DD268303A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS MOISTURE DETERMINATION OF THE SOIL IN A TROPICAL DRAIN PROCESS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist bestimmt zur Ermittlung des Feuchtegehaltes von Boeden, in denen mittels grabenloser Verlegeverfahren Draenagen verlegt werden, wobei erforderlichenfalls z. B. bei Staunaesse oder dergleichen Boeden zusaetzlich Sickermaterial eingebracht werden muss. Dazu liegt die Aufgabe zugrunde, die Feuchtigkeit des Bodens bis nahe an die Sohle des Draenschlitzes unter Anwendung einer Feuchtigkeitsueberwachungseinrichtung mit betriebsmaessig eine elektrische Potentialdifferenz aufweisenden Elektroden zu bestimmen, wobei bei Veraenderung der Potentialdifferenz ein Steuerimpuls ausgeloest wird, durch den die Zufuhr von Sickermaterial in den Draenschlitz ausgeloest oder unterbrochen wird. Die Loesung besteht darin, dass im Schwert eines Meliomat beidseits in unterschiedlichen Hoehen Elektroden angeordnet sind, die unter dem Erddruck in gleitender, sicherer Kontaktierung mit dem durchfahrenen Erdboden stehen, wobei zwischen mindestens zwei Elektroden, an denen ein elektrisches Potential liegt, der feuchtigkeitsabhaengige Erdwiderstand kontinuierlich gemessen wird, wobei von einem im Sinne eines Strommessers arbeitenden Messinstrument bei Veraenderung eines eingestellten Normalwertes ein Signal oder Steuerimpuls ausgeloest wird.The invention is intended for determining the moisture content of soils in which drains are laid by trenchless laying method, wherein, if necessary z. B. at Staunaesse or the like Boeden additional Sickermaterial must be introduced. The object of this is to determine the moisture of the soil to close to the bottom of the Draenschlitzes using a moisture monitoring device with operationally having an electrical potential difference electrodes, with change in the potential difference, a control pulse is triggered by the supply of sorbent material in the Draenschlitz triggered or interrupted. The solution consists in that electrodes are arranged on both sides at different heights in the blade of a Meliomat, which are under the earth pressure in sliding, safe contact with the ground through, whereby the moisture-dependent earth resistance is continuous between at least two electrodes on which there is an electrical potential is measured, wherein a signal or control pulse is triggered by a working in the sense of a current measuring instrument when changing a set normal value.
Description
Die Erfindung Ist bestimmt zur Ermittlung des Feuchtegehaltes von Böden, in denen mittels grabenlosor Verlegeverfahren Dränagen verlegt werden, wobei erforderlichenfalls bei Staunässe oder dgl. Böden zusätzliche Sickermaterialien eingebracht werden müssen.The invention is intended for determining the moisture content of soils in which drainage systems are laid by means of trenchless laying methods, it being necessary for additional waterlogging materials to be introduced in case of waterlogging or similar soils.
Die Anlage von verdeckten Entwässerungssystemen ist eine der Voraussetzungen zur industriollen Produktion in der Landwirtschaft. Durch den hohen und ständig steigenden Mechanisierungsgrad der Landwirtschaft werden bisher nicht bekannte Kriterien für die Projektierung sowie für die Bauausführung von Drändnlagen gesetzt. Auf Standorten mit stark wechselnden Bodenverhältnissen ist mit besonderer Aufmerksamkeit zu arbeiten. Durch das Netz der Standortuntersuchungen können die Bodenverhältnisse niemals exakt erfaßt werden, deshalb kommt der Beobachtung des Bodens während der Bauausführung eine große Bedeutung zu. Die Durchführung der Dränarbeitun bei zu nasser Witterung und/oder auf wassergesättigtem Boden wirkt sich sehr nachteilig auf das spätere Leistungsvermögen einer Dränung aus. Es wird deshalb oftmals i.^i Einsatz von Filtermaterialien erforderlich, ja er sollte bei nicht eindeutiger Bodenansprache den Vorrang erhalten. Filter- und Sickermaterial einzusetzen ist aber mit zusätzlichen Aufwendungen verbunden.The installation of concealed drainage systems is one of the prerequisites for industrial production in agriculture. Due to the high and ever-increasing degree of mechanization of agriculture, previously unknown criteria for the design and construction of drainage systems are set. Special attention should be paid to locations with strongly changing soil conditions. Due to the network of site investigations, the soil conditions can never be accurately recorded, so the observation of the soil during construction is of great importance. The execution of drainage work in wet weather and / or on water-saturated soil has a very adverse effect on the subsequent performance of a drainage. It is therefore often i. ^ I use of filter materials required, yes, he should be given priority which are not clearly floor speech. However, to use filter and drainage material is associated with additional expenses.
