DD200647A1

DD200647A1 - TENSIOMETER FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF SOIL WATER VOLTAGE

Info

Publication number: DD200647A1
Application number: DD23296781A
Authority: DD
Inventors: Kurt John; Juergen Haupt
Original assignee: Kurt John; Juergen Haupt
Priority date: 1981-09-02
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1983-05-25

Abstract

Das erfindungsgemaesse Geraet dient zur kontinuierlichen Messung der Saugspannung im Boden oder anderen Substraten. Bei durch Gasblasenbildung bedingtem Ausfall des Geraetes kann mittels Schaffung eines Durchlaufes das Tensiometer durch Entlueftung mittels Ueber- oder Unterdruck reaktiviert werden. Die Anzeige der Saugspannung erfolgt ueber Quecksilber- oder Vakuummanometer, das Saugspannungsmessglied ist als poroese Zelle ausgebildet. Die Anschlussleitung kann beliebig gewaehlt werden, wenn ihr Durchmesser bei Druckschwankungen keinen Querschnittsveraenderungen unterliegt. Das Tensiometer zur kontinuierlichen Messung der Bodenwassersaugspannung kann ueberall dort angewendet werden, wo Messungen der Saugspannungen und damit auch indirekt der Bodenfeuchten sich erforderlich machen, z.B. bei Bewaesserungssteuerungen in gaertnerischen-feldwirtschaftlichen Kulturen, in Lysimeteranlagen und im Labor- und Gewaechshausbetrieb. Die Nachteile von herkoemmlichen Tensiometern, die bei zu starker Austrocknung des Bodens bzw. anderer Substrate oder bei Gasansammlungen im Messsystem ausfallen, werden durch die erfindungsgemaesse Konstruktion beseitigt.The device according to the invention serves for the continuous measurement of the suction stress in the soil or other substrates. In case of failure of the device due to gas bubble formation, the tensiometer can be reactivated by venting by means of overpressure or underpressure by creating a passage. The indication of the suction voltage via mercury or vacuum gauge, the Saugspannungsmessglied is designed as a porous cell. The connecting line can be chosen as desired, if its diameter is not subject to any changes in the cross section due to pressure fluctuations. The Tensiometer for the continuous measurement of the soil water suction tension can be applied everywhere, where measurements of the suction tensions and thus also of the soil moistures are necessary, e.g. in irrigation controls in agricultural and agricultural crops, in lysimeter plants and in laboratory and greenhouse operation. The disadvantages of conventional Tensiometern that precipitate too strong dehydration of the soil or other substrates or gas collections in the measuring system are eliminated by the inventive construction.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Tensiometer zur kontinuierlichen Messung der BodenwassersaugspannungTensiometer for continuous measurement of soil water suction

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Tensiometer mit dem die Saugspannung des Bodenwassers kontinuierlich bei beliebiger Art und Weise des Einbaues gemessen werden kann und eine Methode zur Entlüftung desselben. In das mit Wasser gefüllte Meßsystem eingedrungenes bzw. durch Druckschwankungen freigewordenes Gas kann durch Anwendung eines geringen Unter- oder Überdruckes (<1O kPa) schnell und sicher bei eingebauter Meßzelle und nur kurzzeitiger Unterbrechung des Meßvorganges entfernt werden. Damit ist die Möglichkeit der Reaktivierung des Tensiometers nach Trockenperioden (Überschreitung des Meßbereiches) ohne Ausbau der Meßzelle auf einfache und schnelle Weise möglich. Die Erfindung ist in allen Fällen anwendbar, bei denen sich die Messung der Saugspannung, z.B. zur Kennzeichnung des Versorgungszustandes von Kulturpflanzen mit Wasser, erforderlich macht. Insbesondere gilt dies für die Bewässerungssteuerung bei gärtnerischen und Feldkulturen im niedrigen Saugspannungsbereich sowie für Saugspannungsmessungen im Labor bzw. in Lysimeteranlagen. über entsprechende boden- und standortspezifische Korrelationen ist eine Ermittlung der Substratfeuchte möglich.The invention relates to a tensiometer with which the suction pressure of the soil water can be measured continuously in any manner of installation and a method for venting the same. In the water-filled measuring system penetrated or freed by pressure fluctuations gas can be removed quickly and safely with a built-in measuring cell and only a brief interruption of the measuring process by applying a low negative or positive pressure (<1O kPa). Thus, the possibility of reactivation of the tensiometer after dry periods (exceeding the measuring range) without removal of the measuring cell in a simple and fast way possible. The invention is applicable in all cases where the measurement of the suction stress, e.g. to indicate the state of supply of crops with water. In particular, this applies to the irrigation control in horticultural and field crops in the low suction voltage range and for Saugspannungsmessungen in the laboratory or in Lysimeteranlagen. via appropriate soil and site-specific correlations, a determination of the substrate moisture is possible.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bisher bekannte Tensiometertypen sind in eingebauten Zustand entweder nicht oder nicht vollständig zu entlüften bzw. sind so konstruiert, daß sie meist nur senkrecht, d.h. über der Meßfläche eingebaut werden können. Die Entlüftungsvorrichtung muß sich inCharacteristics of the Known Technical Solutions Previously known types of tensiometers are either not or not completely vented in the installed state or are constructed in such a way that they are usually only vertical, ie. can be installed over the measuring surface. The venting device must be in

