CS200316B1

CS200316B1 - Contact soil tensometer

Info

Publication number: CS200316B1
Application number: CS201576A
Authority: CS
Inventors: Igor Radcenko; Viliam Novak; Jozef Hinca
Original assignee: Igor Radcenko; Viliam Novak; Jozef Hinca
Priority date: 1976-03-29
Filing date: 1976-03-29
Publication date: 1980-09-15

Description

Vynález sa týká kontaktnáho pódneho tenziometra, ktorého prostredníctvom je možné ovládal činnost technických zariadení regulujúcich vodný režim pády na základe merania najetle vody v páde. Vynález spadá do oblasti fyziky porovltého prostredia.The invention relates to a contact soil tensiometer by means of which it is possible to control the operation of technical devices controlling the water mode of a fall by measuring the maximum water in a fall. The invention is in the field of physics of a porous environment.

Pádný tenziometer je zariadenie na meranie negativných napatí vody, dbsiahnutej v nenasýtenej zóně pódneho prostredia, ktorými je voda v pode pútaná. Velkost týchto napatí je závislá od vlhkosti pody. Obecne platí, že s klesajúcou vlhkostou pády hodnoty negativného napatia vody v pdde vzrastajú a opačné. Na základe poznania válkosti týchto negativných napliti vody v páde /nazývaných tiež sacím tlakom pády/, je možné stanovit vlhkost pády, zodpovedajúcu danému napatiu vody v páde. Pádný tenziometer sa skládá z mikroporéznej tenziometrickej nádobky hermeticky spojenej prostredníctvom spojovacej rúríty a vhodným vákuometrom, najčastejřie Bourdonóvým rúrkovým manometrom alebo dvojkvapalinovým vákuometrom ortut, voda. Tenziometrická nádobka a spojovacia rúrka sú vyplněné deaerovanou vodou. Význačnou vlastnostou tenziometrickej mikroporéznej nádobky je jej priepuatnoat pre vodu a nepriepustnost pre vzduch v celom rozsahu meraných negativných napatí,-podtlakov, tj. od 0 do -633,85 kPa. Ak je tenziometrická nádobka v určitej hlbke pod povrchom terénu v dokonalost hydraulickom kontakte s vlhkou pádou, je napetie vody v tenziometri v rovnováho s napětím vody v pórovitom prostředí, napr. páde. Doteraz známe konštrukcie pádných tenzionetrov umožňujú však len vizuálně odčítanie hodnát napatia vody v páde na stupnici použitého typuA compliant tensiometer is a device for measuring the negative water stresses reached in the unsaturated zone of the soil environment by which the water in the ground is bound. The magnitude of these voltages depends on the moisture of the floor. Generally, as the humidity falls, the negative water pressure values in the soil increase and vice versa. By knowing the gravity of these negative water falls in the fall (also referred to as the suction pressure of the fall), it is possible to determine the moisture of the fall corresponding to a given water fall in the fall. A compliant tensiometer consists of a microporous tensiometric container hermetically connected by means of a connecting pipe and a suitable vacuum gauge, most commonly a Bourdon tube manometer or a two-liquid mercury vacuum gauge, water. The strain gauge vessel and the connecting tube are filled with deaerated water. A prominent feature of the tensiometric microporous container is its water permeability and air impermeability over the entire range of negative voltages, i.e. from 0 to -633.85 kPa. If the tensiometric container is at a certain depth below the ground surface in perfect hydraulic contact with the wet fall, the water tension in the tensiometer is in equilibrium with the water tension in the porous environment, e.g. fall. Previously known constructions of stiff tensiometers allow, however, only a visual reading of the water tensions in the fall on the scale of the type used

200 316200 316

200 316 manometre. V súčaenom období, v súvislosti a reguléciou a optimalizáciou vodného režimu pód, je nevyhnutné pri doeiahnutí určitých hodndt napatí vody v p8de uvieat, elebo vyřadit z činnosti príalučné technické zariadenia, upravujúce vodný režim pódy /zariadenia na povrchové zavležovanie postřekom, na podzemně zevlažovanle - subirlgáoiu alebo zariadenia na vnútropodne zevlažovanle, napr. kvepkovou závlahou a pod./. K tomu je však nevyhnutné priame pozorovanle údajov pSdneho tenzlometra a ručné ovládanie činnosti príelužnýoh lariadení, čo si vyžaduje stálu přítomnost obsluhujúceho personálu. Táto akutočnost představuje jednu zo základnyoh prekážok plnej automstizáoie regulovenia vodného režimu p8d.200 316 pressure gauges. In the present period, in connection with the regulation and optimization of the water regime of the podium, it is necessary to overcome certain hours of water intake in the uvieat, or to disable the downstream technical equipment adjusting the water regime of the spraying / surface irrigation equipment, subterranean irrigation or internal irrigation equipment, e.g. flour irrigation and the like /. For this, however, direct observation of the data of the tensiometer and manual control of the operation of the treadmill is necessary, which requires a constant presence of the operating personnel. This constitutes one of the basic obstacles to fully automating the regulation of the water regime.

