CZ304000B6 - Soil-freezing meter - Google Patents

Soil-freezing meter Download PDF

Info

Publication number
CZ304000B6
CZ304000B6 CZ20120803A CZ2012803A CZ304000B6 CZ 304000 B6 CZ304000 B6 CZ 304000B6 CZ 20120803 A CZ20120803 A CZ 20120803A CZ 2012803 A CZ2012803 A CZ 2012803A CZ 304000 B6 CZ304000 B6 CZ 304000B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
electrode
probe
soil
resonant circuit
counter
Prior art date
Application number
CZ20120803A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2012803A3 (en
Inventor
Papez@Václav
Original Assignee
Ceské vysoké ucení technické - Fakulta elektrotechnická
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceské vysoké ucení technické - Fakulta elektrotechnická filed Critical Ceské vysoké ucení technické - Fakulta elektrotechnická
Priority to CZ20120803A priority Critical patent/CZ2012803A3/en
Publication of CZ304000B6 publication Critical patent/CZ304000B6/en
Publication of CZ2012803A3 publication Critical patent/CZ2012803A3/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

In the present invention, there is disclosed a soil-freezing meter comprised of a capacitor adapted to the form of a probe and consisting of two fixedly mechanically coupled insulation boards (1, 2). The inner side of the first insulation board (1) is provided with a first electrode (4) while the outer side thereof is provided with a screening layer (3). The inner side of the other insulation board (2) is provided with a second electrode(5). An insulation tube (6) of plastic material and exhibiting low dielectric losses of at the order of several thousandths at the most, is located between the first insulation board (1) and the second insulation board (2) wherein said insulation tube (6) has inside a charge (7) of distilled water. The insulation tube (6) fits close to both the first electrode (4) and the second electrode (5), which are connected to an inductive winding (8) forming along with capacitances of both the first electrode (4) and the second electrode (5) a resonance circuit of an oscillator (9) with frequency corresponding to a resonance frequency of the resonance circuit. The first electrode (4) is connected to a high impedance terminal of the resonance circuit and the second electrode (5) is connected along with the screening layer (3) to a ground terminal of the resonance circuit. An adjusting capacitor (13) is connected between said high impedance terminal and the ground terminal of the resonance circuit. The oscillator (9) output is connected to the input of a counter (10), the gate of which is connected to the output of a time base (11). The counter (10) signal output, displaying the state thereof at the end of the count interval, is connected to the input of a visual display unit (12) and/or to a computer (14) input for further processing thereof.

Description

Půdní mrazoměrSoil freezer

Oblast technikyTechnical field

Je řešen elektronický měřicí přístroj, umožňující stanovit hloubku zamrznutí půdy. Naměřenou hodnotu lze odečíst přímo na displeji přístroje, nebo může být signál odpovídající této hodnotě veden na délku k následnému zpracování počítačem. Dosažitelná přesnost měření je v řádu jednotek procent z celkové délky měřicí sondy přístroje.There is an electronic measuring device, which allows to determine the depth of freezing soil. The measured value can be read directly on the instrument display, or the signal corresponding to this value can be routed to length for subsequent computer processing. The achievable measurement accuracy is in the order of percentage units of the total length of the probe.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Hloubka zamrznutí půdy se v současné době měří mnoha způsoby. Nejjednodušším postupem je použití mechanického mrazoměru, který je tvořen hadicí naplněnou destilovanou vodou. Hadice se vkládá do plastové trubky, kteráje trvale zapuštěna v půdě. Vyhodnocení hloubky zamrznutí půdy se provádí po několika hodinách po vložení mrazoměru do půdy prohmatáním hadice. Nezamrzlý úsek se jeví při prohmatání měkký, v zamrzlém úseku se přítomnost ledu projeví ztvrdnutím.The depth of soil freezing is currently measured in many ways. The simplest procedure is to use a mechanical freezer consisting of a hose filled with distilled water. The hose is inserted into a plastic pipe that is permanently embedded in the soil. The evaluation of the freezing depth of the soil is carried out several hours after inserting the freezer into the soil by palpating the hose. The frost-free section appears to be soft when it is palpated, in the frozen section the presence of ice becomes hardened.

