Датчик влажности почвы Советский патент 1982 года по МПК G01N25/56 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к электрическим экспресс-методам измерения влажности почвенных слоев и, преимущественно, может быть использовано в сельском хозяйстве на гидро- и ai- рометеорологических станциях и пос- тах, а также в строительстве, геологии и других отраслях народного хозяйства, когда необходимы точные измерения влажности аморфных и сыпучих материалов различной уплотненности.

Известен датчик для измерения влажности почв, чувствительные элементы которого представляют два изолированных электрода, соединенных с измерительным устройством l.

Однако известный датчик влажности для измерения влажности почвенных слоев различной уплотненности мало пригоден из-за недостаточной чувствительности либо механической непрочности.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является емкостный датчик влажности почвы, содержащий два изолированных друг от друга металлических электрода в виде шнеков, закрепленных на

Штанге и соединенных с измерительным устройством. Электроды выполнены в виде тонкостенных шнековых элементов совмещенных и сдвинутых на полшага один относительно другого в продоль-, ном направлении, закреплены на стержне из изоляционного материала, имеющим конусный наконечник.

Шнеки выполняют роль обкладок

10 электрического конденсатора и служат для погружения датчика в грунт на необходимую глубину 2.

Существенным недостатком такого датчика является его низкая механи15ческая прочность и сложность изготовления, что значительно сужает возможности применения датчика для измерения влажности только сыпучих материалов.

20

При использовании датчика в полевых условиях на плотных грунтах шнеки часто отваливаются от стержня, так как изоляция с помощью которой их крепят к стержню, не выдерживает 25 многократной нагрузки. Изготовление шнековых элементов технологически достаточно сложно.

Цель изобретения - увеличение чувствительности и механической

30 прочности датчика влажности. Поставленная цель достигаетсй тем, что в датчике влажнсхзти, содер жащем два изолированных электрода, закрепленных на штанге и соединенны с измерительным устройством, электр ды выполнены в виде двух полувинтов скрепленных между собой изолятором, образуя в целом винт, причем один из полувинтов, жестко.соединен с штангой, имеет на конце направл5пощий зубец в полости, перпендикулярной направлению погружения датчика в исследуемую среду. На чертеже показан предлагаемый датчик влажности, разрез. Он состоит из металлического полувинта 1, имеющего на конце направ ляющий зубец 2, который жестко прикреплен к полой штанге 3, электрически связан с ней и с одним из кон тактов разъема, изолятора 4, второго полувинта 5, электрически соединенного с другим контактом разъема проводом б, проходящим сквозь полую штангу 3. Длина волны 10 см, штанги - 90 см При круговом вращении штанги датчик погружают на заданную глубину в соответствии с метками на штанге, затем подключают измерительное устройство, и производят измерение. Обычно влажность почвенных слоев на сельскохозяйственных полях измеряют осредненно для каждого слоя высотой 10 см до глубины один метр. Путем удлинения штанги глубину изме рения можно увеличить до 150-300 см При необходимости измерения можно производить через более короткие промежутки например, через 1 см. Для этого наносят соответствующие метки на штанге. Величину осреднения влажности измеряемого материала также можно изменять путем увеличения или уменьшения высоты чувствительной части датчика - двух полувин тов. Основную механическую нагрузку несет полувинт 1, соединенный с штангой имеющей направляющий зубец 2, второй полувинт 5 проникает в ПОЧ ву по следу, проделанному первым вин том. Он может быть приклеен, например, эпоксидным клеем или привинчен .к полувинту 1 с помощью винтиков из прочного изоляционного материала. Полувинты изготовляют цельным монолитом путем отлива в формах или выточки на токарном станке с послед тощим разделением цельного винта на два полувинта, что значительно упрощает технологию изготовления и увеличивает механическую прочность электрического датчика влажности. Использование предлагаемого электрического датчика влажности позволяет увеличить его долговечность по сравнению с известными в 10-20 раз, упростить технологию изготовления датчика. Возможно универсальное использование датчика для измерения влажности почв с различной механической уплотненностью и составам, например, песков , плотных глин, щебневатых почв. Датчик обладает повышенной механической прочностью. Формула изобретения Датчик влажности почвы, содержащий два изолированных электрода, закрепленных на штанге и соединенных с измерительным устройством, отличающийся тем, что, с целью увеличения его чувствительности и механической прочности, электроды выполнены в виде двух полувинтов, скрепленных между собой изолятором, образуя в целом винт, причем один из полувинтов жестко соединен с штангой и имеет на конце направляющий зубец в плоскости, перпендикулярной направлению погружения датчика в исследуемую среду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Берлинер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование вле сности, М., Энергия, 1965, с. 32-52. 2.Авторское свидетельство СССР №518707, кл. G 01 N 27/22, 1976 (прототип) .