Balřím podstatným nedostatkom tenziometrov je zavzduřňovanie aa systému, ktoré je spSaobené uvolňováním vzduchu z vody pritečenej cez tenzlometrickú nádobku do tenzlometra. Ak je tenziometer zavzdužnený, přestává fungovat, čiže tenzlometer bez zariadenia, ktoré bráni zevzdužneniu systému nie je vhodný na reguláciu vodného režimu v polných podmienkach.A major drawback of the strain gauges is the aeration of the system which is caused by the release of air from the water flowing through the strain gauge vessel into the strain gauge. If the tensiometer is aerated, it stops functioning, that is, a tensiometer without equipment that prevents the system from stiffening is not suitable for regulating the water regime in field conditions.

Uvedené nedostatky odstraňuje kontaktný pfídny tenzlometer podle vynálezu.These disadvantages are overcome by the contact tensiometer according to the invention.

Podstata vynálezu apočíva v tom, že spojovacia trubička je spojená a kovovou deformovatelnou trubičkou, ktorá je cez nosný a spojovací dlel spojená s viacpolohovým spínacím vákuometrom v hermetickej úpravě, ktorý je elektrickým vedením spojený s blokom riadenia techniky úpravy vodného režimu pody. K nosnému a spojovaciemu dlelu je připevněná zásobná nádobka, pričom vo vnútri spojovacej trubičky a kovověj deformovetelnej trubičky je koncentricky uložená ďalřia pružná trubička, ktorá vadle zo záaobnej nádobky až po tenziometrickú nádobku.SUMMARY OF THE INVENTION The connection tube is connected to a metal deformable tube which is connected to a multi-position hermetic treatment vacuum gauge connected by a power line and connected to a control block of the water treatment mode of the pod by means of a power line. A storage container is attached to the support and connection member, and within the connection tube and the metal deformable tube another concentric tube is disposed concentrically which extends from the supply container to the tensiometric container.

Výhodou vynálezu je, že umožňuje až niekolkotýždenné automatické riadenle a regulováni© vlhkostného režimu pód použitými technickými zariadenlami, čím sa vylučuje nutnost priemeho pozorovanle údajov pSdneho tenzlometra. Selžou přednostou kontektného pSdneho tenziometra je, že sa dá použit na reguláciu rSznyoh kvapalín /nielen vody/ v trojfázovom póroví tom prostředí.The advantage of the invention is that it allows up to several weeks of automatic steering and humidity control by the technical equipment used, thus eliminating the need for direct observation of the data of the lower tensiometer. A disadvantage of the conventional ground tensiometer is that it can be used to control various liquids (not only water) in a three-phase pore environment.

Vynález je znázorněný na pripojenom výkrese. K_a obrázku je uvedený kontaktný spínací tenzlometer nepojený spínacím dvojpolohovým vákuometrom v hermetiokej úpravě, doplněný o přídavné zariadenie, umožňujúce samočinné dopíňanie systému kontektného pÓdneho tenziometre deaerovanou vodou.The invention is illustrated in the accompanying drawing. The picture _and said contact switch tenzlometer unbound switching on-off the vacuum gauge hermetiokej adjustment, complete with the auxiliary device permitting the automatic tensioning of the soil tensiometer kontektného deaerovanou water.

Kontaktný pSdny tenzlometer pozostáva z mikroporéznej tenzlometriokej nádobky χ, spojovacej trubičky 2, kovověj deformovatelnej trubičky χ, nosného β spojovaoieho dlelu £, vlacpolohového spínačleho váknometra 2» zo záaobnej nádobky 6, z nastavitelných spínacích kontaktov 8 a 2., z káblového vedenia 10, z veka záaobnej nádržky 11. z nosnej tyče 12, zo etavacej skrutky 13 a z pružnej trubičky koncentricky uloženej v trubičko χ. Vákuometer 2 má dve alebo viao na eebe nezávisle naatavitelných spínacích kontaktov 8 a 2» ktoré aa uvádzajú do činnosti pohybom ručičky vákuometra a vyaielajú elektrický impulz cez káblové vedenie 10 do bloku rigdenia.The contact strain gauge consists of a microporous tensi-trajectory vessel χ, a connecting tube 2, a metal deformable tube χ, a carrier β of the connecting member 6, a switch position gauge 2 »of an actuating vessel 6, an adjustable switching contacts 8 and 2, 10. the lid of the reservoir 11 from the support rod 12, the etching screw 13 and the flexible tube concentrically mounted in the tube χ. The vacuum gauge 2 has two or more independently switchable contacts 8 and 2 which are actuated by moving the needle of the vacuum gauge and emitting an electrical pulse through the cable 10 to the rigid block.

