Емкостный датчик влажности почвы Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности почвы.

Известен датчик влажности почвы,, состоящий из набора металлических электродов, разделенных диэлектриком и измерительной схемой fl.

Однако данный датчик обладает недостаточной точностью измерения. Одной из составляющих погрешности из мерения является зависимость показа- НИИ устройства от плотности измеряемого вещества.

Известен датчик влажности,у которого уменьшение влияния плотности производится путем механической компенсации 2j.

Однако данный датчик не позвдляет производит измерение влажности путем его введения в почву, а предназначен лишь для измерения влажности сыпучих веществ путем их засыгки в датчики.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является емкостHoft датчик влажности почвы, обеспечивающий быстрое и легкое заглубление без существенного нарушения естественной структуры исследуемого материала, содержащ1й полый стержень с конусным наконечником и закрепленными на стержне чувствительными элементами, выполненными в виде шнеков, и измерительную схему.

Винтовое расположение чувствительных элементов обеспечивает плавное и высотное осреднение влажности и повьииает достоверность jизмерения Гз..

Однако показания известного датчи10ка зависят от плотности почвы.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения влияния плотности исследуемого материала.

15

Цель достигается тем, что в датчил ке влажности почвы, содержащем полый стержень с конусным наконечником и закрепленными на стержне чувствительными элементами выполненными в виде шнеков, и измерительную схему, конусный наконечник выполнен подвижным относительно стержня, внутри которого расположен дополнительно введенный компенсационный

25 конденсатор, внутренний подвижной электрод которого соединен через упругий элемент с конусным наконечНИКОМ, а внешний неподвижной электрюд последовательно соединен с одним из чувствительных элементов.

На фиг.1 приведено конструктивное исполнение емкостного датчика; на фиг.2 - электрическая схема устройства.

Датчик содержит стержень 1, чувствительные элементы 2 и 3, конусный наконечник 4, измерительную схему 5, упругий элемент б, выполненный в виде пружины, компенсационный конденсатор, выполненный в виде двух электродов 7 и 8.

Электрическая схема устройства (фиг. 2) состоит из последовательно соединенных измерительного конденсатора Су, образованного чувствитель- ными элементами 2 и 3 компенсационного конденсатора Сц, выполненного в виде двух электродов 7 и 8, и измерительного устройства 5.

Конусный наконечник 4 через упругий элемент 6 соединен с электродом 8 компенсационного конденсатора. Электрод 7 соединен с электродом 3 чувствительного элемента. Электрод 2 соединен через металлический стержень 1 с одним из входов измерителького устройства 5. Второй вход измерительного устройства 5 соединен с электродом 8.

Датчик работает следующим образом.

При введении датчика в почву путем вращения стержня 1 конусный наконеч ик 4 под действием реакции давления почвы перемещается вдоль стержня 1 и перемещает электрод 8 относительно электрода 7, изменяя емкость компенсационного конденсатора, образованного электродами 7 и 8. При перемещении конусного наконечника 4 снимается пружина 6. Сила реакции пружины б на конусный наконечник 4 пропорциональна плотности почвы.

Таким образом, перемещение конусного наконечника 4 и одновременное перемещение электрода 8 приводит к изменению емкости компенсационного конденсатора; Суммарная

емкость датчика, состоящего из измерительного конденсатора, образованного чувствительными элементами 2 и 3j и компенсационного конденсатора, образованного электродами 7 и 8 изменяется не только пропорционально влажности почвы, но и обратно про порционально ее плотности.

Применение предложенного технического решения позволяет повысить точность измерения путем уменьшения влияния плотности исследуемого материала, достичь более высокой скорости измерения, уменьшить энергопотребление, уменьшить трудоемкость измерения.

Формула изобретения

Емкостной датчик влажности почвы содержащий полый стержень с конусным наконечником и закрепленными на стержне чувствительными элементами, выполненными в виде шнеков, и измертельную схему, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения влияния плотности исследуемого материала, конусный наконечник выполнен подвижным относительно стержня, внутри которого расположен дополнительно введенный компенсационный конденсатор, внутренний подвижной электрод которого соеди нен через упругий элемент с конусным наконечником, а внешний неподвижной электрод последовательно соединен с одним из чувствительных элементов.

Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 573743, кл. G 01 N 27/22, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 536423, кл. G 01 N 27/22, 1975.

З. Авторское свидетельство СССР 518707, кл. G 01. N 27/22, 1974 (птотип) .

(х тфг

с

7Г

Фие. f

./