Es sind in der Industrie und Landwirtschaft in stärkerem Maße Feuchtemeßgeräte zur Messung der Eigenfeuchtigkeit von Schüttgütern, wie Sand, Koks, Sintermaterialien und dgl., oder der Bodenfeuchte von Ackerboden und Baugrund bekannt, die nach dem Neutronenstreuverfahren arbeiten. Ein solches Meßverfahren gestattet, kontaktlos und mit relativ hoher Genauigkeit den Feuchtigkeitsgehalt größerer Meßgutvolumina mit verhältnismäßig geringem Arbeitsaufwand zu messen und ist deshalb für die vorstehend angegebenen Anwendungen besonders geeignet.There are in the industry and agriculture to a greater extent Moisture meters for measuring the intrinsic moisture content of bulk materials, such as sand, coke, sintered materials and the like., Or the soil moisture of arable land and soil known to work according to the neutron scattering method. Such a measuring method allows contactless and with relatively high accuracy to measure the moisture content of larger Meßgutvolumina with relatively little effort and is therefore particularly suitable for the applications specified above.
Allerdings sind diese Einrichcungen sehr aufwendig und störanfällig. In der DD-PS 45868 ist eine Anordnung zur Feuchtemessung, vorzugsweise zur Messung der Bodenfeuchte oder der Eigenfeuchtigkeit von Schüttgütern, für mobilen oder stationären Einsatz, bestehend aus einem Registriergerät und einer Sonde, die eine Quelle für schnelle Neutronen, ein BF3-Zählrohr für langsame Neutronen und einen Vorverstärker enthält, beschrieben. Ihre Merkmale bestehen darin, daß in der Sonde eine Baugruppe, bestehend nus einem Nachverstärker mit niedriger AusgangrJmpedanz und einer die Diskriminatorschwelle der Meßanordnung festlegenden Schaltungsgruppe, angeordnet ist. Diese ohne Zweifel gut arbeitende Anordnung ist wohl für mobilen, im Sinne ortsveränderlichen Einsatz im Gegensatz zum stationären Einsatz vorgesehen. Für einen kontinuierlichen Einsatz, z. B. in Verbindung mit einem bewegten Fahrzeug, ist sie nicht anwendbar.However, these Einrichcungen are very expensive and prone to failure. In DD-PS 45868 is a device for measuring moisture, preferably for measuring the soil moisture or the intrinsic moisture content of bulk materials, for mobile or stationary use, consisting of a recorder and a probe, which is a source of fast neutrons, a BF 3 -Zählrohr for slow neutrons and a preamplifier described. Their features are that in the probe, an assembly consisting of a post amplifier with low AusgangsrJimpedanz and the discriminator threshold of the measuring arrangement defining circuit group is arranged. This undoubtedly well-working arrangement is probably intended for mobile, in the sense of mobile use in contrast to stationary use. For continuous use, eg. B. in connection with a moving vehicle, it is not applicable.
In der DE-OS 2942971 ist eine Vorrichtungzui Feuchtemessung mit Hilfe von Mikrowellen beschrieben. Die Mikrowellen werden durch zwei Oszillatoren mit zwei benachbarten Frequenzen erzeugt, von denen die eine im Meßraum eine Η-Schwingung und die andere eine Ε-Schwingung erzeugt und die Anordnung derart getroffen ist, daß beim Einbringen des Meßobjektes die H-WeIIe und die ihrzugeordnete Frequenz konstant bleiben und sich die E-WeIIe und damit die ihr zugeordnete Frequenz ändert und daß eine Auswerteeinrichtung angeordnet ist, in der mindestens die Differenz zwischen den beiden genannten Frequenzen gemessen wird, wobei sie dadurch gekennzeichnet ist, daß der Meßraum frequenzbestimmender Bestandteil beider Oszillatoren ist.In DE-OS 2942971 a device for measuring moisture with the aid of microwaves is described. The microwaves are generated by two oscillators with two adjacent frequencies, one of which generates a Η-oscillation in the measuring space and the other a Ε-oscillation and the arrangement is made such that when introducing the object to be measured, the H-wave and the associated frequency remain constant and the E-WeIIe and thus their associated frequency changes and that an evaluation is arranged, in which at least the difference between the two frequencies is measured, wherein it is characterized in that the measuring space is a frequency-determining part of both oscillators.