Další postupy vyhodnocují hloubku zamrznutí podle teploty půdy. U postupů využívajících teploměry je vyhodnocován odečet teplot z teploměrů, které jsou zasazeny v různých hloubkách v půdě, a podle vzorků průběhu teplot je aproximována poloha průchodu teplotní funkce nulou a k této poloze je přiřazena hloubka zamrznutí.Other procedures evaluate the freezing depth according to the soil temperature. In thermometer-based procedures, temperature readings from thermometers that are set at different depths in the soil are evaluated, and the temperature passage is approximated to zero, and the freezing depth is assigned to this position, based on the temperature waveform samples.

Modernější konstrukce využívají k indikaci teploty látek, jejichž barva se výrazně mění při určitých teplotách. Mrazoměr je tvořen sondou obsahující látku, která výrazně mění barvu v okolí 0 °C, vyhodnocení hloubky zamrznutí půdy se provádí po vložení mrazoměru do půdy a vyrovnání teplot a následném vyjmutí sondy podle polohy barevného přechodu v sondě.More modern designs use substances whose color changes significantly at certain temperatures to indicate the temperature. The freezer consists of a probe containing a substance that significantly changes color around 0 ° C, the evaluation of the freezing depth of the soil is performed after inserting the freezer into the soil and leveling the temperature and then removing the probe according to the position of the color transition in the probe.

Elektrické postupy měření využívají změnu měrného odporu půdy nebo vody při zmrznutí. Měrný odpor zmrzlé vody i půdy je o několik řádů vyšší než měrný odpor půdy a půdy nezmrzlé.Electrical measurement procedures use a change in the soil or water resistivity when freezing. The specific resistance of frozen water and soil is several orders of magnitude higher than the specific resistance of soil and non-frozen soil.

Mrazoměry vyhodnocující hloubku zamrznutí podle měrného odporu půdy využívají k měření sondu z izolantu s oddělenými elektrodami na povrchu, mezi kterými je měřen elektrický odpor. Sonda je vložena do půdy a hloubka zamrznutí půdy je určena podle polohy elektrod, mezi kterými hodnota odporu prudce vzrůstá.Freezers, which measure the freezing depth according to soil resistivity, use an insulator probe with separate electrodes on the surface to measure electrical resistance between them. The probe is inserted into the soil and the depth of freezing of the soil is determined by the position of the electrodes between which the resistance value rises sharply.

Metody, využívající změnu měrného odporu vody při zmrznutí fungují obdobným způsobem, pouze s tím rozdílem, že vodní náplň a elektrody jsou uzavřeny uvnitř sondy přístroje, která se vkládá do půdy.Methods utilizing changing the specific water resistance when freezing work in a similar manner, except that the water charge and the electrodes are enclosed within the probe of the instrument, which is inserted into the soil.

Nejvíce používaným postupem je postup mechanický, a to pro jeho jednoduchost a spolehlivost. Jeho nevýhodou, stejně tak jako i ostatních neelektrických postupů, je nutnost manipulace se zařízením na měřicím stanovišti obsluhou, která vylučuje dálkové vyhodnocení hloubky zamrznutí. Elektrické postupy obvykle dálkové měření umožňují. Jejich nevýhodou ale je žádoucí ovlivňování měření vodivosti nezmrzlého elektrolytu nebo půdy mezi elektrodami a povrchovými stavy elektrod, na kterých silně závisí vyhodnocovaný odpor. Tyto jevy pak silně komplikují vyhodnocení měření, které je složité a může být nespolehlivé.The most used method is the mechanical one for its simplicity and reliability. Its disadvantage, as well as other non-electrical procedures, is the necessity of manipulation of the device at the measuring station by the operator, which excludes remote evaluation of the freezing depth. Electrical procedures usually allow remote measurement. However, their disadvantage is the desirable effect on the measurement of the conductivity of the non-frozen electrolyte or soil between the electrodes and the electrode surface states on which the resistance to be evaluated strongly depends. These phenomena then greatly complicate the evaluation of the measurement, which is complex and may be unreliable.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky odstraňuje půdní mrazoměr dle vynálezu. Jeho podstatou je, že je tvořen měřicím kondenzátorem upraveným do tvaru sondy a sestávajícím ze dvou vzájemně pevněThese drawbacks are eliminated by the soil freezer according to the invention. Its essence is that it consists of a measuring capacitor adapted to the shape of a probe and consisting of two fixed to one another

