Регулятор вологості кореневого шару ґрунту

Регулятор вологості кореневого шару ґрунту, який встановлений на колекторі в дренажному колодязі, що знаходиться на ґрунтовому масиві, і містить чутливий елемент та запірний орган з двома еластичними камерами, робочою та підсилюючою, які зв'язані гідравлічно з колектором 3 26737 вод визначається величиною сумарного випаровування рослин і фазою їх розвитку, що приводить до необхідності на протязі вегетаційного періоду з певною періодичністю міняти уставки регулятору, тобто в р учному режимі змінювати положення поплавків на штангах. Таку ж операцію необхідно виконувати при реалізації форсованих режимів регулювання рівня. Це підвищує експлуатаційні затрати і знижує надійність роботи системи. В основу корисної моделі покладена задача створення інтелектуального регулятора, запірний орган якого був би менш інерційним і який би самостійно за показами датчиків розраховував режими регулювання рівня води в колодязі, виходячи з вимог оптимізації водно-повітряного режиму в кореневому шарі ґрунту та реалізовував ці режими, що знизить експлуатаційні затрати а також підвищить надійність, швидкодію та точність системи регулювання. Задача досягається тим, що у регуляторі вологості кореневого шару ґрунту, який встановлений на колекторі в дренажному колодязі, що знаходиться на ґрунтовому масиві і має чутливий елемент та запірний орган з двома еластичними камерами, робочою та підсилюючою, які зв'язані гідравлічно з колектором і колодязем, еластичні камери гідравлічно ізольовані між собою і зв'язані з колектором - через електромагнітні клапани і трубки ежекторів, з колодязем - через електромагнітні клапани, підсилююча камера окремо зв'язана з атмосферою через електромагнітний клапан, чутли вий елемент датчик рівня, встановлено у трубі, яка розміщена в колодязі і гідравлічно зв'язана з ним і ґрунтовим масивом через електромагнітні клапани, причому вказані електромагнітні клапани електрично з'єднані з вихідними портами обладнаного безпровідним інтерфейсом зв’язку мікропроцесорного регулятора, вхідні порти якого з'єднані з датчиками рівня, кількості опадів, температури та вологості повітря і швидкості вітр у. При роботі регулятора в режимі затримки дренажного стоку за рахунок ефекту ежекції прискорюється злив води з еластичних камер, що зменшує інерційність відкриття запірного органу. В подальшому при проходженні води з колодязя в канал через колектор в камерах підтримується розрідження, забезпечуючи надійне відкриття запірного органу. Наявність в пристрої мікропроцесорного регулятора з датчиками кількості опадів, вологості та температури повітря, швидкості вітру дозволяє за відомими методиками з використанням математичної моделі вологопереносу в зоні аерації розрахува ти оптимальний режим рівнів ґрунтових вод на масиві та забезпечити його підтримання шляхом управління відповідними електромагнітними клапанами з необхідною точністю, швидкодією та надійністю. На Фіг. зображений поперечний переріз регулятора. Регулятор встановлений в регулюючому колодязі 1 і містить розміщений на колекторі 2 запірний орган 3 та датчик рівня 4. Датчик рівня 4 знаходиться в трубі 5, яка через електромагнітний клапан (ЕК) 6 гідравлічно зв'язана з колодязем, а через ЕК 7 і трубу з фільтром 8 - з ґрунтовим масивом. Запірний орган містить еластичні клиновидні камери 9 і 10. Камери 9 і 10 через шланги з ЕК відповідно 11 і 12 та трубки ежекторів 13 і 14 гідравлічно зв'язані з колектором 2, а через ЕК 15 і 16 - з колодязем. Камера 10 через шланг з ЕК 17 зв’язана з атмосферою. Датчик рівня 4 електрично зв'язаний з вхідним портом обладнаного безпровідним інтерфейсом зв'язку мікропроцесорного регулятора 18, до вхідних портів якого під'єднані також датчики кількості опадів 19, температури 20 і вологості повітря 21, швидкості вітру 22. Ви хідні порти мікроконтролера електрично зв'язані і управляють станом електромагнітних клапанів 6, 7, 11, 12, 15, 16 і 17. В залежності від виду