-12 В. Схема позволяет получить на выходе аналоговый сигнал 0-1 В при потребляемой мощности не более О,1 Вт.

Принцип работы устройства основан на измерении изменения эффективной диэлектрической проницаемости исследуемого материала при изменении его влажности.

При заглублении устройства, например, в почву, в нижней части винтообразный бур разрыхляет его и по срубленному диаметру тянет за датчик за собой. Верхние полушайбы, общим диаметром больше датчика, врезаясь ;в почву, толкают датчик в отверстие

и стабилизируют своими поверхностями: строгую вертикальность Аат1/ика. .

Радиопрозрачное покрытие, нанесенное на центральный электрод, является хорошим диэлектриком, снижает эффект сквозной проводимости между низкопотенциальными электродами и является прозрачным для высокочастотного Поля, что значительно повышает чувствительность всего преобразователя и расширяет диапазон измерения влажности.

Использование устройства позволяет проводить измерения влажности почвы к сыпучих материалов на любом выбранном диапазоне с точностью измерения, не превышающей 0,5% погрешности в.о всем диапазоне измерения.

Ф о р м у.-Л а изобретен и я 1. Устройство для измерения влажности почвы и сыпучих материалов, содержащее трехэлектродный цилиндрический электроемкостный датчик с низкопотенциальными и высокопотенциальными электродами, расположенными на пустотелой калиброванной штанге, и измерительную схему, от л ич а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и оперативности зондирования, к нижнему низкопотенциальному электроду прикреплен конусообразный винт, а к верхнему прикреплены полушайбы двух резцов, расположенных противоположно относительно оси электрода, при этом оба электрода соединены между собой электромеханически путем крепления их на оси штанги, а поверхность центрального высокопотенциального электрода покрыта радиопрозрачным диэлектриком.

2. Устройство по п. 1, о т л и - . чающееся тем, что на верхнем конце штанги смонтирован корпус измерительной схемы.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для оперативного измерения влажности почвы на требуемой глубине зондирования ее вертикальной структуры, а также влажности любых сыпучих материалов. Цель изобретения - повышение точности и оперативности измерения вертикальной структуры почвы и сыпучих материалов. Устройство содержит трехэлектродный датчик с высокопотенциальными и низкопотенциальным электродами, закрепленными на штанге с делениями. К нижнему электроду прикреплен конусообразный винт, а к верхнему - полушайбы двух резцов, расположенных противоположно относительно оси электрода и развернутых на определенные углы относительно оси его вращения. Центральный высокопотенциальный электрод покрыт ридиопрозрачным диэлектриком, а в верхнем конце штанги монтируется корпус измерительной схемы с рукоятками для вращения всего устройства. Принцип работы устройства основан на измерении изменения диэлектрической проницаемости исследуемого материала при изменении его влажности. 1 ил.