- 1 CZ 304000 B6 mechanicky spojených izolačních desek. První izolační deska je na své vnitřní straně opařena první elektrodou a na své vnější straně stínící vrstvou. Druhá izolační deska je na své vnitřní straně opatřena druhou elektrodou. Mezi první a druhou izolační deskou je umístěna izolační trubice z plastického materiálu s nízkým dielektrickými ztrátami, maximálně na úrovni několika tisícin, jejichž velikost již výrazně neovlivňuje ztráty měřicího kondenzátoru sondy, ve které je umístěna náplň s destilovanou vodou. Izolační trubice těsně přiléhá k první a k druhé elektrodě, které jsou propojeny s indukčním vinutím tvořícím spolu s kapacitami těchto dvou elektrod rezonanční obvod oscilátoru, jehož kmitočet odpovídá rezonančnímu kmitočtu rezonančního obvodu. První elektroda je propojena s vysokoimpedanční svorkou rezonančního obvodu. Druhá elektroda je spolu se stínící vrstvou propojena se zemní svorkou rezonančního obvodu. Mezi vysokoimpedanční svorku a zemní svorku rezonančního obvodu je připojen adjustační kondenzátor. Výstup oscilátoru je spojen se vstupem čítače, jehož hradlo je připojeno na výstup časové základny. Výstupní signál čítače, zobrazující jeho stav na konci intervalu čítání, je spojen se vstupem zobrazovače a/nebo se vstupem počítače pro jeho další zpracování.Mechanically bonded insulating boards. The first insulating plate is scalded on its inner side by a first electrode and on its outer side by a shielding layer. The second insulating plate is provided on its inner side with a second electrode. Between the first and the second insulating plate there is an insulating tube made of plastic material with low dielectric losses, at a maximum of several thousandths, the size of which does not significantly affect the losses of the measuring capacitor of the probe in which the distilled water charge is placed. The insulating tube is closely adjacent to the first and second electrodes, which are connected to an inductive winding forming together with the capacities of the two electrodes a resonant circuit of an oscillator whose frequency corresponds to the resonant frequency of the resonant circuit. The first electrode is connected to the high impedance terminal of the resonant circuit. The second electrode, together with the shielding layer, is connected to the ground terminal of the resonant circuit. An adjustment capacitor is connected between the high impedance terminal and the ground terminal of the resonant circuit. The output of the oscillator is connected to the input of the counter whose gate is connected to the output of the time base. The counter output signal, displaying its status at the end of the counting interval, is coupled to the input of the display and / or the input of the computer for further processing.

V jednom možném provedení je do náplně s destilovanou vodou vložena nasákavá vložka, tvořená pružnou, pórovitou a vodou smáčivou látkou s malou měrnou hmotností a s dielektrickými ztrátami, které jsou výrazně menší, a to minimálně třikrát, než má led a tedy již výrazně neovlivňují ztráty měřicího kondenzátoru sondy.In one possible embodiment, an absorbent pad of a low specific gravity, with a low specific gravity and a dielectric loss is significantly absorbed into the distilled water cartridge at least three times less than the ice, and thus no longer significantly affects the loss of the meter. capacitor probe.

Výhodou tohoto půdního mrazoměru ve srovnání se všemi známými elektrickými snímači mrazoměru, je možnost oddělení lázně destilované vody v sondě nebo půdy, které fungují jako elektrolyt, od elektrod vrstvou dielektrika. Funkce mrazoměru není ovlivňována nestabilní vrstvou na rozhraní elektrod a elektrolytu, nedochází ke korozi elektrod, elektrolyt není znečišťován rozpustnými produkty koroze.The advantage of this soil freezer compared to all known electrical sensors of the freezer is that it is possible to separate the distilled water bath in the probe or the electrolyte soil from the electrodes by a layer of dielectric. The function of the freezer is not influenced by the unstable layer on the interface of electrodes and electrolyte, there is no corrosion of electrodes, electrolyte is not contaminated by soluble corrosion products.