Diese Vorrichtung ist ausschließlich auf Messungen der absoluten und relativen Feuchte von faden- und folienförmi'gen Materialien ausgerichtet. Für Messungen im Erdboden ist sie nicht geeignet.This device is designed exclusively for measurements of the absolute and relative humidity of thread and foil-type materials. It is not suitable for measurements in the ground.
Ein «"deres Verfahren zur Messung der Feuchte von Schüttgütern, wie feuchte, feinkörnige Kohle, Erze, Sande oder dgl., ist in der DE-OS 3317 200 beschr eben. Es besteht darin, daß eine Leitung mit Mikrowellengeneratoren und Antenne durch Anpassung des Wellenwiderstandes der Leitung an den Wellenwiderstand der Umgebung bestimrmdr Feuchte frei von Wellenreflexionen gemacht wird, daß die Antenne in das zu messende feuchte Schüttgut eingeführt wird und daß bei einer Änderung der Feuchte der Antennenumgebung ein Teil der von der Antenne abgestrahlten Energie in die Leitung reflektiert und von einem Detektor gemessen wird.A method of measuring the moisture content of bulk materials, such as moist, fine-grained coal, ores, sands or the like, is described in DE-OS 3317 200. It consists in that a line with microwave generators and antenna by adaptation of the Characteristic impedance of the line to the characteristic impedance of the environment is determined moisture is made free of wave reflections, that the antenna is introduced into the wet bulk material to be measured and that with a change of the humidity of the antenna environment, a part of the radiated energy from the antenna reflects into the line and from a detector is measured.
Bei der grabenlosen Dränage wird nicht in Schüttgütern, die in der Regel nicht fest aufeinander liegen, sondern im gewachsenen Mineralboden gearbeitet, in den eine arbeitsfähige Antenne nicht problemlos eingefahren werden kann. Es sind auch Feuchtigkeitsüberwachungseinrichtungen bekannt geworden, die füi verschiedene Zwecke eingesetzt die betriebsmäßig vorhandene Potentialdiffereruzwischenzwei stiftartigen Elektroden ausnützen. Zum Beispiel werden zum Zweck der Einschaltung von Scheibenwischern beim Einsetzen von Regen kammartige, gezahnte Elektroden verwendet, die mit ihren Zähnen ineinanderfreifen, um eine mögliche* lange Grenzlinie zu bilden, längs welcher durch das Wasser eine leitende Verbindung zustande kommen kann. Eine andere Ausgestaltung der Elektroden erfordert Feuchtigkeitsüberwachungseinrlchtungen, die zur Meldung von Wasseraustritt aus Waschmaschinen oder dgl. dienen; denn bei diesen kommt os darauf an, daß leitende Feuchtigkeitsbrücken bei beliebiger Lage des Fühlelementes angezeigt werden. Eine den Abriß einer Feuchtigkeitsbrücke feststellende Feuuhtigkeitsüberwachungseinrichtung ist in der GB-PS 1415465 beschrieben. Sie dient zur Auslösung einer Bewässerung bei zu trockener Erde, z. B. in Gewächshäusern. Diese Einrichtung ist mit zwei stiftartigen Elektroden ausgestattet, die in das Erdreich eingesteckt werden und mit deren Hilfe der feuchtigkeitsabhängige Erdwiderstand ermittelt wird. Eine Erweiterung dazu ist in der DE-OS 3143984 beschrieben. Sie besteht darin, daß zwei weitere stiftartige Elektroden vorgesehen sind, wobei die insgesamt vier Elektroden im Bereich der Ecken einer quadratischen Leiterplatte angeordnet und senkrecht durch diese hindurchgeführt sind und daß jeweils zwei einander diagonal gegenüberliegende Elektroden durch je eine Leiterbahn elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei die beiden Leiterbahnen auf je einer Seite der Leiterplatte verlaufen.In the trenchless drainage is not in bulk materials, which are not usually close together, but worked in the grown mineral soil in which a working antenna can not be easily retracted. Moisture monitoring devices have also become known, which, for various purposes, utilize the operational potential difference between two pin-type electrodes. For example, for the purpose of engaging windshield wipers in the onset of rain, comb-like toothed electrodes are used, which interlock with one another to form a possible long boundary along which a conductive connection can be made through the water. Another embodiment of the electrodes requires moisture monitoring devices which serve to report water leakage from washing machines or the like; because in these os is important that conductive moisture bridges are displayed in any position of the sensing element. A moisture bridging demolition detecting device is described in GB-PS 1415465. It is used to trigger irrigation when too dry earth, z. In greenhouses. This device is equipped with two pin-type electrodes that are inserted into the ground and used to determine the moisture-dependent earth resistance. An extension to this is described in DE-OS 3143984. It consists in that two further pin-like electrodes are provided, wherein the four electrodes are arranged in the region of the corners of a square circuit board and passed vertically therethrough and that in each case two diagonally opposite electrodes are electrically conductively connected to each other by a respective conductor track the two tracks run on each side of the circuit board.
