ПРИБОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВО-ГРУНТОВ ЗОНЫ АЭРАЦИИ Советский патент 1973 года по МПК G01N27/22 

1

Предлагаемое устройство может быть использовано при мелиоративно-гидрогеологических изысканиях для непрерывного измерения влажности почво-грунтов зоны аэрации.

Основным недостатком известных приборов аналогичного назначения является большая погрешность. Частично эта погрешность обусловлена трудно учитываемыми паразитными емкостными токами и наводимой э. д. с. вторичного излучения. Большое влияние на точность измерения влажности оказывает величина электропроводимости исследуемой среды, причем погрешность растет с увеличением электропроводимости. Так, например, при измерении влажности Hia частоте f 10 Мгц в среде с электропроводимостью 6 0,35 сим-мпогрешность измерения составит 100% шкалы прибора.

При отсутствии данных об электропроводимости среды исключается возможность определения абсолютной величины объемной влажности. Поэтому известные приборы можно использовать лишь в качестве индикаторов влажности и в некоторых случаях для относительных измерений.

Цель изобретения - устранение влияния электропроводимости исследуемой среды, а также паразитных емкостных токов и наводимой э. д. с. вторичного излучения на измерение

влажности и, следовательно, повышение точности измерений.

С этой целью в предлагаемом приборе, содержашем генератор, нагруженный на антенну-датчик, и измерительное устройство, генератор снабжают модулятором выходного напряжения, выполненным в виде преобразователя сопротивления в один из параметров высокочастотных колебаний (например, в частоту). Вход модулятора соединев с антеннойдатчиком, а в измерительное устройство введены приемная антенна и демодулятор, при этом приемная антенна и антенна-датчик с помош,ью фиксатора закреплены друг относительно друга на расстоянии, соизмеримом с длиной

5 волны.

Блок-схема предлагаемого прибора для измерения влалчности цочво-грунтоБ зоны аэрации изображена на чертеже.

20

Прибор состоит из передающего и измерительного устройств. Передаюш;ее устройство содержит источник питания /, генератор высокой частоты, состояш,ий из задающего генератора 2, буферного каскада 3 и усилителя мощности 4, нагруженного на симметричный вибратор 5, а также преобразователь 6, соединенный через выход усилителя мощности с вибратором. Сигнал с выхода преобразователя подается на вход усилителя мощности. Преобразователь представляет собой мультивибратор, частотой которого можно управлять.

Элементы схемы высокочастотного генератора вместе с низкочастотным преобразователем и источником питания располагаются между двумя лучами антенны и составляют с ней одно конструктивое целое.

В измерительное устройство входит приемная антенна 7, включенная на вход усилителя 8. Усилитель нагрулсен на детектор 9, к одному из выходов которого подключена цепочка из последовательно соединенных усилителя низкой частоты 10, преобразователя 11, на который поступает напряжение опорной частоты от опорного генератора 12, частотомера 13 и отсчетного прибора 14. К другому выходу детектора подключен компенсатор 15 с отсчетвым прибором 16. Измерительное устройство питается от источника 17 и располагается в машине.

В начале работы антенна-датчик выносится в зону, в которой не сказывается влияние оператора, регистрируюихей аппаратуры, машины, располагается непосредственно на поверхности исследуемой среды и прикрепляется к машине через высокочастотные изоляторы с помош.ью капроновой веревки. Связь антенны-датчика с регистрируюшей аппаратурой осушествляется через высокочастотное электромагнитное поле. Под влиянием исследуемой среды длина волны электромагнитных колебаний, возбуждаемых антенной, изменяется. Это приводит к изменению входного сопротивления антевны и режима работы генератора. Изменение режима работы генератора преобразуется в прираш,ение частоты мультивибратора. Вместо мультивибратора может быть применен другой преобразователь, который бы преобразовывал входное сопротивление антенны-датчика в амплитуду, фазу или другие параметры высокочастотных колебаний генератора. Частотой мультивибратора с целью передачи информации о влажности почвы на регистрирующее устройство модулируются по амплитуде высокочастотные колебания. Преобразование информации о влажности, заложенной в изменении скорости распространения электромагнитных колебаний в исследуемой среде, В низкочастотные изменения амплитуды этих колебаНИИ значительно упрощает аппаратуру. Одновременно по изменению осредненной величины принятой высокочастотной энергии определяется электропроводимость среды. Эти данные используются для введения поправки в измеряемую величину влажности. Кроме того, данные о проводимости почвы позволяют определить глубину просвечивания и использовать результаты для введения дополнительной поправки при определении объемной влажности. Таким образом, предлагаемый прибор позволяет производить непрерывное измерение объемной влажности почво-грунтов зоны аэрации.

Предмет изобретения

Прибор для непрерывного измерения влажности лочво-грунтов зоны аэрации, содержащий задающее устройство с высокочастотным

генератором, нагруженным на антенну-датчик, и измерительное устройство с приемной антенной, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения влажности, генератор снабжен модулятором выходного напряжения,

вход которого соединен с приемной антенной, а измерительное устройство снабжено демодулятором, при этом приемная антенна и антенна-датчик снабл ены фиксатором для закрепления их одна относительно другой на расстояНИИ, соизмеримом с длиной волны.