Přehled obrázku na výkreseOverview of the figure in the drawing

Příklad půdního mrazoměru podle předkládaného řešení bude blíže objasněn na základě přiloženého schematického obrázku.An example of a soil freezer according to the present invention will be explained in more detail on the basis of the attached schematic figure.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kapacitní půdní mrazoměr sestává ze sondy, soustavy elektronických obvodů a napájecího zdroje, které jsou uloženy v její blízkosti. Sonda mrazoměru sestává ze dvou vzájemně pevně mechanicky spojených izolačních desek, z první izolační desky 1 a z druhé izolační desky 2, které jsou na povrchu opatřeny elektricky vodivými elektrodami. První izolační deska I je na vnitřní straně opatřena první elektrodou 4 a na vnitřní straně stínící vrstvou 3. Druhá izolační deska 2 je opatřena druhou elektrodou 5. Mezi první izolační deskou i a druhou izolační deskou 2 je, tak, aby doléhala k první elektrodě 4 a k druhé elektrodě 5 bez vzduchových mezer, vložena izolační trubice 6 z plastického materiálu s nízkými dielektrickými ztrátami, maximálně na úrovni několika tisícin, jejichž velikost již výrazně neovlivňuje ztráty měřicího kondenzátoru sondy. Izolační trubice 6 je naplněná destilovanou vodou a těsně přiléhá k první elektrodě 4 a k druhé elektrodě 5, které jsou propojeny s indukčním vinutím 8 tvořícím spolu s kapacitami těchto dvou elektrod rezonanční obvod oscilátoru, jehož kmitočet odpovídá rezonančnímu kmitočtu rezonančního obvodu. První elektroda 4 je propojena s vysokoimpedanční svorkou rezonančního obvodu. Druhá elektroda 5 je spolu se stínící vrstvou 3 propojena s uzemněnou svorkou rezonančního obvodu. Mezi vysokoimpedanční svorku a zemní svorku rezonančního obvodu je připojen adjustační kondenzátor 13. Výstup oscilátoru 9 je spojen se vstupem čítače 10, jehož hradlo je připojeno na výstup časové základny ii· Výstup čítače JO je spojen se vstupem zobrazovače 12 a/nebo i se vstupem počítače 14 pro jeho další zpracování.Capacitive soil freezer consists of a probe, a set of electronic circuits and a power supply, which are located in its vicinity. The freezer probe consists of two rigidly mechanically connected insulating plates, a first insulating plate 1 and a second insulating plate 2, which are provided with electrically conductive electrodes on the surface. The first insulating plate 1 is provided on the inside with a first electrode 4 and on the inside with a shielding layer 3. The second insulating plate 2 is provided with a second electrode 5. Between the first insulating plate 1 and the second insulating plate 2 is such that it abuts the first electrode 4 and In the second electrode 5 without air gaps, an insulating tube 6 of plastic material with low dielectric losses is inserted, up to a maximum of several thousandths, the size of which does not significantly affect the losses of the probe measuring capacitor. The insulating tube 6 is filled with distilled water and fits closely to the first electrode 4 and the second electrode 5, which are connected to the induction winding 8 forming together with the capacities of the two electrodes a resonant circuit of an oscillator whose frequency corresponds to the resonant frequency of the resonant circuit. The first electrode 4 is connected to the high impedance terminal of the resonant circuit. The second electrode 5, together with the shielding layer 3, is connected to a grounded resonant circuit terminal. An adjusting capacitor 13 is connected between the high impedance terminal and the ground terminal of the resonant circuit. The output of the oscillator 9 is connected to the input of the counter 10 whose gate is connected to the output of the time base ii. 14 for its further processing.

-2CZ 304000 B6-2GB 304000 B6

Modifikací pak je, že do náplně 7 s destilovanou vodou je vložena nasákavá vložka. Tato vložka je tvořená pružnou, pórovitou a vodou smáčivou látkou s malou měrnou hmotností a dielektrickými ztrátami minimálně třikrát menšími než jsou dielektrické ztráty ledu.A modification is that an absorbent pad is inserted into the distilled water cartridge 7. This insert is composed of a resilient, porous and water-wettable material with a low density and a dielectric loss of at least three times less than the dielectric loss of ice.