Velká hmotnost /6,5 kg/ dvojpolohového spínacieho vákuometra v hermetiokej úpravě podlá obrázku vylučuje jeho priame napojenle na spojovací a nosný dlel £ podle obrázku.The heavy weight (6.5 kg) of the two-position switch vacuum gauge in the hermetic design according to the figure excludes its direct connection to the connecting and supporting member 6 according to the figure.

Vnútri trubičky χ je koncentricky uložená ďalžia pružná trubička, které vedle zo zásobnéj nádobky 6 až po nádobku tenzlometrlokú* Na obrázku je uvedená úprava kontakt&ého pddnehoInside the tube χ is concentrically placed another flexible tube, which besides from the storage container 6 to the tensiometer gauge container * The picture shows the modification of the contact

200 316 tenzlometra s vákuometrom χ v hermetlckej úpravě. Úbytok vody v celom systéme kontaktného půdneho tenzlometra počas jeho dlhodobej prevádzky je samočinné doplňovaný deaerovanou vodou zo zásobnéj nádobky 6 hermeticky uzatvorenej vekom 11. Nosný dlel £ je vedený týčou XX pevne zakotvenou v pídě. Polohu nosného a spojovacího dielu a tede aj spínacieho viacpolohového vákuometra 2 v hermetlckej úpravě, je možné aretovať stavacou skrutou 13 v závislosti od hlbky osadenla tenziometrickej nádobky £ pod povrchom p8dy χ. Výhodou tejto úpravy je, okrem iného, odstránenie nežiadúceho zrážkového tlena, působeného telesom vakuometre 5 a spojovacieho dielu 4 nad měrným bodom.200 316 strain gauge with χ vacuum gauge in hermetic finish. The loss of water throughout the soil tensile contact system during its long-term operation is automatically replenished with deaerated water from the reservoir 6 hermetically sealed by the lid 11. The support member 8 is guided by a rod XX fixed in the soil. The position of the supporting and connecting part and hence of the switching multi-position vacuum gauge 2 in a hermetic treatment can be locked by an adjusting screw 13 depending on the depth of the tensiometric container 6 under the surface of the soil. The advantage of this treatment is, among other things, the removal of the undesired collision body caused by the body of the vacuum meter 5 and the connecting piece 4 above the measuring point.

Funkcia kontaktného pδdneho tenzlometra podlá obrázku je následovnát Voda v pfide /pórovitom proetredí/ 14 je prostredníctvom tenziometrickej nádobky 1 v hydraulickom kontakte a deeerovenou vodou 14. nachádzajúcou se v systém· kontaktného půdneho tenzlometra. Po dosiahnutí hydraulickej rovnováhy je napatie vody v půdě X a v tenziometri rovnaké a jeho hodnotu udává momentálna poloha ručičky kontaktného vakuometre χ. V hezzrážkovej periode vegetačního obdohia sa vlhkost půdy v danej hlbke půdneho profilu v důsledku evapotrasplrácle znižuje, čomu zodpovedá narastanie napatie vody v páde. Ručička vákuometra, pohybujúce sa proti směru pohybu hodinových ručičiek, po dosiahnutí maximálneho přípustného negativného napatia, zodpovedájúceho minimálně prípustnej hodnot· vlhkosti půdy z hlediska požiadavlek pěstovaného druhu poínohospodárskych plodin na vodu, spojí elektrický obvod a cez blok riadenia uvedie do činnosti příslušné zavlažovači· zariadenie.The function of the soil contact tensile as shown in the figure is as follows: The water in the porous environment 14 is in the hydraulic contact with the tensiometric container 1 and the deerized water 14 present in the soil contact tensile system. When the hydraulic equilibrium is reached, the water tension in the soil X and the strain gauge is the same and its value is given by the current position of the contact vacuum gauge χ. During the rainfall period of the vegetation, the moisture of the soil at a given depth of the soil profile decreases due to evapotrasretracts, which corresponds to the increase of the water tension in the fall. A vacuum gauge, moving counterclockwise, after reaching the maximum allowable negative voltage corresponding to at least the permissible soil moisture values for the water crop requirements of the cultivated crop, connects the electric circuit and actuates the respective irrigation device via the steering block.

