Датчик вологості грунтів

Союз Советски» Социалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)3аявлемо 17.03.80 (21) 2894376/18-25 G 01 N 25/56 с присоединением заявки № Государственный комитет (51)М.Кл.3 (23) Приоритет СССР по делам изобретений и открытий Опубликовано 0708В2 Бюллетень №29 Дате опубликования описаний 07 .08 .82 (72) Авторы изобретения 6 31.6: :631.4 (088.8) И.Г.Грушка и М.А.Рубан (71) Заявители Украинский научно-исследовательский гидрометеорологический институт и Институт полупроводников АН Украинской ССР (54) ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ I Изобретение относится к измерительной технике, а именно к электрическим экспресс-методам измерения влажности почвенных слоев и, преимущественно, может быть использовано в сельском хозяйстве на гидпо- и агрометеорологических 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 [Д] . Однако известный датчик влажности для измерения влажности почвенных слоев различной уплотненности мало пригоден иэ-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 а виде тонкостенных шнековых элементов совмещенных и сдвинутых на полшага один относительно другого в продольном направлении, закреплены на стержне из изоляционного материала, имеющим конусный наконечник, Шнеки выполняют роль обкладок электрического конденсатора и служат для погружения датчика в грунт на необходимую глубину [ 2 ] . Существенным недостатком такого датчика является его низкая механи15 ческая 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. 949460 Поставленная цель достигается* тем, что в датчике влажности, содержащем два изолированных электрода, закрепленных на штанге и соединенных с измерительным устройством, электроды выполнены в виде двух полувннтов, скрепленных между собой изолятором, образуя в целом винт, причем один из полувинтов жестко соединен с штангой, имеет на конце направляющий зубец в полости, перпендикулярной 10 направлению погружения датчика в исследуемую среду. На чертеже показан предлагаемый датчик влажности, разрез Он состоит из металлического по- 15 лувинта 1, имеющего на конце направляющий зубец 2, который жестко прикреплен к полой штанге 3, электрически связан с ней и с одним из контактов разъема, изолятора 4, второго пояувинта 5, электрически соеди- 20 ненного с другим контактом разъема проводом б, проходящим сквозь палую 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. 30 "Обычно влажность почвенных слоев на сельскохозяйственных полях измеряют осредненно для каждого слоя вілсотой 10 см до глубины один метр. Путем удлинения штанги глубину изме- 35 рения можно увеличить до 150-300 см. При необходимости измерения можно производить через более короткие промежутки например, через 1 см. Для этого наносят соответствующие 40 метки на штанге. Величину осреднения влажности измеряемого материала также можно изменять путем увеличения или уменьшения высоты чувствительной части датчика - двух полувин -45 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 последующим 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения его чувствительности и механической прочности, электроды выполнены в виде двух полувинтоэ, 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 влажности. М., "Энергия", 1965, с. 32-52. 2. Авторское свидетельство СССР №518707, кл. G 01 N 27/22, 1976 (прототип) . 949460 Редактор Аи.Шандор Составитель А.Платова Техред А. Бабинец Корректор В.Бутяга Заказ 5734/29 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4