Es ist das Ziel der Erfindung, durch eine kontinuierliche Feuchtigkeitsbestimmung des Bodens während des grabenlosen Dränverfahrens zur Gewährleistung einwandfreier Funktion der Dränagen über Jahre die Stellen zu bestimmen, an denen zusammen mit dem Dränrohr Sickermaterial eingebracht werden muß.It is the object of the invention to determine by a continuous moisture determination of the soil during the trenchless drainage process to ensure proper functioning of the drainage over years the places where must be introduced together with the drainage sorbent material.
-3- 268 303 Darlegung de« Wesen« der Erfindung-3- 268 303 Presentation of the "essence" of the invention
betriebsmäßig eine Potentialdifferenz aufweisenden Elektroden zu bestimmen, wobei bei Veränderung der Potentialdifferenzein Steuerimpuls ausgelöst wird, durch den die Zufuhr von Sickermaterial in den Drän ichlitz ausgelöst oder unterbrochenoperatively to determine a potential difference having electrodes, wherein when changing the potential difference in a control pulse is triggered, triggered by the supply of seepage material in the Drän ichlitz or interrupted
eingesetzt wird, der mit einem Anbaugerät (Trichter) für die Sickermaterialienzuführung versehen ist und neben dem mitgleicher Geschwindigkeit ein Zubringerfahrzeug mit Sickermaterial fährt, welches mit einem Förderband Sickermaterial überden Trichter des Meliomat in den Dränageschlitz leitet, besteht darin, daß mittels im Schwert des Meliomat beidseits inunterschiedlichen Höhen angeordneter Elektroden, die unter dem Erddruck, unte r dem das Schwert nach demis used, which is provided with an attachment (funnel) for the Sickermaterialienzuführung and in addition to the same speed a feeder vehicle with seepage moves, which passes with a conveyor sorbent material on the funnel of the Meliomat in the drainage slot, is that by means of the sword of the Meliomat on both sides At different heights arranged electrodes, which under the earth pressure, the sword after the
bestehen und daß zwischen mindestens zwei Elektroden, an denen ein elektrisches Potential liegt, der feuchtigkeitsabhängigeand that between at least two electrodes, at which there is an electrical potential, the moisture-dependent
ausgesetzt wird.is suspended.
stehenden und in unterschiedlicher Höhe im Schwert des Meliomat angeordneten Elektroden gemessen.standing and measured at different heights in the sword of Meliomat electrodes.
feuchtigkeitsabhängige Erdwiderstand zwischen in unterschiedlicher Höhe im Schwert des Meliomat angeordneten, unterelektrischem Potential stehenden Elektroden getrennt gemessen.moisture-dependent earth resistance between electrodes arranged at different heights in the sword of the Meliomat, electrodes underelectrical potential measured separately.
