Радиотелесистема контроля и управления влажностью Советский патент 1991 года по МПК G08C19/12 

Изобретение относится к системе контроля влажности и может быть использовано для автоматического телерегулиропания процесса орошения почв

Цель изобретения упрощение систе мы.

Радиотелесистема контроля и управления влажностью (см фиг. 1) содержит на передающей стороне 1 датчик 2 влэжносж, представляющим собой два проводящих не- окисляющихгч сторжнч 3 4. помещенных параллельно R почву и подключенных к входу преобразователя Б входной величины в частоту, выполнением о на нею фоне 6 активном элементе с падающим участком ВАХ. параллельно ютпрому включена последовательная ГС 7 и плраплельный

колебательный LC-контур 8, в емкостную ветвь которого включен датчик 2 влажности. Параллельно негатрону 6 подключен вход согласующего блока 9 (усилителя с большим входным сопротивлением), с выходом которого соединен делитель частоты 10 с перестраиваемым коэффициентом деления. Делитель частоты 10 нагружен на низкочастотный вход модулятора 11, к высокочастотному входу которого подключен высокочастотный генератор 12, а к выходу - усилитель мощности 13 с передающей антенной 14. Кроме того, к выходу согласующего блока подключен блок 15 включения питания, состоящий из таймера 16 и источника питания 17, детектор 18 и пороговый элемент 19 На приемной стороне 20 - одноо

,vj ihO

fc

о

канальный приемник 21, содержащий вход ной фильтр 22, усилитель 23 и детектор 24, две группы частотных реле 25 и 26, включен ных параллельно и исполнительные элементы 27. На фиг. 2 приведена эквивалентная по переменному току схема двухпорогового преобразователя 5 сопротивления в час тоту, где индуктивный элемент колебательного контура 8 представлен катушкой L, емкостный элемент контура - конденса- тором С, резистивный преобразователь влажности - резистором Rc, негатрон - эквивалентной схемой, содержащей отрицательное сопротивление RN и параллельно подключенный конденсатор CN. а последо- вательная RC-цепь 7, с помощью которой изменяют наклон рабочего участка ВАХ негатрона по переменному току - резистором R, так как емкость конденсатора этой цепи выбирается значительной, а ее сопротивле- ние переменному току мало.

Радиотелесистема контроля и управления влажностью работает следующим образом.

При заданных значениях влажности по чвы сопротивление датчика 2 влажности имеет такую величину, что колебания на вы ходе преобразователя 5 отсутствуют. Спок 15 закрыт и питание на делитель 10, модулятор 11, высокочастотный генератор 12 и усилитель мощности 13 не подается Антенна 14 не излучает электромагнитны колебаний в эфир Граница.разделяю щая области устойчивости и возбуждения двухпорогового преобразователя 5 сопротивления в часготуописывается при ближенно выражениями

Г 1- + сГм--Гс- 1)

,- .Р ..

р-Гс

RRc

ГАвГ 1яй1 Гс iRisi

Г - CN n-

Cw с -Я

(2)

-безразмерClRwl2

ныепараметры,введение которых упрощает анализ схемы, a модуль отрицательного сопротивления негатрона в рабочей точке. Графическое изображение границы в области параметров гг, для случая р 1 t CN приведено на фиг Зв и представляет собой две гиперболы с асимптомами гс - р и гс - 1 CN Штриховкой на графике показана область отсутствия колебаний, слева и справа от нее расположены области генерации. Частота колебаний вблизи правой и левой границы описывается соответственно выражениями

М -. ли с,о

г См

-{Р

I р( 1 t См } г

(4)

где То собственная частота контура f 1

2WLC

Графическая зависимость частоты в полулогарифмическом масштабе от пара метра гс соответственно для пряной и левой ветвей (ипербол, изображенных на фиг За. показана на фиг 36 При высылании (увлсгк- нении) почвы сопротивление датчика 2 увеличивается (уменьшается) что приподит к перестрой1- e i реобоазовагеля Ь по закону графически изображенному из фиг За, б Режим схемы выбирают таки- образом чтобы при нормальной плажнс.стп земли изо бражающая точка А схемы находилась в области отсутствия колебаний (см .m За) Увеличение (уменьшение) сопротивления датчика 2 приводит к перемрщени о жающей точки А в направлении прлпой (левой) границы области устойчивости и переходу через нее При этом ордичаиэ остается постоянной и определяется вели чиной сопротивления R При пересечении точкой А грани ц об лас i и ус ппгн1пооти зад.) ваемых уравнениями (1) и 2) п возни кают колебания с часютой ьпррдгляемой уравнениями (3) и (4) соми, пни (точки AT и А; на фиг 3) Пгявление колебаний приводит к срабатыванию блока 15 и нагря жение питания на некоторое вр мч подастся на делитель частоты 10, высокочастотный генератор 12 модулятор 11 и уг ипнтсль мощ ности 13 В тависимосги от уг, vioBnenHoro коэффициента дольни ч делитрпч 10, колебания высокочастотного генератора 12 модулируются колебаниями той или иной частоты, усиливаются усилителем мощности 13 и излучаются передающей антенной 14. Через некоторое время (1-2 с) блок 15 обесточивает перечисленные цепи и передача сигналов прекращается Следующий акт передачи ообщонпя может произойти только после исчезновения и нового возникновения колебаний на выходе преобразователя 5 На приемной стороне 20 сигналы радиочастоты усиливаются и прробразуюг- ся в приемнике 21 и при модулирующем сигнале высокой частоты fi, соответствующем низкой влажности почвы происходит срабатывание одного из частотных реле группы 25 например 4Р 1, когоро пере водит соответствуют 1 ч.полмитеп ное ус

