DD156643A1

DD156643A1 - DEVICE FOR SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF WATER AND SALT CONTENT IN BOEDEN

Info

Publication number: DD156643A1
Application number: DD22731481A
Authority: DD
Inventors: Hans Berge; Paul Jeroschewski; Baerbel Struebing
Original assignee: Hans Berge; Paul Jeroschewski; Baerbel Struebing
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1982-09-08

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur simultanen Messung des Wasser- und Salzgehaltes in Boeden angegeben, die es gestattet, gleichzeitig den Wasser- und Salzgehalt unter den Bedingungen der Berieselung landwirtschaftlicher Nutzflaechen mit Brackwasser oder Seewasser zu messen. Da unter den gegebenen Bedingungen das Chloridion als Leition fuer den Gesamtsalzgehalt im Boden repraesentativ ist, wurde die Elektrodenkonstruktion mit einem chloridionensensitiven Verbundelektrodensensor ausgestattet. Die Sonde besteht aus einem unten spitz zulaufenden und offenen Rohr mit seitlich angebrachten Leitfaehigkeitsmesselektroden und einem beweglichen Stempel mit d. ionensensitiven Sensor. Durch Andruecken des Stempels kann die eingestochene Bodenprobe verdichtet werden. Als Messgeraete koennen kommerzielle tragbare pH-Messgeraete und Leitfaehigkeitsmessgeraete bzw. Kombinationsinstrumente eingesetzt werden.The invention relates to a device for simultaneous measurement of water and salt content in soils, which makes it possible at the same time to measure the water and salt content under conditions of irrigation of agricultural land with brackish water or seawater. Since under the given conditions the chloride ion is representative as a guide for the total salt content in the soil, the electrode construction was equipped with a chloride ion sensitive composite electrode sensor. The probe consists of a bottom tapered and open tube with side mounted Leitfaehigkeitsmesselektroden and a movable punch with d. ion-sensitive sensor. By pressing the stamp on the punctured soil sample can be compacted. As measuring devices commercial portable pH measuring devices and Leitfaehigkeitmessgeraete or combination instruments can be used.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Vorrichtung zur simultanen Messung von Wasser- und Salzgehalt in BödenDevice for the simultaneous measurement of water and salinity in soils

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur simultanen Bestimmung des Wasser- und Salzgehaltes in Böden mit schwankendes Elektrolytgehalten infolge Berieslung mit salzhaltigem Wasser oder starker Düngung.The invention relates to a device for the simultaneous determination of the water and salt content in soils with fluctuating electrolyte contents due to sprinkling with saline water or heavy fertilization.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur direkten Messung der Bodenfeuchte wird in der überwiegenden Zahl der Lösungswege die Messung des elektrischen Widerstandes des Bodens vorgeschlagen (DD-PS 8874, Kl. G 01 Ν 27/30; SU-EB 343219, Kl. G 01 U 33/24? SU-EB 257803, Kl. G 01 Έ 33/24; SU-EB 296030, Kl. G 01 H 27/12; DS-OS 2627441, Kl. G 01 U 27/07). Die Werte zeigen keine befriedigende Korrelation zum Wassergehalt, wenn der Boden schwankende Elektrolytkonzentrationen aufweist. Eine Verbesserung dieser Methode stellen Vorrichtungen verschiedener Konstruktionen zur Leitfähigkeitsmessung hygroskopischer Salzkristalle, wie z. B. LiCl, dar, die entsprechend der Bodenfeuchte V/asser aufnehmen, wobei die Regenerierung der Meßzelle durch elektrische Beheizung erfolgt (DD-PS 100555, Kl. G 01 H 27/00; DD-PS 103728, Kl. G 01 N 27/00). Die Gipsblockmethode (gemäß SU-EB 518727, Kl. G 01 Ii 33/24) besitzt ebenfalls eine zu lange Einstellzeit. Das gleiche gilt für Trocknungsverfahren oder Methoden, denen das Quellvermögen von Substanzen zugrunde liegt (SU-EB 587382, Kl. G 01 Έ 27/12; SU-EB 438918, Kl.For the direct measurement of soil moisture, the measurement of the electrical resistance of the soil is proposed in the majority of solutions (DD-PS 8874, class G 01 Ν 27/30, SU-EB 343219, class G 01 U 33/24? SU -EB 257803, class G 01 Έ 33/24, SU-EB 296030, class G 01 H 27/12, DS-OS 2627441, class G 01 U 27/07). The values do not show a satisfactory correlation to the water content when the soil has fluctuating electrolyte concentrations. An improvement of this method provide devices of various constructions for measuring the conductivity of hygroscopic salt crystals, such. B. LiCl, which absorb according to the soil moisture V / asser, wherein the regeneration of the measuring cell by electrical heating takes place (DD-PS 100555, Kl G 01 H 27/00; DD-PS 103728, Kl. G 01 N 27 / 00). The gypsum block method (according to SU-EB 518727, class G 01 Ii 33/24) also has too long a response time. The same applies to drying processes or methods based on the swelling capacity of substances (SU-EB 587382, class G 01 Έ 27/12, SU-EB 438918, Kl.