beiderseits des Schwerts mindestens je zwei Elektroden gut isoliert gegenüber dem Schwert in unterschiedlicher Höheangeordnet sind und daß die beiden oberen Elektroden über ein im Sinne eines Strommessers arbeitendes Meßinstrument mitdem einen Pol einer Gleichspnnnungsquelle und die beiden unteren Elektroden mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelleverbunden sind und daß am Meßinstrument der Steuerung dienende Kontakt- bzw. Impulseinrichtungen angeordnet sind.on both sides of the sword at least two electrodes are well insulated against the sword arranged in different heights and that the two upper electrodes are connected via a working in the sense of an ammeter with one pole of Gleichspnnnungsquelle and the two lower electrodes to the other pole of the DC voltage source and that am Measuring instrument of the control serving contact or pulse means are arranged.
annähernd senkrecht zum Schwenkbereich des Zeigers oder dergleichen des Meßinstruments verläuft, so daß er bei Bewegungdes Zeigers in seinem Schwenkbereich an einer bestimmten, einstellbaren Stelle vom Zeiger unterbrochen oder dr.chgelassenis approximately perpendicular to the pivoting range of the pointer or the like of the measuring instrument, so that it is interrupted by the pointer when moving the pointer in its pivoting range at a certain, adjustable point or dr.ch
jeweils drei Elektroden in einer oberen, einer mittleren und in einer unteren Ebene vorgesehen sind, wobei der Abstand vonthree electrodes are provided in an upper, a middle and in a lower plane, wherein the distance from
zu können, sind alle neun Elektroden jeder Schwertseite über Schalter in den Meßstromkreis einschaltbar angeordnet.to be able to turn on, all nine electrodes each sword side switched on switch in the measuring circuit.
Anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:Reference to an illustrated in the drawing embodiment, the invention is explained in detail. In the drawing mean:
Elektroden angeordnet sind, Fig. 2: eine schermtische Darstellung eines Meliomat mit angebautem Trichter für Sickermaterial und ein Zubringerfahrzeug fürFig. 2: a Schermtische representation of a Meliomat with attached funnel for soak material and a feeder vehicle for
Sickermate1 ial mit Förderband von hinten gesehen, Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Schwertes, im Erdboden befindlich mit verlegtem Dränrohr und mit neun inSickermate 1 ial with conveyor belt seen from behind, Fig. 3: a schematic representation of a sword, located in the ground with laid drainage pipe and with nine in
verschiedener Höhe im Schwert angeordneten Elektroden, Fig. 4: eine schematische Darstellung der neun polarisierten Elektroden und der zwölf zwischen ihnen meßbaren4 shows a schematic representation of the nine polarized electrodes and the twelve measurable between them
feuchtigkeitsabhängigen Erdwiderstände, Fig. 5: eine Darstellung der potentiellen Verschaltung der neun Elektroden je Schwertseite, um den feuchtigkeitsabhängigenFig. 5: a representation of the potential interconnection of the nine electrodes per sword side to the moisture-dependent
Elektrodenanordnung getrennt messen zu können, Fig. 6: ein Elementarschaltbild des Meßstromkreises über den .Erdwiderstand und eine symbolische Darstellung einerFig. 6: an elementary circuit diagram of the measuring circuit via the .Er resistor and a symbolic representation of a
Fig. 7: den Meßstromkreis gemäß Fig.β in Arbeitsstellung bei sehr nassem Erdboden Fig. 8: den Meßstromkreis gemäß Fig. 6 in Arbeit «teilung bei sehr trockenem Erdboden.Fig. 7: the measuring circuit of Fig.β in working position in very wet ground Fig. 8: the measuring circuit of FIG. 6 in work «division in very dry soil.