Podstatou funkce uvedeného půdního mrazoměru je, že vyhodnocuje změnu permitivity vody, která z hodnoty εΓ ~ 87 při teplotě 1 °C a frekvencí 1 až 10 MHz při zmrznutí klesá pro led na hodnotu εΓ ~ 3,2 při teplotě -1 °C a frekvenci 1 až 10 MHz. Vyhodnocení permitivity vody je prováděno výše popsaným měřicím kondenzátorem, který je upraven do tvaru sondy mrazoměru. Při zamrznutí části sondy, se zmenší v této oblasti kapacita měřicího kondenzátoru a celková kapacita sondy klesá. Celková hodnota kapacity sondy se pohybuje mezi minimální hodnotou odpovídající sondě zamrzlé a maximální hodnotou odpovídající sondě nezamrzlé, kapacita částečně zamrzlé sondy je přímo úměrná délce nezamrzlého úseku. Měřicí kondenzátor je součástí rezonančního obvodu oscilátoru 9. Velikost kapacity sondy je vyhodnocována vysokofrekvenčním signálem oscilátoru 9, jehož kmitočet je dále vyhodnocován čítačem Π). Interval čítání čítače 10 je řízen generátorem časové základny 11, který generuje impulzy pro otevírání hradla čítače.The essence of the function of this soil freezer is that it evaluates the change in the permittivity of water, which decreases from ε Γ ~ 87 at 1 ° C at 1 to 10 MHz at freezing to ε Γ ~ 3.2 at -1 ° C and a frequency of 1 to 10 MHz. The permittivity of water is evaluated by the measuring capacitor described above, which is shaped into a freezer probe. If part of the probe freezes, the capacitor capacity of the probe decreases in this area and the total capacity of the probe decreases. The total value of the probe capacity is between the minimum value corresponding to the frozen probe and the maximum value corresponding to the non-frozen probe; the capacity of the partially frozen probe is directly proportional to the length of the frozen section. The measuring capacitor is a part of the resonant circuit of the oscillator 9. The capacity of the probe is evaluated by the high-frequency signal of the oscillator 9, whose frequency is further evaluated by the counter Π). The counter interval 10 is controlled by the time base generator 11, which generates pulses for opening the counter gate.

Při přímém vyhodnocení měření obvody mrazoměru pracuje čítač 10 mrazoměru tak, aby při zpracování signálu oscilátoru 9 s nezamrzlou sondou během intervalu čítání několikrát přetekl a číslo indikované po ukončení čítání bylo rovno nule. Při zamrznutí je rozdíl mezi tím vznikajícím počtem kmitů oscilačního signálu během intervalu čítání a počtem kmitů oscilačního signálu během intervalu čítání, který odpovídá nezamrzlé sondě, po ukončení čítání indikován. Nastavením adjustačního kondenzátoru 13 rezonančního obvodu oscilátoru 9 a délky intervalu čítání čítače 10 lze dosáhnout stavu, kdy číslo indikované na výstupu čítače 10 po ukončení čítání přímo odpovídá délce zamrznutí sondy vyjádřené ve vhodných délkových jednotkách.In direct evaluation of the freezer circuit measurements, the freezer counter 10 operates so that when processing the oscillator 9 signal with the freeze probe overflowed several times during the counting interval, the number indicated after the counting is zero. On freezing, the difference between the oscillating signal oscillating during the counting interval and the oscillating signal oscillating during the counting interval corresponding to the frozen probe is indicated when the counting is complete. By adjusting the adjusting capacitor 13 of the resonant circuit of the oscillator 9 and the length of the counting interval of the counter 10, it is possible to obtain a state where the number indicated at the output of the counter 10 upon counting ends directly corresponds to the probe freezing length expressed in suitable length units.