тройство (ИУ1) из группы исполнительных элементов 27 в устойчивое положение Полив, включая дождевальную машину(не показано) на том участке с которого поступил сигнал о необходимости полива. При моде-

лирующем сигнале низкой частоты t2. соответствующем высокой влажности почвы на том же участке, происходит срабатывание соответствующего частотного реле группы 26 (АР 2.1), которое переводит исполнительное устройство ИУ1 из группы исполнительных элементов 27 в устойчивое положение Нет полива и выключению дождевальной машины на данном участке. Изменяя значения сопротивления R (см. фиг. 2) можно задавать различные значения поро- ов возбуждения схемы двухпророгового преобразователя сопротивления в частоту, соответствующие определенным влажно- с i ям почвы, Таким образом, передача и прием сигналов ведутся на одной несущей частоте, которая может быть стабилизирована, поэтому на приемной стороне используется один радиочастотный канал с высокой избирательностью, а на передающей стороне усилитель мощности имеет высокодобротные контуры, что позволяет уменьшить расходуемую передающей частью мощность. Благодаря использованию целителя частоты с регулируемым коэффи - циентом деления каждому передающему устройству сообщают свой индивидуальный признак - частоту модуляции, что осу

ществляется простой установкой

.

требуемого коэффициента деления и позво ляет выполнять все двухпороговые преобразователи сопротивления в частоту совершенно идентичным и избегать их регу.

10

5

20

25

30

35

лировки в полевых условиях Кроме того, снижается влияние нестабильности частоты таких преобразователей на параметры излучаемого сигнала.

Формула изобретения Радиотелесистема контроля и управления влажностью, содержащая на передающей стороне датчик влажности, выводы которого соединены соответственно с первым и вторым входами преобразователя входной величины в частоту, выход которого через согласующий блок подключен к входу детектора, выход которого через пороговый элемент соединен с первым входом блока включения питания, выход которого соединен с первым входом модулятора и усилителя мощности, выход модулятора подключен к второму входу усилителя мощности, выход которого соединен с входом передающей антенны, на приемной стороне - приемная антенна, выход которой подключен к входу приемника, выход которого подключен к объединенным входам частотных реле первой группы, вторая группа частотных реле, выходы частотных реле первой и второй группы соединены соответственно с первыми и вторыми входами одноименных исполнительных элементов, отличающаяся тем, что, с целью упрощения, в нее введен на передающей стороне делитель частоты, выход согласующего блока подключен к первому входу делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом модулятора, второй вход делителя частоты подключен к выходу блока включения питания, на приемной стороне входы частотных реле первой и второй группы объединены, приемник выполнен одноканальным.

2

24 23 22

L

я

15

Изобретение относится к телеметрическим системам контроля и управления влажностью и может использоваться для оптимизации процессов увлажнения почвы в агротехническом комплексе, управляя работой дождевальных машин, и обладает высокими технико-экономическими и эксплуатационными характеристиками при рациональном использовании радиодиапазона. Цель изобретения - упрощение системы. Система содержит на передающей стороне датчик 2 влажности, преобразователь 5 входной величины частоты, согласующий блок 9, делитель 10 частоты с перестраиваемым коэффициентом деления, модулятор 11, усилитель 13 мощности, передающую антенну 14, детектор 18, пороговый элемент 19, блок 15 включения питания. На приемной стороне выполнены приемник 21, две группы частотных реле 25, 26 исполнительные элементы 27. Система обеспечивает использование делителя частоты, облегающего процесс настройки и эксплуатации системы, упрощающего выходные цепи передающих частот и входные цепи приемной части, улучшающего использование радиодиапазона. 2 ил.

Фиг /

о f к

.Ј

J

и ik

ft 11 MIST

/

Г.

ГС

НПСн)

и ik

IS

.7/

o К r/ vj-Cc

toJ