Тензиометр Советский патент 1982 года по МПК G01N7/10 

Изобретение относится к устройствам для измерения всасывающего давления почвы и может быть использовано при проведении различных гидрофизических исследований почв.

Известны устройства для измерения всасывающего давления почвы, содержащие пористый зонд, измерительную камеру, вакуумметр и соединительные трубки, которые герметично соединены между собой и заполнены водой U 1 {.

Известен также тензиометр, содержащий полый пористый зонд, измерительную камеру, к которой подсоединен зонд, вакуумметр, подключенный, к измерительной камере, и трубку, соединяющую зонд .cf измерительной камерой 2.

Недостаток устройства состоит в том, что рабочая полость, заполненная водой, изолирована от измерительной камеры и поэтому газ, проникающий в полость из почвенной атмосферы через поры зонда и выделяющийся из ВОДЫв виде пузырьков, не может быть удален без нарушения процесса измерения. По мере скопления газа в полости тензиометра вода из т.ензиометра через поры зонда переходит в исследуемую почву, изменяя ее влажность, что приводит к внесению погрешности. В случае иссушения даже части пор зонда,тензиометр становится неработоспособным. Кроме того по мере накопления газа в полости тензиометра, жесткость измерительной , системы уменьшается из-за сжимаемости газа, и тензиометр становится все более инерционным.

10

Цель изобретения - повышение точности и автоматизации определений всасывающего давления почвы.

Поставленная цель достигается тем, что тензиометр снабжен уровнемером, - установленным на трубке, и дроссе- лем, соединяющим измерительную камеру с атмосферой и подключенным к уровнемеру. При этом уровнемер выполнен в виде поплавка, помещенного в

20 трубку, и расположенных соосно напротив друг друга с обоих CTOpoh /:трубки с поплавком осветителя и фотоэлемента.

При этом тензиометр снабжен ревер25сивным двигателем, соединенным с дросселем, и сервоусилителем, соединяющим фотоэлемент уровнемера с двигателем.

На чертеже изображен продольный

30

разрез. Тензиометр содержит пористый зонд 1, измерительн5то камеру 2 и расположенный между ними нуль-индикатор уровня воды, включающий фотодиод 3, лампочку 4 подсветки, прозрачную камеру 5, заполненную водой до уровня фотодиодов 3, и поплавок 6. Измерительная камера 2 с вакуумметром 7 подключается к вакуумной линии через штуцер 8, а также сообщается.с атмосферой через управляемый дроссель, состоящий из конусной иглы 9, входящей в конусное отверстие крышки 10 измерительной камеры 2 и имеющей хвостовик с резьбой, находящийся в неподвижной гайке И и связанный с валом реверсивного электродвигателя 12, Электродвигатель 12 электрически связан через светоусилитель 13 с нуль-индикаторомуровня водь1. Тензиометр работает следующим образом. При введении пористого зонда 1, заполненного водой,, в почву, почва начинает отсасывать вОду через поры зонда. При этом уровень воды в гтрозрачной камере 5 нуль-индикатора начинает опускаться вместе с поплавками 6, освещенность фотодиода 3 увеличивается, из выхода нуль-индикатора появляется сигнал команды на умен щение сечения дросселя, который усиливается све гоусилителем 13 и подает ся на реверсивный электродвигатель 12. Электродвигатель начинает вворачивать иглу 9 в конусное отверстие крышки 10 измерительной камеры 2, се чение дросреля уменьшается, поступление воздуха в измерительную камеру также уменьшается (при постоянной производительности вакуумного насоса подключенного к вакуумной линии), и в результате давление в измерительной камере 2 и в прозрачной камере 5 нуль-индикатора над поверхностью воды, также уменьшается до тех пор, пока не,компенсируется давление, созда ваемое сосущей силой почвы, и уровен воды с поплавком 6 не возвратится в исходное (нулевое) положение. Сигнал на выходе нуль-индикатора становится равным нулю, и электродвигатель 12 останавливается. При этом давление в измерительной камере компенсационного тензиометра, равное всасывающему давлению почвы, измеряется с помощью вакуумметра 7. При уменьшении сосущей силы почвы компенсационный тензиометр работает аналогичным образом, с той разницей, что в этом случае уровень воды поднимается, сечение дросселя увеличивается и давление в измерительной камере также увеличивается до тех пор, пока не уравновесит новое значение всасывающего давления. Скапливающийся в воде в виде пузырьков газ свободно выходит из воды и выводится в процессе измерения из рабочей полости компенсационного тензиометра через вакуумную линию. В качестве нуль-индикатора в предлагаемом компенсационном тензиометре может быть использован какой-либо другой преобразователь уровня воды и. согласованный с ним исполнительный орган. Формула изобретения 1.Тензиометр, содержащий полый пористый зонд, измерительную камеру, к которой подсоединен зонд, вакуумметр, подключенный к измерительной камере, и трубку, соединяющую зонд с измерительной камерой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и автоматиз а.ции определений всасывающего давления почвы, он снабжен уровнемером, установленным на трубке, и дросселем, соединяющим измерительную камеру с атмосферой и подключенным к уровнемеру. 2.Тензиометр по п.1, о тли ч аю, щ и и с я тем, что уровнемер выполнен в виде поплавка, помещенного в трубку, и расположенных соосно напротив друг- друга с обеих сторон трубки С попла ЕКОм осветителя и фотоэлемента. 3.Тензиометр по пп.1 и 2, о т л и чающийся тем, что он, снабжен реверсивным двигателем, соединенным с дросселем,с сервоусилителем, соединяющим фотоэлемент уровнемера с двигателем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 82596, кл. G01 М 7/10, 1949. 2.Глобус A.M. Экспериментальная геофизика почв, Гидрометеиздат, 1969, с.155-157.