Способ определения влажности и засоленной почвы Советский патент 1975 года по МПК G01N27/86 G01N33/24 G01N19/10 

Изобретение относится к таковлхревым методам исследования ст|руктуры и фнзико-хпмичссл,х cBoiiCTB матер;1алов л может быть ::рнменсно для раздельных Измерений влажности и засоленности грунтов и почв в полеBjjix ii лабораторных услов;1ях при про;)3водстве г;1дромел юративиых работ ai автоматизации полива орошаемых земель.

Известен способ определения влзжност; и засоленности почв и грунтов путем измерения их электропроводности с помощью электродов, номенхенных в грунт. Такой способ лринци;; ально является способом комплексной оненкн элекгрофнзических свойств грунта и не позволяет проводить раздельные измерения влажности п засоленности ночвы. того, точность измерений при реализации ;1звестного способа невелика из-за влияния различия минералогического состава содержащихся в иочве раст.воргимых солей и изменения величины иорехо.ч.ного сопротивления На границе между электродами н грунтом ири 1 змеиеиии структуры грунта и окПСлення поперх1иости электродов.

Целью изобретения является повышение точности измерений влажности при различном минералогическом cocTaiBe почв и растзореииых :; ;п1х солей.

Поста.влениая цель достигается тем, что переменным электромагнитным .полем возбуждают в ночве токи и ироводят многоиараметровый гармонический анализ откликов вихревых токоз по аМЛлптудпым и частотным зависимостям, а : ачестБСН иую и количественную оценку вк;жностп п засоленности почвы Производят пугем сравне-пия получе пюго спектра С11г;1ала с эт;1лспп1)м.

Способ может быть рсализозан, , с номоиипо охватывающих пли ; акла;1|пых лвухобмоточны:; токовихревых датчиков, питаемых от геператора зысокой частоты (в диаиазоие 2-8 1ггц) и lunoconiiix фильтров

с КОМ уТИру10ЩПМ yCTpoiiCTBOM и ЭЛеКТ1-;0;13мерптельным прибором (лнбо аналпгзатзра гармоник). Одна из обмоток датчика является намаги:пч П5ающей и предназначенп для создания в :почве переменных электромагнптиых полей, а другая - жчдпкаторп.ая - улавливает отклики ЭДС вихревых токов.

Га)мон; ческпй состав (наличие высплх гармонических составля;ои1их и их амп.лнтуда) откликов вих рсвых токов., возбужденны ч в н;.:1каторных обмотках токових;1ев1 х датчиков, определяются элекТ|р 1ческпми свойствами (ироводимостью, дпэ,;екгп;г- е:к-:я 1 п магнитной проницаемостью) . В сво:о очередь перечисленные параметры являются функцией химическою состава, з.ш/чнс стп п электролитических свойств иочзы. Поэтому сиектр откликов вихревых токоз представл5-ет

собой многопараметровую функцию физического .состояния и структуры почвы в исследуемой зоне. Исследование разложен-ия этой функции в ряд Фурье € иомощыо фильтров ИЛ1И анализаторов га,рмони.к позволяет установить степень увлажнения грунта по одному из членов ряда Фурье, независимо от его засоленности, которая отображается груниои членов ряда.

По экспери.ментальным данным, кратность изменения амплитуды оитнала по отношению к уровню сигиала на индикаторной обмотке датчика в отсутствие грунта составляет для сухого, влажного грунта и рассола соответственно 5, 10 и 100.

Для градуировки нр;иборов, реализующи.х описываемый сиособ, необходимы образцы грунтов и почв с разными химическими составами, количество которых должно соответствовать иредстоящим задачам измерения.

Для каждого из образцов измеряются значения ам:илитуд и фаз нескольких гармонических составляющих сигнала (наирямер, ИЯТ11-сем.и) тфи различных значениях влажности и засоленности и составляются номограммы олределения засоленности и влажности luo ш.кале прибора.

Для эталонирования влажности образцысвидетели (вторые образцы С идентичными свойствами по всем параметрам) контролп)уются абсолютным методом, например, весовым с иоследующим высушиванием и повторным взвешиванием. Эталонирование на засоленность осуществляется иутем создания образцов с заданной концентрацией раствора солей, например NaCl.

Для оценки засоленности и влажности иочвы в процессе .изме|рений достаточно иметь лишь несколько образцов эталонных грунтов известного х.ими-ческого состава любой влажности и засоленности, для которых имеются

в наличии готовые номограммы.

Минимальный набор эталонов для определения влажности :и засоленности грунто-J определяется только разнообразием .химических составов исследуемых грунтов и не зависит от стеиени их влажности и засоленности.

Пред м е т и з о б -р е т е н и я

Способ определения влажности и засоленности ПОЧ:Б и грунтов Г1утем определения их электрофизических характеристик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений влажности при различном минералогическом составе почв и растворенных л них солей, переменным электромагнитным иолем возбуждают в почве то.ки и проводят многопараметровый гармонический анализ отклнков вихревых токов ио амплитудным ri частотным зависимостям, а качественную :; количественную оценку влажнос-ри и засоленности почвы производят путем сравнення иолученного сиектра сигнала с эталонным.