Die Masr 'no zum grabenlosen Verlegen von Dränrohren, im folgenden Meliomat genannt und mit 1 bezeichnet, besteht aus der Zugmas ine 2 mit dem Träger 3 für die Trommeln 4 mit Dränrohr 5, der Steuorbühne 6 und dem Schwert 7 mit Verlegekasten 8. Als Zusatzgerät ist ein Trichter 9 für das Einfüllen von Sickermaterial 10 vorgesehen. Neben dem Meliomat 1 fährt ein Zubringerfahrzeug 11 mit einem Bunker 12 für Sickermaterial 10 und einem Förderband 13. Das Schwert 7 mit dem Verlegekasten 8 dringt schwingpflugartig in den Erdboden 14 ein. Auf beiden Seiten des Schwertes 7 sind in unterschiedlicher Höhe mindestens zwei Elektroden 15,23 angeordnet. Um jedoch sehr sichere Meßergebnisse zu erzielen einerseits und um getrennt in verschiedenen Tiefen messen zu können, sind, wie in den Figuren 1 und 3 gezeigt, r.eun Elektroden vorgesehen, die mit den Bezugszeichen 15,16,17 in der oberen Ebene, 18,19,20,21 in der mittleren Ebene 22 und 23,24,25 in der unteren Ebene 26 bezeichnet sind. Die neun Elektroden 15,16,17,19,20,21 und 23,24,25 sind vorzugsweise wie folgt und in Fig. 4 gezeigt polarisiert. Die vier Eckelektroden 16.17,23,25 und die im Schnittpunkt der Diagonalen liegende Elektrode 20 sind durch Leitungen 27 untereinander und mit dem Pluspol 28 einer Gleichspannungsquelle 29 verbunden. Die restlichen vier Elektroden 16,19,20,24 sind durch Leitungen 30 untereinander und mit dem Minuspol 31 einer Gleichspannungsquelle 29 verbunden. Sobald die Gleichspannungsquelle 29 angeschlossen ist, entstehen, wenn das Schwert 7 in den Erdboden eingefahren ist, zwischen den positiv polarisierten Elektroden und den negativ polarisierten Elektroden feuchtigkeitsabhängige mehr oder weniger leitfähige Verbindungen 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43 durch den Erdboden, und es fließt über den kürzesten Weg 44 ein Strom. Die Größe des fließenden Stromes I wird bestimmt von der an der Gleichspannungsquelle 29 anliegenden Spannung 1J" und dem zwischen dem Pluspol und Minuspol liegenden feuchtigkeitsabhängigen Erdwiderstand .R". In diesen Stromkreis ein Meßinstrument 45, welches nach dem Prinzip eines Strommessers arbeitet, eingeschaltot. Um eine berührungslose Steuerkontaktierung oder Steuerimpulsgäbe zu ermöglichen, ist das Meßinstrument 45 mit einer Lichtschleuse 46 versehen, hinter der eine nicht dargestellte Fotodiode angeordnet ist. Vor dem Meßinstrument 45 ist eine Lichtquelle 47 vorgesehen, die fokussiertes Licht 48 in die LichUchleuse 46 zur Fotodiode strahlt. Der Zeiger 49 des Maßinstrumentes 45 ist mit einer Maske 50 versehen, von der die Lichtschleuse 46 anzeigebedingt verdeckt und damit das fokussierte Licht nach der nicht dargestellten Fotodiode unterbrochen wird. Zur getrennten Messung des feuchtigkeitsbedingten Erdwiderstandes in verschiedenen Erdtiefen sind die Elektroden 15 und 17 der oberen Ebene 18 über eine Leitung 51 und die Elektrode 20 der mittleren Ebene 22 über eine weitere Leitung 52 an Ausgangsklemmen 53,54 eines Schaltors 55 gelegt. Die Elektroden 16,19,21 und 24 sind übereine Leitung 56 untereinander und mit den Ausgangsklemmen 57 des Schalters 55 und 58 des Schalters 59 verbunden. Die Elektroden 23 und 24 der unteren Ebene 26 sind über eino Leitung 60 mit der Eingangsklemme 61 und die Elektrode 20 der mittleren Ebene über eine Leitung 52 mit der Eingangsklemme 54 des Schalters 59 verbunden. Die Eingangsklemmen 62 der Schalter 55 und 59 sind über die Leitung 64 mit dem Pluspol 28 und die Eingangsklemmen 63 der Schalter 55 und 59 über die Leitung 64 mit dem Minuspol 31 der Gleichspennungsquolle 29 verbunden.The Masr 'no for trenchless laying of drainage pipes, hereinafter referred to Meliomat and designated 1, consists of the Zugmas ine 2 with the support 3 for the drums 4 with drainage pipe 5, the control platform 6 and the sword 7 with installation box 8. As an accessory a funnel 9 is provided for filling in the leaking material 10. In addition to the Meliomat 1 travels a feeder vehicle 11 with a bunker 12 for Sickermaterial 10 and a conveyor belt 13. The sword 7 with the installation box 8 penetrates into the ground 14 swinging pigeon-like. On both sides of the sword 7 at least two electrodes 15,23 are arranged at different heights. However, in order