G 01 Έ 27/12)· Weitere Vorschläge befassen sich mit thermometri-BChen Messungen der Wärmeleitfähigkeit (DD-PS 36187, Kl. G 01 Έ 33/24; SU-EB 269564, Kl. G 01 N 27/00), der Kapazitätsmessung (SU-EB 42826, Kl. G 01 H 27/12i SU-EB 273508, Kl. G 01 Ν 27/44; DE-OS 1673046, Kl. G 01 η 27/00) sowie der Messung von Radiowellen (SU-EB ЗО64ІО, Kl. G 01 N 27/12), Gammastrahlen oder Neutronenstrahlen (DD-PS 36187, Kl. G 01 Έ 33/24). Alle angegebenen Verfahren sind entweder für schnelle Feldmessungen ungeeignet oder werden von Bodenart, Bodendichte sowie wechselndem Gehalt an organischen und anorganischen Bestandteilen des Bodens beeinflußt.G 01 Έ 27/12) · Further proposals are concerned with thermometric measurements of the thermal conductivity (DD-PS 36187, class G 01 Έ 33/24, SU-EB 269564, class G 01 N 27/00), the Capacity measurement (SU-EB 42826, class G 01 H 27 / 12i SU-EB 273508, class G 01 Ν 27/44, DE-OS 1673046, class G 01 η 27/00) and the measurement of radio waves (SU -EB ЗО64ІО, class G 01 N 27/12), gamma rays or neutron beams (DD-PS 36187, class G 01 Έ 33/24). All procedures given are either unsuitable for rapid field measurements or are affected by soil type, soil density and varying organic and inorganic content of the soil.

Es ist keine Vorrichtung bekannt, die eine schnelle simultane Messung des Salz- und Wassergehaltes unter Feldbedingungen ohne Probenahme gestattet.No device is known which allows rapid simultaneous measurement of salt and water content under field conditions without sampling.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, kontinuierliche bzw. diskontinuierliche Messungen des Wasser- und Salzgehaltes von Böden mit wechselndem, vorwiegend hohen Elektrolytgehalten durchzuführen, um damit optimale Bedingungen für das Pflanzenwachstum zu sichern.The aim of the invention is to provide a device which makes it possible to carry out continuous or discontinuous measurements of the water and salt content of soils with varying, predominantly high electrolyte contents in order to ensure optimal conditions for plant growth.