Při vhodné volbě kapacity nezamrzlé sondy, kapacity zamrzlé sondy, doby čítání čítače 10, modulu čítače a počtu přetečení čítače 10 během čítání lze dosáhnout stav, kdy číslo indikované čítačem 10 na konci čítání je přibližně přímo úměrné délce zamrzlého úseku sondy. Pokud platíBy appropriately selecting the frozen probe capacity, frozen probe capacity, counter count time 10, counter module, and counter overflow counts during counting, a state indicated by counter 10 at the end of counting can be approximately proportional to the length of the frozen probe section. If applicable

MnMn

Kde T je doba čítání čítače fi je frekvence oscilátoru 9 s nezamrzlou sondou f2 je frekvence oscilátoru 9 se zamrzlou sondou M je modul čítače 10 (přirozené číslo) n je počet přetečení čítače během intervalu čítání (přirozené číslo)Where T is counter counting time fi is oscillator frequency 9 with frozen probe f 2 is oscillator frequency 9 with frozen probe M is counter module 10 (natural number) n is number of counter overflows during counting interval (natural number)

X2 je číslo indikované čítačem 10 po skončení čítání, vyjadřuje číslo indikované čítačem 10 po skončeném čítání přibližně délku zamrzlého úseku sondy vyjádřenou ve vhodných jednotkách. Chyba je způsobena aproximací funkce X 1/2 funkcíX 2 is the number indicated by the counter 10 after the counting, expresses the number indicated by the counter 10 after the counting approximately the length of the frozen section of the probe, expressed in suitable units. The error is due to the approximation of the X 1/2 function

Xo -1/2*ΔΧ a dosahuje několika procent (pro f2 = 1,1 * f). Pro nastavení přesné hodnoty f2, pro které jsou řešení Man výše uvedené rovnice přirozená čísla, je rezonanční kapacita laděného obvodu oscilátoru 9 adjustována nastavitelným kondenzátorem 13.Xo -1 / 2 * ΔΧ and reaches several percent (for f 2 = 1,1 * f). To set the exact value of f 2 , for which the solutions Man of the above equation are natural numbers, the resonant capacity of the tuned circuit of the oscillator 9 is adjusted by an adjustable capacitor 13.

Při vyhodnocování měření počítačem je číslicový signál zobrazující indikovaný kmitočet veden do počítače 14, kde je proveden jednoduchý výpočet délky zamrznutí podle přímé úměry, nebo i korekce tohoto výpočtu podle přesných vztahů nebo kalibrace senzoru.When evaluating the measurements by the computer, the digital signal displaying the indicated frequency is fed to the computer 14, where a simple calculation of the freezing length according to the direct proportion or correction of this calculation according to the exact relationships or calibration of the sensor is performed.

Zvolí-li se například f2=l,l*fi M=100, n=10 a T=1 000/fi, bude pro vstupní frekvenci f2 na konci čítání indikována hodnota 100 a bude-li délka sondy 100 cm, bude toto číslo odpovídat délce zamrzlého úseku sondy.Chooses For example, if f 2 = L, L * M n = 100, n = 10 and T = 1000 / fi is the input frequency f 2 at the end of the count indicated by the value 100 and if the probe length 100 cm, the this number corresponds to the length of the frozen section of the probe.

-3 CZ 304000 B6-3 CZ 304000 B6

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení je použitelné všude tam, kde je třeba indikovat hloubku promrznutí půdy, zejména ve stavebnictví a zemědělství.The equipment can be used wherever the depth of soil freezing needs to be indicated, especially in construction and agriculture.

Claims (2)

