Датчик-эвапориметр Советский патент 1983 года по МПК G05D9/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации капельного орошения сельскохозяйственных культур.

Известна автоматическая поливочная установка, состоящая из двух электродов, один из которых -располагается в верхнем слое почвы и увлажняется при поливе/ второй расположен в нижнем слое почвы, постоянно сохраняющем остаточную влажность. Установка имеет блок измерения электрического сопротивления почвы между электродами , блок питания. Блок измерения сопротивления между электродами свя.зан с разбрызгивателями установки и удерживает, их включенными до тех пор, пока поступающая влага достигает верхнего участка нижнего слоя почвы, который постоянно остается увлажненным 1}.

Недостатком данной установки является то, что время включения установки в работу зависит от свойств почвы, затруднена регулировка изменения поливного периода.

Наиболее близким к предлагаемому .является установка автоматической . регулировки-поливного периода в системе капельного орошения, состоящая

из дозирующего затвора/ на котором поливальщик устанавливает определен ный Объем воды, необходшиый подать за один полив; мембранного затвора и испарителя, состоящего в свою оче. редь из ванны диаметром около 12.см, заполненной водой, в которой установлено два электрода. Между .электрода-. ми протекает небольшой ток. Вода из

10 ванны испаряет.ся. Уровень ее понижается до тех пор, пока не прекратится электрическая связь между электродами.

В процессе полива по трубке очень

15 малого диаметра в зависимости от открытия мембранного затвора подается вода в ванну испарителя пропорционально, подаче воды на поле. В момент реализации необходимого полива уро20вень воды в ванне перекрывает оба электрода, в результате чего поливной процесс превращается {2}.

Недостатком известного устройства является то, что вода в вскнну испа25 рителя подается по. трубке малого диаметра в зависимости от открытия мембранного затвора, что технически трудно выполнимо, так как трубка постоянно засоряется и не рбеспечивает