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allen Fällen am höchsten Punkt des Gerätes befinden, was ihre Einbau- und Anwendungsmöglichkeiten einschränkt. Bekannte entlüftbare Tensiometer, z.B. US Patent 3, 828, 872, die drucklos entlüftet werden, sind häufig nur schwer restlos von an den Wandungen anhaftenden Gasbläschen zu befreien. Gebräuchliche Tensiometer ohne Entlüftungsvorrichtung müssen nach Überschreitung des Meßbereiches in Trockenphasen vollständig ausgebaut, neu gefüllt und geprüft werden. Die Anwendung bisher bekannter Tensiometertypen ist auf den frostfreien Bereich beschränkt bzw. muß aufgrund der Wasserfüllung mit Geräteschäden gerechnet werden.all cases at the highest point of the device, which limits their installation and application possibilities. Known ventable tensiometers, e.g. US Patent 3, 828, 872, which are vented without pressure, are often difficult to completely rid of adhering to the walls of gas bubbles. Standard tensiometers without ventilation device must be completely removed, refilled and tested after exceeding the measuring range in dry phases. The application of previously known Tensiometertypen is limited to the frost-free area or must be expected due to the water filling with equipment damage.

• Ziel der Erfindung• Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Tensiometer zur kontinuierlichen SaugBpannungsmessung in beliebigen Bodentiefen zu entwickeln.The aim of the invention is to develop a Tensiometer for continuous SaugBpannungsmessung in any soil depths.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe wird so gelöst, daß eingedrungene oder durch Druckverminderung freigewordene Gase jederzeit bei Bedarf durch Entlüftung des Systems in jeder beliebigen Einbaulage entfernt werden können.The object is achieved so that penetrated or freed by reducing pressure gases can be removed at any time by venting the system in any mounting position if necessary.

Erfindungsgemäß besteht das zwangsentlüftete Tensiometer aus einer mit zwei Anschlüssen versehenen, mit Wasser gefüllten porösen Zelle, wobei ein Anschluß zur Anzeigeeinrichtung (Quecksilbermanometer bzw. Vakuummanometer mit Entlüftungsventil) führt und der andere durch ein Ventil verschlossen ist. Die Anschlüsse sind so angeordnet, daß die Zelle in voller Länge durchströmt werden kann. Die Leitungslänge der Anschlüsse kann beliebig gewählt werden, wenn der Querschnitt keinen Veränderungen bei Drucl Schwankungen unterliegt. Die poröse Zelle wird an einem interessierenden Punkt im Boden eingebaut und die Anschlußleitungen zum Meßgerät bzw. frei endend herausgeführt. Das System ist dann bei geschlossener Leitung arbeitsfähig, wenn es vollständig mit gasfreiem Wasser gefüllt ist.According to the invention, the forced-ventilated tensiometer consists of a two-ported, water-filled porous cell, one port to the display device (mercury manometer or vacuum gauge with vent valve) leads and the other is closed by a valve. The connections are arranged so that the cell can be flowed through in full length. The cable length of the connections can be chosen as desired, if the cross section is not subject to changes in pressure fluctuations. The porous cell is installed at a point of interest in the ground and the leads lead out to the meter or freely ending. The system is then operable with the line closed when completely filled with gas-free water.