1. Půdní mrazoměr, vyznačující se tím, že je tvořen měřicím kondenzátorem upraveným do tvaru sondy a sestávajícím ze dvou vzájemně pevně mechanicky spojených izolačních desek (1, 2), kde první izolační deska (1) je na své vnitřní straně opatřena první elektrodou (4) a na své vnější straně stínící vrstvou (3) a druhá izolační deska (2) je na své vnitřní straně opatřena druhou elektrodou (5), mezi první izolační deskou (1) a druhou izolační deskou (2) je umístěna izolační trubice (6) z plastického materiálu s nízkými dielektrickými ztrátami, maximálně na úrovni několika tisícin, jejichž velikost již výrazně neovlivňuje ztráty měřicího kondenzátoru sondy, ve které je umístěna náplň (7) s destilovanou vodou, tato izolační trubice (6) těsně přiléhající k první elektrodě (4) a k druhé elektrodě (5), které jsou propojeny s indukčním vinutím (8) tvořícím spolu s kapacitami první a druhé elektrody (4, 5) rezonanční obvod oscilátoru (9), jehož kmitočet odpovídá rezonančnímu kmitočtu rezonančního obvodu, a to tak, že první elektroda (4) je propojena s vysokoimpedanční svorkou rezonančního obvodu a druhá elektroda (5) je spolu se stínící vrstvou (3) propojena se zemní svorkou rezonančního obvodu a mezi vysokoimpedanční svorku a zemní svorku rezonančního obvodu je připojen adjustační kondenzátor (13), přičemž výstup oscilátoru (9) je spojen se vstupem čítače (10), jehož hradlo je připojeno na výstup časové základny (11) a signálový výstup čítače (10), zobrazující jeho stav na konci intervalu čítání, je spojen se vstupem zobrazovače (12) a/nebo se vstupem počítače (14) pro jeho další zpracování.Soil freezer, characterized in that it consists of a measuring capacitor adapted to the shape of a probe and consisting of two rigidly mechanically connected insulating plates (1, 2), wherein the first insulating plate (1) is provided on its inner side with a first electrode ( 4) and on the outside of the shielding layer (3) and the second insulating plate (2) is provided on its inner side with a second electrode (5), between the first insulating plate (1) and the second insulating plate (2) is an insulating tube ( 6) made of a plastic material with low dielectric losses, at a maximum of several thousandths, the size of which no longer significantly affects the losses of the probe measuring capacitor in which the distilled water cartridge (7) is located, this insulating tube (6) adjacent to the first electrode ( 4) and to a second electrode (5) which are connected to the induction winding (8) forming together with the capacities of the first and second electrodes the resonant circuit of the oscillator (9), the frequency of which corresponds to the resonant frequency of the resonant circuit, such that the first electrode (4) is connected to the high impedance terminal of the resonant circuit and the second electrode (5) together with the shielding layer ( 3) connected to the ground terminal of the resonant circuit and between the high impedance terminal and the ground terminal of the resonant circuit is connected an adjustment capacitor (13), the output of the oscillator (9) is connected to the input of the counter (10); ) and the signal output of the counter (10), showing its state at the end of the counting interval, is connected to the input of the display (12) and / or the input of the computer (14) for further processing. 2. Půdní mrazoměr podle nároku 1, vyznačující se tím, že do náplně (7) s destilovanou vodou je vložena nasákavá vložka, tvořená pružnou, pórovitou a vodou smáčivou látkou s malou měrnou hmotností a dielektrickými ztrátami minimálně třikrát menšími než jsou dielektrické ztráty ledu.A soil freezer according to claim 1, characterized in that a water-absorbent insert comprising a resilient, porous and water-wettable material having a low density and a dielectric loss of at least three times less than the dielectric loss of ice is inserted into the distilled water cartridge.
CZ20120803A 2012-11-19 2012-11-19 Soil-freezing meter CZ2012803A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20120803A CZ2012803A3 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Soil-freezing meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20120803A CZ2012803A3 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Soil-freezing meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ304000B6 true CZ304000B6 (en) 2013-08-07
CZ2012803A3 CZ2012803A3 (en) 2013-08-07

Family

ID=48906051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20120803A CZ2012803A3 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Soil-freezing meter