30 пропорционального деления воды на поле и в ванну, К недостатку этого уст ройства относится также то, что как только первые порции воды По трубке Поступают в ванну, происходит замыка ние электродов через воду и полив прекращается. Необходимая поливная :норма не выдается, а т.акже на каждый полив необход имо устанавливать объем поливной воды на дозирующемзатворе. Цель изобретения - повышение точнести датчика-эвапориметра. Указанная цель достигается тем, что в датчике-эвапориметре, содержащем емкость для воды, контактные дат чики уровня,- связанные с электронным блоком управления, содержатся две со общающиеся между собой и с емкостью герметичные камеры, в которых размещены поплавки, жестко соединенные со штоками, на первом из которых жестко установлен первый конус, а на втором - второй конус, контактно связанные с одним из плеч рычага, шарнирно связанного с основанием датчика-эвапориматра, другое плечо которого соединено с капельницей, причем первый конус контактно связан с подпружиненным толкателем, соединенным с фиксатором, установленным во втулке, неподвижно закрепленной на крышке одной из замкнутых Кс1мер с возможностью перемещения в ней второго штока. На чертеже изображен датчик-эвапориметр, общий вид, Датчик-эвапориметр состоит из емкости 1 , соединительного трубопровода 2, замкнутых камер 3 и 4, двух поплавков 5 и 6, крышки 7, первого и второго штоков 8 и 9, конусов 10 и 11 толкателя 12/ возвратной пружины с направляющей трубкой 13, двух втулок 14 и 15, фиксатора 16, бобышек 17, рычага 18, трубопровода 19, капельницы 20, контактных датчиков 21. Датчик-эвапориметр работает следующим образом. В начале оросительного периода ем крсть 01 заполняется водой до отметки (v max). При этом контактные датчики 21, связанные с электронным блоком управления, замкнуты, датчик-эвапориметр находится в режиме ожидания поплавки 04, Об в верхнем положении, причем поплавок 4 зафиксирован фиксатором 12. Капельница 20, установленная на поливном трубопроводе 19, отведена конусно-рычажной системой 11 и 18 за пределы емкости 1. В результате испарения воды из емкости 1 уровень ее понижается до отметки vmin. Разница между отметками соответствует поливной норме, которую необходимо подать в почву на площадь контура увлажнения, согласно зависимости J, ) -а, мм где Д - дефицит водного баланса (поливная норма) , мм; испарение с водной поверхности, мм; а - коэффициент пропорциональности между водопотреблением и испарением с водной поверхности . О - осадки, мм. Когдауровень воды в емкости 1 достигает отметки vmin, .контактные датчики 21 размыкаются. Напряжение на затворе транзистора 22 становится равным О . За счет падения напряжение, на резисторе 23 появляется ток в цепи. Эмиттер-база и транзистор отпирается. Ток коллектора, транзистора 22, в цепь которого вг лючено реле 24, переключает его, замыкая контакты 25 и 26, и таким образом включает датчик-эвапориметр в. работу. Начинается полив. Датчик-эвапориметр подает сигнал лишь на начало полива, который в дальнейшем осуществляется по заданной программе.- В этом случае уровень воды соответствует отметке7т1п, поплавок конусом 10 давит на толкатель 12 и фиксатор 16, поплавок б падает и через рычажно-конусную систему перемещает капельницу 20 в емкость 1. По поливному трубопроводу 19 вода начинает поступать через капельницу в емкост1. Одновременно идет полив на всем участке капельного орошения. В соответствии с расходом /Зд капельниЦы 20 уровень воды в емкости 1 и камерах 3 и 4 поднимается от отметки ; . За t минут (в зависимости от режима орошения и величигны Пбливной нормы за 1-5 мин). Поплавок 5 поднимается к верху камеры и отводит капельницу рычажно-конусной системы за пределы емкости. Одновременно поплавок б поднимается к верху камеры,ослабляет толкатель, который возвращается в исходное положение пружиной 13 и при достижении поплавка 5 верхнего положения, соответствующего положения Vmax, фиксируется фиксатором. При замкнутой цепи датчика затвор транзистора 27 находится под положительным напряжением относительно источника. Транзистор 27 заперт. Напряжение на базе транзистора 22 положительное, он тоже заперт и ток коллектора близок к О. Контакты реле 24 размыкаются. Однако полив продолжается по заданной программе, еще мин, где а/ в - коэффициенты пропорциональности суммарного водопотрббления и испарения с водной поверхности и площадей контура увлажнения и емкости 1 эвапориметра. Электрическая цепь включает в себя также резисторы 28 и 29 и емкость 30.

Так как цель включения исполнителного устройства блокирована и управляется в дальнейшем в течении времени а «в мин програ)чмным устройством. После выдачи заданной поливной нормы и испарения воды в емкость 1 эвапориметра от отметки V max до vmin повторяется .

Конструкция датчика-эвапориметра позволяет наиболее полно автоматизировать поливной режим, что в конечJHOM итоге увеличивает .производительность труда, снижает трудо- и энергозатраты.

За счет оптимизации поливного режима и подачи воды по потребности растений нормой, соответствующей расходу воды полей, за соответствующий период увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур на 30-40%. При этом экономия оросительной воды составляет 50-60%. Примерный суммарный экономический эффек при максимальном объеме использования изобретения составит 50 млн.руб. в год.

Формула изобретения

Датчик-эйапоримвтр, содержащий емкость для воды, контактные датчики

уровня, связанные с электронным управления, о т л и ч а ю .щ и й-1 с я тем, что, с целью повьааения точности, он содержит две сообщающиеся между собой и с емкостью герметичные камеры, в которых размещены,поплавки, жестко соединенные со штоками-, на первом из которых жестко установлен первый конус, а на втором - второй конус, контактно связанные с одним из плеч рычага, шарнирно связанного с основанием датчика-эвапориметра, другЪе плечо которого соединено с .капельницей, причем первый конус кои- , тактно связан с подпружиненным толкателем, соединенным с фиксатором, установленным во втулке, неподвижно закрепленной на крышке одной из замкну тых камер с возможностью перемещения в ней второго штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США О 3905551, кл 23963, опублик,1976.

2.Капельные орошения в Болгарии. София, 1976 (прототип).

fT iff/Mfj /t /fffjU / f y yearpeifcfa y