Устройство для определения потенциала влажности почвы Советский патент 1980 года по МПК G01N25/58 

На чертеже приведена конструкция предлагаемого устройства. Подогревной термопреобразователь датчика 1 помещен внутри капиллярно пористого тела 2, которое окружено тепловым влагопроницаемым экраном 3 и адсорбирующим капиллярно-пористым телом 4, Экран 3 соединен с радиатором 5. Подогревной термопреобразователь компенсатора 6 размеще внутри инерционного тела 7, которое в свою очередь, окружено экраном в, имеющим также тепловой контакт с радиатором 5. Все устройство помеше но в измеряемую среду 9. Для определения потенциала влаги или влажности почвы устройство -поме щают в почву, выдерживают необходимое время для насыщения капиллярнопористого тела влагой и выравнивания температур почвы,датчика и компенсатора , Термопреобразователи нагреваютс косвенным или прямым (током, проход шим через термопреобразователи) наг ревом. Тепло, выделяющееся в термопреобразователях, проходит по капил лярно-пористому и инерционным телам поступает на тепловой экран и далее через радиатор передается почве. Температура термопреоЬразователей зависит от выделяющейся на них мощности, теплового сопротивления термопреобразователь-среда, а в динами .ке - также от массы и теплоемкости термопреобразователей и окружающих их тел. Тепловое сопротивление капиллярно-пористых тел зависит от влажности, почвы. Конструкция и теплофизические параметры инерционного тела выбирают так,чтобы рост температуры {инер онность ) и максимальный нагрев (тепловое сопротивление) у обоих термопреобразователей были бы одина вы при некоторой определенной влажности почвы. Эту влажность назовем опорной, Если влажность измеряемой среды будет больше (меньше) опорной влажности, то тепловое сопротивление капиллярно-пористого тела датчика будет соответственно меньше (больше теплового сопротивления датчика при опорной влажност-и. Аналогично и температура термопреобразователя датчика будет меньше (больше) температуры датчика при опорной влажно ти, т.е. температуры компенсатора. Разность между температурами тер мопреобразователя датчика и термопреобразователя компенсатора будет однозначно зависеть от влажности почвы, Следователь-чо, .и выходной сигналДифференциальной схемы, в которую обычно включаются термопрео бразователи, будет однозначно завиеть от потенциала влаги в почге. В качестве термопреобразователей могут быть использованы терморезисторы, термотранзисторы и др.элементы. Тепловой экран должен обеспечивать постоянное поле температуры вокруг датчика, т.е. равенство температур по всем точкам экрана. Конструктивно экран датчика может представлять собой, например, цилиндр с отверстиями для ввода влаги внутрь цилиндра. Компенсатор также полезно помещать в тепловой экран, который может быть герматизирован и иметь даже тепловую изоляцию от почвы. Тепловые экраны датчика и компенсатора должны иметь хороший тепловой контакт между собой и радиатором. Для того, чтобы тепло через окна в экране не подходило к границе датчик-измеряемая среда, тепловое сопротивление которой нестабильно и невоспроизводимо, окна выполняют маленькими. Кроме того, с помощью дополнительного слоя капиллярнопористого тела граница датчик-измеряемая среда удаляется от теплового экрана на расстояние большее, чем определяющий размер отвеостиг; в экране. Дополнительный слой может иметь тот же состав и структуру, что и основная часть капиллярнопористого тела, а в ряде случаев может и отличаться от него. В ряде случаев бывает полезным поверхность капиллярно-пористого тела покрыть гидрофобным, крупнопористым веществом с тем, чтобы вода попадала к капиллярно-пористому телу через газовую, а не жидкостную фазу. Датчики с таким покрытием меньше загрязняются почвой . Формула изобретения 1 . Устройство для определения потенциала влажности почвы, содержащее датчик с термопреобразователем и эталонным капиллярно-пористым телом и компенсатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности определения, эталонное капиллярно-пористое тело окружено влагопроницаемым термовыравнивантим экраном, соединенным с тепловым радиатором. 2, Устройство по П.1, о т л ичающе ее я тем, что, термовыравнивающий экран датчика покрыт дополнительным слоем капиллярно-пористхэго тела.

3. Устройство по ПП.1 и 2,0 т л ичаюшееся тем, что компенсатор помещен во влагоизолированное инерционное тело.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Берлинер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности, М-Л., 1965, с.363.

2.Авторск9е свидетельство СССР № 436273, кл.е 01 N 25/581, 1971 (прототип) .