Darlegungcbs Wesens der ErfindungPresenting essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur simultanen Messung des Salz- und Wassergehaltes von Böden zu schaffen· Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem unten spitz zulaufenden Hohlrohr aus korrosionsfestem Material, wie z. B. Edelstahl, Messing oder einem Polymerwerkstoff, dessen Spitze als leitfähigkeitsmeßzelle ausgebildet ist. Der im Rohrinneren passend eingesetzte Stempel trägt an seinem unteren flachen Teller eine ionensensitive Verbundelektrode (Chlorid-, Nitrat- bzw. Ammonium-Sensor). Die Wirkungsweise beruht darauf, daß nach Einstechen der Bodensonde in die Bodenkrume durch Andrücken des Stempels die Bodenprobe verdichtet wird und damit der Kontakt des Bodens mit den Leitfähigkeitselektroden und dem ionensensitiven Sensor gewährleistet ist. Durch Messung der Ionenaktivität eines für den Ge-The object of the invention is to provide a device for simultaneous measurement of the salt and water content of soils · According to the invention, the device consists of a bottom tapered hollow tube made of corrosion-resistant material such. As stainless steel, brass or a polymer material whose tip is designed as a conductivity cell. The appropriately inserted inside the tube stamp carries on its lower flat plate an ion-sensitive composite electrode (chloride, nitrate or ammonium sensor). The operation is based on the fact that after penetration of the soil probe into the soil crumb by pressing the stamp, the soil sample is compacted and thus the contact of the soil with the conductivity electrodes and the ion-sensitive sensor is ensured. By measuring the ionic activity of a

eamtelektrolytgehalt des Bodens repräsentativen Leitions (Cl", KOo*" oder NH/*") und Umrechnung mit einem vorher zu bestimmenden Paktor wird der Gesamtealzgehalt des Bodens und aus dem Leitfähigkeitswert der Wassergehalt des Bodens ermittelt·the electrolyte content of the soil is representative of the conduction (Cl ", KOo *" or NH / * ") and conversion to a previously determined factor determines the total alkalinity of the soil and the conductivity of the soil.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die Meßvorrichtung besteht aus einem Hohlrohr aus korrosionsfestem Metall von ca· 50 cm Länge und 2 cm innerer Weite. Der untere Teil ist keilförmig zugeschnitten· Die Spitzen sind mit einer schmalen V-förmigen Schutzschiene verbunden (a), die verhindern soll, daß grobe Steine in das Rohr eindringen. An der Innenseite des unteren Teils sind isoliert zwei dünne Platinbleche (b) von je 6 cm Oberfläche angebracht. Die Kontaktierung erfolgt über einen in einer Metallvertiefung an der Außenwand geführten Draht. In dem im Innenrohr verschiebbaren Kunststoffstempel (c) ist an der Unterseite eine chloridsensitive Verbundelektrode (d) angebracht. Die Kontaktierung wird durch den im Stenpelrohr (e) verlaufenden Draht gewährleistet, der anSmsor und Verbundelektrode angelötet ist. Nach Einstechen der Ließsonde in den Boden und Andrücken des Stempels zur Verdichtung des Erdreiches werden für den Fall der Berieslung des Bodens mit Brackwasser oder Seewasser der Chloridgehalt und der Leitfähigkeitswert mit tragbaren Meßgeräten gemessen und aus Eichtabellen oder Eichkurven die Salz- und Wassergehalte ermittelt.The measuring device consists of a hollow tube made of corrosion-resistant metal of about · 50 cm in length and 2 cm internal width. The lower part is cut in a wedge shape. The tips are connected to a narrow V-shaped protective rail (a), which is intended to prevent coarse stones from penetrating into the pipe. On the inside of the lower part, two thin platinum sheets (b), each with a surface of 6 cm, are mounted in isolation. The contacting takes place via a guided in a metal recess on the outer wall wire. In the displaceable in the inner tube plastic stamp (c) a chloride-sensitive composite electrode (d) is attached to the underside. The contact is ensured by the wire running in the stalk tube (e), which is soldered to the insulator and the composite electrode. After piercing the Ließsonde in the soil and pressing the punch to compact the soil in case of irrigation of the soil with brackish water or seawater, the chloride content and the conductivity value measured with portable gauges and determined from Eichtabellen or calibration curves, the salt and water contents.

Claims

Erflndungsanapruch

Device for the simultaneous measurement of water and salt content in Bödsn with a conductivity cell, characterized in that this cell is mounted in the lower epitz tapered part of a tube and inside the tube is used for the purpose of compaction of the soil movable punch on the lower Plots for measuring the ionic activity representative of the total electrolyte content of the soil an ion-sensitive © composite electrode is inserted »

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