вирощуваних на керованому ґрунтовому масиві модулі сільськогосподарських культур, схеми зволоження, часу вегетації та погодних умов регулятор може працювати в різних режимах. Регулювання рівня ґрунтови х вод на модулі може здійснюватись або шляхом затримки дренажного стоку в початкові періоди вегетації чи в післядощові періоди, або шляхом подачі води на зволоження з каналу через колектор 2. Мікропроцесорний регулятор 18 з використанням даних про температур у та вологість повітря та швидкість вітру за відомою методикою [3] розраховує сумарне випаровування сільськогосподарських культур, які вирощуються на модулі. В подальшому мікропроцесорний регулятор з використанням рішень рівняння вологопереносу в зоні аерації [4] розраховує значення рівня ґрунтових вод, який забезпечує оптимальний діапазон вологості кореневого шару ґрунту при заданому значенні сумарного випаровування. Розраховане значення рівня ґрунтови х вод є завданням для регулятора, яке забезпечується шляхом керування станом запірного органу 3. В режимі затримки дренажного стоку мікропроцесорний регулятор відкриває ЕК7 і закриває ЕК6. Якщо рівень в трубі 5 за показами датчика 4 нижчий заданого, то мікропроцесорний регулятор закриває ЕК11 та ЕК12 і відкриває ЕК15, ЕК16, ЕК17. При цьому вода з колодязя через ЕК15 і ЕК16 надходить в камери 9 і 10, внаслідок чого запірний орган перекриває отвір колектора і проходить затримка дренажного стоку. Якщо рівень в трубі 5 ви щий заданого, то мікропроцесорний регулятор закриває ЕК15 і ЕК16 та відкриває ЕК11, ЕК12 і ЕК17. Вода через ЕК11 і ЕК12 починає зливатися з камер 9 і 10. При витіканні води з камери 10 виникає різниця зовнішнього тиску води в колодязі та внутрішнього в камері 10, що створює зусилля, яке починає відкривати запірний орган. При проходженні води з колодязя через колектор 2 в трубках 13 і 14 виникає ефект ежекції, що прискорює злив води з камер 9 і 10, зменшуючи інерційність відкриття запірного органу. Через заданий час, який визначається об'ємом камери 10, мікропроцесорний регулятор закриває ЕК17, і в обох камерах за рахунок ежекції підтримується 5 26737 розрідження, що забезпечує надійне відкриття запірного органу в цьому режимі. При роботі регулятора в режимі водоподачі від каналу мікропроцесорний регулятор закриває ЕК7 і відкриває ЕК6 та розраховує значення рівня в колодязі і режиму його зміни, забезпечуючи регулювання рівня в колодязі за показами датчика рівня 4. В процесі регулювання рівня, якщо його значення нижче заданого, то мікропроцесорний регулятор відкриває ЕК15, ЕК16 і ЕК17 та закриває ЕК11 і ЕК12. При цьому запірний орган відкритий. Якщо рівень в колодязі вище заданого, то мікропроцесорний регулятор відкриває ЕК11, ЕК17 та закриває ЕК12, ЕК15, ЕК16, закриваючи тим самим запірний орган. При роботі регулятора в будь-якому режимі мікропроцесорний пристрій за показами датчика 19 постійно аналізує кількість опадів і порівнюючи це значення із акумулюючою здатністю зони аерації приймає рішення про продовження чи зміну режиму управління рівнем ґрунтових вод, відповідно міняючи режим роботи запірного органу. Безпровідний інтерфейс регулятора забезпечує можливість обміну інформацією між регулятором вологості та диспетчерським пунктом. Розроблена конструкція регулятора вологості кореневого шару ґрунту забезпечує зменшення інерційності процесу регулювання рівня в колодязі, підвищення надійності роботи запірного органу, зниження експлуатаційних затрат, підвищення точності регулювання вологості кореневого шару ґрунту. Джерела інформації: 1. а.с. №1640286 Е02В11/00, 1991. 2. Патент України 46792 17.06.2002. 3. А.Р. Константинов А.Р. Испарение в природе. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 531с. 4. Коваленко П.І., Яцик М.В., Поляков В.Л. Управління вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур на меліорованих землях з ура хуванням динаміки факторів зовнішнього середовища // Меліорація і водне господарство. - 1996. - вип.82 - с.3-11. 6