Treten durch Überschreiten des physikalischen Meßbereiches z.B. bei zu starker Austrocknung des Bodens oder aus anderen Gründen Gasblasen im Tensiometer auf, wird die Anzeige zunächst träge, danach zunehmend ungenau bzw. führen diese zum vollständigen Geräteausfall.Occur by exceeding the physical measuring range, e.g. If too much dehydration of the soil or other reasons gas bubbles in the tensiometer, the display is initially sluggish, then increasingly inaccurate or lead to complete equipment failure.

Es ist durch Öffnen des Ventils an der Leitung und durch AnschlußIt is by opening the valve on the pipe and through connection

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eines wassergefUllten Behälters möglich, einen Durchfluß zu schaffen, wenn ein Über- oder Unterdruck angelegt wird. Auf diese Art kann das Tensiometer schnell entlüftet werden. Das Luft-Wassergemisch tritt durch das Quecksilberreservoir bzw. über ein Entlüftungsventil bei mechanischen Manometern aus. Nach Entfernen aller Gasblasen wird das Ventil der Leitung geschlossen und das Tensiometer ist wieder meßbereit. Steht ein Vakuum zur Verfugung muß nach Anschluß des Vakuums an die Leitung der Quecksilbervorratsbehälter abgeschraubt werden und durch einen Wasserbehälter ersetzt werden. Nach öffnung des Ventils der Leitung wird das eingeschlossene Gas durch das angesaugte Wasser herausgespült. Nach Abschluß der Entlüftung wird o.g. Ventil geschlossen und der Quecksilbervorratsbehälter wieder angeschlossen.a water-filled container possible to provide a flow when an over or under pressure is applied. In this way, the tensiometer can be quickly vented. The air-water mixture exits through the mercury reservoir or via a vent valve with mechanical pressure gauges. After removing all gas bubbles, the valve of the line is closed and the tensiometer is ready to measure again. If there is a vacuum, after connecting the vacuum to the line, the mercury reservoir must be unscrewed and replaced with a water tank. After opening the valve of the line, the trapped gas is flushed out by the sucked water. After completion of the vent o.g. Valve closed and the mercury reservoir reconnected.

AueführungsbeispielAueführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: die Vorderansicht des Tensiometers, Fig. 2: die poröse Zelle im Boden.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawings: Fig. 1: the front view of the tensiometer, Fig. 2: the porous cell in the bottom.

Die Konstruktion besteht aus einem Quecksilbervorratsbehälter 1, der am Anzeigerohr 2 und dieses an der Skala 3 befestigt ist. Das Anzeigerohr 2 ist über eine Leitung 4 mit der porösen Zelle 5 verbunden, die wie dargestellt im zu untersuchenden Boden 6 eingebettet ist. Von der porösen Zelle 5 führt die Leitung 4 Über die Bodenoberfläche und wird dort mittels eines Ventiles 7 verschlossen. Zur Zwangsentlüftung wird das Ende der Leitung 4 in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter gebracht, auf welchem ein geringer Überdruck gegeben wird. Nach Öffnung des Ventiles 7 strömt durch den Überdruck bedingt, die Flüssigkeit durch die Leitung 4, die poröse Zelle 5, das Anzeigerohr 2 und tritt an der Öffnung 8 des Quecksilbervorratsbehälters 1 wieder aus. Nach erfolgter Entlüftung und Schließung des Ventiles 7 ist das Tensiometer wieder einsatzbereit.The construction consists of a mercury reservoir 1, which is attached to the indicator tube 2 and this on the scale 3. The indicator tube 2 is connected via a line 4 with the porous cell 5, which is embedded as shown in the bottom 6 to be examined. From the porous cell 5, the line 4 leads over the bottom surface and is closed there by means of a valve 7. For forced ventilation, the end of the line 4 is placed in a container filled with liquid, on which a slight overpressure is given. After opening the valve 7 flows due to the pressure, the liquid through the line 4, the porous cell 5, the indicator tube 2 and exits at the opening 8 of the mercury reservoir 1 again. After venting and closing the valve 7, the tensiometer is ready for use again.

Claims

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Erfindungsenspruch

1. Tensiometer for continuously measuring the Bodenwassersaugspannung, characterized in that disturbing gas collections in the measuring system can be removed by means of under-pressurized or over-pressure liquid.

2. Tensiometer according to item 1, characterized in that the negative or positive pressure is preferably in the range <10 kPa.

3. Tensiometer for continuous measurement of Bodenwassersaugspannung characterized in that by means of a Durchlaufee which is generated by a valve (7), a negative or positive pressure can be realized.

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