Прибор для непрерывного измерения влажности почво-грунтов зоны аэрации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

38IOI5

Секта Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.VI.1971 (№ 1675046/26-25) М. К.л. G 01п 27/22 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.V.1973. Бюллетень ¹ 21

Комитет по делам изобретений и открмтиР при Совете Министров

СССР

УДЫ 543.812(088.8) Дата опубликования описания З.у П1.1973

;- ." с ". 33 -:,"т! ЛЕ-ИЯЗГ11

Б. А. Степанов, И. Г. Новичков и Е. М. Никифоров -",:

Ленинградский государственный институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства

Авторы изобретения

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ ПОЧВО-ГРУНТОВ ЗОНЫ АЭРАЦИИ

Предлагаемое устройство может быть использовано при мелиоративно-гидрогеологических изысканиях для непрерывного измерения влажности почво-грунтов зоны аэрации.

Основным недостатком известных приборов аналогичного назначения является большая погрешность. Частично эта погрешность обусловлена трудно учитываемыми паразитными емкостными токами и наводимой э.д. с. вторичного излучения. Большое влияние на точность измерения влажности оказывает величина электропроводимости исследуемой среды, причем погрешность растет с увеличением электропроводимости. Так, например, при измерении влажности н а частоте f = 10 Мгц в среде с электропроводимостью 6=0,35 сим.м — погрешность измерения составит 100оутп шкалы прибора.

При отсутствии данных об электропроводпмости среды исключается возможность определения абсолютной величины объемной влажности. Поэтому известные приборы можно использовать лишь в качестве индикаторов влажности и в некоторых случаях для относительных измерений.

Цель изобретения — устранение влияния электропроводимости исследуемой среды, а также паразитных емкостных токов и наводимой э. д. с. вторичного излучения на измерение влажности и, следовательно, повышение точности измерений.

С этой целью в предлагаемом приборе, содержащем генератор, нагруженный на антенну-датчик, и измерительное устройство, генератор снабжают модулятором выходного напряжения, выполненным в виде преобразователя сопротивления в один из параметров высокочастотных колебаний (например, в часто10 ту). Вход модулятора соединен с антеннойдатчиком, а в измерительное устройство введены приемная антенна и демодулятор, при этом приемная антенна и антенна-датчик с помощью фиксатора закреплены друг относительно

15 друга на расстоянии, соизмеримом с длиной волны. -- - т

Блок-схема предлагаемого прибора для измерения влажности почво-грунтов зоны аэрации изображеча на чертеже.

Прибор состоит из передающего и измерительного устройств, Передающее устройство содержит источник питания 1, генератор высокой частоты, состоящий из задающего генера25 тора 2, буферного каскада 8 и усилителя мощности 4, нагруженного на симметричный вибратор б, а также преобразователь б, соединенный через выход усилителя мощности с вибратором. Сигнал с выхода преобразователя по30 дается на вход усилителя мощности. Преобра381015 зователь представляет собой мультивибратор, частотой которого можно управлять.

Элементы схемы высокочастотного генератора вместе с низкочастотным преобразователем и источником питан ия располагаются между двумя лучами антенны и составляют с ней одно конструктивое целое.

В измерительное устройство входит приемная антенна 7, включенная на вход усилителя

8. Усилитель нагружен на детектор 9, к одному из выходов которого подключена цепочка из последовательно соединенных усилителя низкой частоты 10, преобразователя 11, на «оторый поступает напряжение опорной частоты от опорного генератора !2, частотомера 18 и отсчетного прибора 14. К другому выходу детектора подключен компенсатор 15 с отсчетн ым прибором 1б. Измерительное устройство питается от источника 17 и располагается в машине.

В начале работы антенна-датчик выносится в зону, в которой не сказывается влияние оператора, регистрирующей аппаратуры, машины, располагается непосредственно на поверхности исследуемой среды и прикрепляется к машине через высокочастотные изоляторы с помощью капроновой веревки. Связь антенны-датчика с регистрирующей аппаратурой осуществляется через высокочастотное электромагнитное поле.

Под влиянием исследуемой среды длина волны электромагнитных колебаний, возбуждаемых антенной, изменяется. Это приводит к изменению входного сопротивления антенны и режима работы генератора. Изменение режима работы генератора преобразуется в приращение частоты мультивибратора. Вместо мультивибратора может быть применен другой преобразователь, который бы преобразовывал входное сопротивление антенны-датчика в амплитуду, фазу или другие параметры высокочастотных колебаний генератора. Частотой мультивибратора с целью передачи информации о влажности почвы на регистрирующее устройство модулируются по амплитуде высокочастотные колебания. Преобразование информации о влажности, заложенной в изменении скорости распространения электромагнитных колебаний в исследуемой среде, в н изкочастотные изменения амплитуды этих колеба1п ний значительно упрощает аппаратуру. Одновременно по изменению осредненной величины принятой высокочастотной энергии определяется электропроводимость среды. Эти данные используются для введения поправки в из15 меряемую величину влажности. Кроме того, данные о проводимости почвы позволяют определить глубину просвечивания и использовать результаты для введения дополнительной поправки при определении объемной влажно20 сти. Таким образом, предлагаемый прибор позволяет производить непрерывное измерение объемной влажности почво-грунтов зоны аэрации.

П редм ет изобретения

Прибор для непрерывного измерения влажности почво-грунтов зоны аэрации, содержащий задающее устройство с высокочастотным

ЗО генератором, нагруженным на антенну-датчик, и измерительное устройство с приемнои антенной, отлаяшощийся тем, что, с целью увеличения точности измерения влажности, генератор снабжен модулятором выходного напряжения, вход которого соединен с приемной антенной, а измерительное устройство снабжено демодулятором, при этом приемная антенна и антенна-датчик снабжены фиксатором для закрепления их одна относительно другой на расстоя40 нии, соизмеримом с длиной волны.

381015

Составитель А. Демьянов

Техред Т. Курилко

Редактор Т. Орловская

Корректор Е. Михеева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2077/6 Изд. № 520 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5