Тензиометр Советский патент 1981 года по МПК G01N7/14 

Изобретение относится к средствам влагометрии и может быть использовано для контроля влё1жности почвы и ее регулирования в устройствах управления мелиоративными системгими. Известны датчики для определения влажности почвы по ее сосущей силе, принцип действия которых основан на свойстве помещенного в почву наполненного водой пористого сосуда вступать с ней во влагообмен до тех пор . пока не установится равновесие между величиной сосущей силы почвы при дан ной ее влажности и разрежением в сосуде, изменение которого обусловлено отсасыванием воды из сосуда в почву при ее высыхании или поступлении воды в сосуд из почвы при ее у лаждении til . Однако на точность измерения подо бных датчиков влажности влияет накоп ление в процессе эксплуатации в их герметичной системе газов даже при идеальном полупроницаемом мат ригше стенок пористого сосуда. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тензиометр, содержащий сообщгиощиеся между собой пористый фильтр, ртутный V-образный контактный манометр и сосуд (воздухоуловитель), который соединяется с дополнительной емкостью с водой (доливочной емкостью) посредгством электромагнитного клапана,Электромагнитный клапан через контакты верхнего и нижнего предельных уровней ртути в манометре электрически связан с устройствами автоматического управления клапанами Г2. Однако точность измерения данным тензиометром также мала. Цель изобретения - повышение точности и надежности измерения влгокносПоставленная цель достигается тем, что в тензиометре, включающем сообщгиощиеся между собой пористый сосуд , манометр и воздухоуловитель, который соединяется с доливочной емкостью посредством электромагнитного клапана, электрически связанного с устройством автоматического управления клапаном, введена шлюзовая камера, расположенная между воздухоуловителем и доливочной емкостью и сообщакяцаяся с ними посредством упомянутого и дополнительно введенного электромагнитных клапанов, электрически связанных через датчики уровней воды в воздухоуловителе и в шлюзовой камере с устройством лвтоматичс-ского управления клапанами, На чертеже приведена схема предла гаемого тенэиометра. Пористый сосуд 1 соединен с возду хоуловителем 2 и ртутный V-образным Манометром 3. Воэдухоуловитель 2 через электромагнитный клапан 4 соединен с шлюзовой камерой 5, которая че рез электромагнитный клапан б соединена с доливочной емкостью 7. Контак ты 8 и 9 датчиков верхнего и нижнего уровней воды в воздухоуловителе 2 через усилительные элементы 10 и 11 соединены с реле 12 и 13 и через блок 14 коммутации контактов реле с катуилкой 15 электромагнитного -клапана 4. Контакты 16 датчика верхнего уровня воды в шлюзовой камере 5 соединены чере усилительный элемент 17 с реле 18, через блок 14 коммутации контактов реле - с катушкой 19 электромагнитного клапана 6. Тензиометр работает следукадим обратом. Собранный и заполненный кипяченой или дистиллированной водой тензиометр помещается в почву на необходимую глубину, при этом контакты 8 и 9 датчиков верхнего и нижнего уровней воды в воздухоуловителе 2 и контакты 16 датчика верхнего уровня воды в шлюзовой камере 5 замкнуты водой,заполняющей систему тензиометра, электромагнитные клапаны 4 и 6 закрыты, Влагообмен тензиометра с почвой осуществляется через пористый сосуд 1. При иссушении почвы часть воды из герметичной системы тензиометра отса сывается до тех пор, пока разрежение в ней не уравновесит сосущую силу почвы. При увлажнении почвы и соответственном уменьшении ее сосущей си лы влага из почвы , а вместе и растворенные в ней газы через пористый сосуд проникаиот в герметичную систему тензиометра. Под влиянием разряже ния в герметичной системе растворенные газы выделяются из воды и поднимаются в воздухоуловителе 2, Повторение циклов высушивания и увлажнения почвы приводит к накоплению газов в герметичной системе тензиометра и уменьшению уровня воды в воздухоуловителе 2. Понижающий уровень воды в воздухоуловителе размыкает нгисодящиеся в нем вначале контакты 8 датчика верхнего уровня воды, а затем контакты 9 датчика нижнего уровня, при размы кании которых через элементы 11,13 и 14 устройства автоматического управления клапанами напряжение подает ся на катушку 15 и электромагнитный клапан 4, соединяющий воздухоуловитель и шлюзовую камеру, открывается При этом вода из шлюзовой камеры 5 через открытый клапан 4 начинает за полнять воздухоуловитель 2, удаляя накопившийся в нем воздух. Разрежение р, гзрметичиой системе тензиометра к в шлюзовой камере выравнивается, Поступающая в воздухоуловитель 2 воа замыкает вначале контакты 9 датчика нижнего уровня , а затем контакты В, датчика верхнего уровня воды. npHj замыкании контактов 8 через элементы 10, 12 и 14 устройства автоматического управления клапанами катушка 15 обесточивается, и клапан 4 закрывается. При закрытии клапана 4 блок 14 коммутации подает напряжение на катушку 19 электромагнитного клапана 6, который открывается, и вода из поливочной емкости 7 заполняет шлюзовую камеру 5 , удаляя из нее воздух. Поступающая вода замыкает контакты 16 датчика верхнего уровня воды в шлюзовой камере, при этом катушка 19 обесточивается через элементы 17, 18 и 14 устройства автоматического управления клапанами, и клапан 6 закрывается. Цикл удаления воздуха из воздухоуловителя тензиометра повторяется автоматически при каждом раз1иыкании контактов 9 датчика нижнего уровня воды в воздухоуловителе. Устройство исключает ручные работы по удалению накопляющихся газов из герметичной системы датчиков влажности почвогрунтов . Повышение точности измерений влажности предлагаемым тензиометром дает возможность более эффективного контроля и регулирования влажности почвы, в результате которой урожайность сельскохозяйственных культур может быть повышена на 15-20%. Формула изобретения Тензиометр, включающий сообщающиеся между собой пористый сосуд, манометр и воздухоуловитель, соединенный с доливочной емкостью электромагнитным клапаном, электрически соединенным с устройством автоматического управления им, отл и чающий с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, он снабжен шлюзовой камерой, сообщающейся с воздухоуловителем и с доливочной емкостью посредством упомянутого и дополнительно введенного электромагнитных клапанов, электрически связанных через датчики уровней воды в воз духоуловителе и в шлюзовой камере с устройством автоматического управления клапанами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Попов Л.В. Методы определения влажности почв, М., Иэд-во АН СССР, 1960, с. 65-67. 2.Авторское свидетельство СССР 310163 ,кл. G 01 N 7/04, 1971 (прототип).