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2012803A3 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104831763B (en) * 2015-06-03 2017-07-28 石家庄铁道大学 A kind of pile body anti_freeze uplift performance test experimental apparatus and its experimental method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191403461A (en) * 1913-02-11 1914-08-07 Gotthelf Leimbach A Method of Ascertaining Disturbances in the Frost Wall when Sinking Shafts according to the Shaft Freezing Method.
DE19629745A1 (en) * 1996-07-23 1998-01-29 Liu Jin Chen Dr Measuring matrix potential of ground, with analyser inserted in ground for construction industry
CN101666831A (en) * 2009-09-08 2010-03-10 北京师范大学 Measuring fixture and measuring method of frozen soil dielectric constant
CN201489055U (en) * 2009-09-08 2010-05-26 北京师范大学 Frozen soil dielectric constant measurement clamp
CZ2010286A3 (en) * 2010-04-13 2011-10-26 Výzkumný útav vodohospodárský T.G.Masaryka, v.v.i. Electronic soil freeze meter
CN202230078U (en) * 2011-08-26 2012-05-23 上海理工大学 Frozen soil frost heaving and thawing settlement measuring device
KR20120067902A (en) * 2010-12-16 2012-06-26 한국건설기술연구원 Measurement apparatus and method for measureing freezing depth for frozen ground of bitter cold area
CN102607498A (en) * 2012-03-02 2012-07-25 河南省气象科学研究所 Frozen soil and dry soil layer measuring transducer

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191403461A (en) * 1913-02-11 1914-08-07 Gotthelf Leimbach A Method of Ascertaining Disturbances in the Frost Wall when Sinking Shafts according to the Shaft Freezing Method.
DE19629745A1 (en) * 1996-07-23 1998-01-29 Liu Jin Chen Dr Measuring matrix potential of ground, with analyser inserted in ground for construction industry
CN101666831A (en) * 2009-09-08 2010-03-10 北京师范大学 Measuring fixture and measuring method of frozen soil dielectric constant
CN201489055U (en) * 2009-09-08 2010-05-26 北京师范大学 Frozen soil dielectric constant measurement clamp
CZ2010286A3 (en) * 2010-04-13 2011-10-26 Výzkumný útav vodohospodárský T.G.Masaryka, v.v.i. Electronic soil freeze meter
KR20120067902A (en) * 2010-12-16 2012-06-26 한국건설기술연구원 Measurement apparatus and method for measureing freezing depth for frozen ground of bitter cold area
CN202230078U (en) * 2011-08-26 2012-05-23 上海理工大学 Frozen soil frost heaving and thawing settlement measuring device
CN102607498A (en) * 2012-03-02 2012-07-25 河南省气象科学研究所 Frozen soil and dry soil layer measuring transducer

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2012803A3 (en) 2013-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Denoth An electronic device for long-term snow wetness recording
Yoshikawa et al. Comparing unfrozen water content measurements of frozen soil using recently developed commercial sensors
Wyseure et al. Measurement of volumetric water content by TDR in saline soils
Hrisko Capacitive soil moisture sensor theory, calibration, and testing
CN108387619B (en) Tester for testing unfrozen water content of frozen soil under controllable stress state
US20090212789A1 (en) Modified tdr method and apparatus for suspended solid concentration measurement
Robinson et al. The dielectric calibration of capacitance probes for soil hydrology using an oscillation frequency response model
Evett Soil water measurement by time domain reflectometry
Rezaei et al. A new 1.4-GHz soil moisture sensor
EP0971227A1 (en) Process and instrument for moisture measurement
CN103107774B (en) A kind of method improving constant-temperature crystal oscillator frequency stability
CZ304000B6 (en) Soil-freezing meter
PT103909A (en) SOIL PROPERTIES MEASUREMENT SYSTEM
CN106596644B (en) Measuring method and device for non-invasively measuring soil moisture
CZ25085U1 (en) Soil-freezing meter
CN103454336A (en) Calibration device and calibration method used for measuring soil water content
Papez et al. Capacitive frost depth indicator
Pieris et al. Design and evaluation of a capacitive sensor for real time monitoring of gravimetric moisture content in soil
Roy et al. Investigation of cross sensitivity of single and double electrode of admittance type level measurement
Kramer et al. Dielectric measurement of cerebral water content using a Network Analyzer
Stacheder TDR and low-frequency measurements for continuous monitoring of moisture and density in a snow pack
Skierucha et al. Estimation of Electromagnetic Sensor Measurement Volume Using Combined 3D EM Simulation and Electronic Design Software
WO2019168423A1 (en) Microwave soil moisture sensor based on phase shift method and independent of electrical conductivity of the soil
RU2474830C1 (en) Method to measure comprehensive dielectric permeability of liquid and loose substances in wide range of frequencies
Brahma et al. Electrical methods of soil moisture measurement: A Review

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20171119