V procese zavlažovanle /bez ohladu na spůeob a techniku zevležovania/ se vlhkost půdy zváčšuje - napatie vody v pode klesá ež na minimálnu přípustná hodnotu z híadiska požiadaviek pěstovaných poínohospodárskych plodin na vodu. Hodnota minimálneho negativného napatia vody v půdě je vopred nastavená spínacím kontaktom 8. V momente, keň sa ručička spínacieho vákuometra X dotkne tohoto kontaktu, zavlažovacle zariadenie sa vypne z činnosti. T případe výskytu nepředvídaných atmosferických grážok v čase zavlaěovania kontaktný půdny tenziometer, reagujúc na zvýšenie vlhkosti půdy v důsledku infiltrovanej zrážkovej vody, vypne příslušné technické závlahové zariadenie skůr, čím se automaticky zabráni nežiadúcemu prevlhčeniu pSdneho proetredia. Fo prenlknutí vzduchu do spojovacej trubičky 2 sa vzduch začne zhromažJovat v jej hornej čaati. Pretože v celom systéme je podtlak, objem vzduchu vylúčený v tubici Je nahredený vodou, ktorá pretečie zo zásobnej nádobky 6 cez trubičku malého priemeru, uloženú koncentricky v truhičke χ až k tenziometrickej nádobke χ, zatialčo Vzduch unikne; do nádobky 6 medzikružím, tvořeným vnútornou plochou trubičky χ a vonkajšou plochou do nej vloženej trubky. Tento proces prebieha apojite a nemá vplyv na údaje manometre. Po vyčerpaní objemu vody v zásobnej nádobke sa táto znova neplní.In the irrigation process (irrespective of the method and technique) the soil moisture increases - the water pressure in the basin decreases to the minimum permissible value in terms of the water requirements of the cultivated crops. The minimum negative water pressure in the soil is preset by normally open contact 8. As soon as the needle of the switch-on vacuum gauge X touches this contact, the irrigation device is switched off. In case of occurrence of unforeseen atmospheric gratings at the time of irrigation, the soil contact tensiometer, in response to the increase of soil moisture due to infiltrated rainwater, switches off the respective technical irrigation equipment of the skins, thus automatically preventing unwanted wetting of the surrounding environment. As air enters the connection tube 2, the air begins to collect in its upper part. Since there is a negative pressure throughout the system, the volume of air excreted in the tube is diluted with water that flows from the storage container 6 through a small diameter tube, placed concentrically in the box χ to the tensiometric container χ while the air escapes; into the container 6 an annular ring formed by the inner surface of the tube χ and the outer surface of the tube inserted therein. This process is ongoing and does not affect the manometer data. When the water in the water tank has been used up, it will not refill.

Uvedené zariadenie podle vynálezu možno použiť pri automatizovaní prevádzky různých systémov elúžiacich k úpravě a optimslizácii vlhkostněho režimu půdy bez ohladu na spůsob a techniku regulovanla vlhkostněho režimu půd (povrchové zavlažovanle, vnútropŮdne zavlažovanie vrátane kvapkovej závlahy, podzemné zavlažovanle ovládanou hladinou podzemněj vody pomooou regulačnej dřenáže apod./, ako aj v regulácil vlhkoatného režimu půdy v skleníkoch.The device according to the invention can be used to automate the operation of various systems used to treat and optimize the soil moisture regime regardless of the way and technique of soil moisture regime control (surface irrigation, internal irrigation including drip irrigation, underground irrigated controlled groundwater level and underwater control). / as well as in regulating the moisture-moisture regime of the soil in greenhouses.

Claims

PREDMETVYNÁLELU

A contact tensiometer comprising a strain gauge container connected via a connection tube to a vacuum gauge, characterized in that the connection tube (2) is connected to a metal deformable tube (3) which is connected via a support and connecting member (4) and connected to a winding position. a hermetic treatment vacuum switch (5), which is connected by an electrical line (10) to the control block for the water treatment mode of the soil.

The tactometer according to claim 1, characterized in that a storage container (6) is attached to the support (4) of the connecting part (4), with a concentric bearing inside the connecting tube (2) and the metal deformable tube (3). a flexible tube which extends from the supply container (6) to the tensiometric container (1).