to be able to achieve very reliable measurement results on the one hand and to be able to measure separately at different depths, as shown in FIGS. 1 and 3, there are provided electrodes which are identified by reference numerals 15, 16, 17 in the upper level, 18 , 19,20,21 in the middle plane 22 and 23,24,25 in the lower plane 26 are designated. The nine electrodes 15, 16, 17, 19, 20, 21 and 23, 24, 25 are preferably polarized as follows and shown in FIG. 4. The four corner electrodes 16.17, 23, 25 and the electrodes 20 located at the intersection of the diagonals are connected to one another by lines 27 and to the positive pole 28 of a DC voltage source 29. The remaining four electrodes 16, 19, 20, 24 are connected to one another by lines 30 and to the negative pole 31 of a DC voltage source 29. As soon as the DC voltage source 29 is connected, when the blade 7 has moved into the ground, moisture-dependent more or less conductive connections 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 are produced between the positively polarized electrodes and the negatively polarized electrodes , 40,41,42,43 through the ground, and it flows over the shortest path 44, a stream. The size of the flowing current I is determined by the voltage applied to the DC voltage source 29 voltage 1 J "and which lies between the positive pole and negative pole moisture-dependent earth resistance .R". In this circuit, a measuring instrument 45, which operates on the principle of an ammeter, einschaltot. In order to enable non-contact control contact or Steuerimpulsgäbe, the measuring instrument 45 is provided with a light lock 46, behind which a photodiode, not shown, is arranged. In front of the measuring instrument 45, a light source 47 is provided which radiates focused light 48 into the light-lock 46 to the photodiode. The pointer 49 of the Maßinstrumentes 45 is provided with a mask 50, of which the light lock 46 is hidden due to the display and thus the focused light is interrupted after the photodiode, not shown. For separate measurement of the moisture-related earth resistance in different depths of the earth electrodes 15 and 17 of the upper level 18 via a line 51 and the electrode 20 of the middle level 22 via a further line 52 to output terminals 53,54 of a circuit 55 put. The electrodes 16, 19, 21 and 24 are connected to one another via a line 56 and to the output terminals 57 of the switch 55 and 58 of the switch 59. The electrodes 23 and 24 of the lower level 26 are connected via a line 60 to the input terminal 61 and the middle level electrode 20 via a line 52 to the input terminal 54 of the switch 59. The input terminals 62 of the switches 55 and 59 are connected via the line 64 to the positive pole 28 and the input terminals 63 of the switches 55 and 59 via the line 64 to the negative terminal 31 of the Gleichspennungsquolle 29.
Bei der Sickerschlitzdränung wird der Raum unmittelbar über dem Dränrohr 5 mit Sickermaterial, wie Splitt oder Kies, angefüllt, um die Wasserbewegung zum Dränrohr 5 auf schwer durchlässigen Böden zu verbessern. Das Dränrohr 5 und das Sickermaterial werden in einem Arbeitsgang eingebracht. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird die für grabenlose Dränrohrverlegung ausgerüstete Spezialmaschine »Meliomat" angewendet. Zur Sickermaterialzuführung fährt neben dem Meliomat 1 ein Zubringerfahrzeug 11 mit einem Bunker 12 für Sickermaterial 10. Beide Fahrzeuge fahren mit gleicher Geschwindigkeit, und über ein Förderband 13 am Zubringerfahizeug 11 wird das Sickermaterial 10 aus dem dunker 12 in einen am Meliomat 1 angeordneten Trichter 9 transportiert, von dem aus es in den Dränschlitz geleitet wird. Da sich mit den bekannten Mitteln weder vor Beginn der Dränagearbeiten noch während der Durchführung der Dränagearbeiten die Erdbodenbeschaffenheit so ökonomisch vertretbar ermitteln läßt, daß mit dem relativ kostenaufwendigen Sickermaterial 10 so ökonomisch wie nur möglich gearbeitet wird, ist die erfindungsgemäße Lösung des Problems erfolgt. Im Schwert 7 des Meliomat 1 sind deshalb auf beiden Seiten des Schwertes 7, d. h. also rechts und links des Schwertes 7, in unterschiedlicher Höhe je zwei Elektroden 15 und 23 angeordnet. Die Elektroden sind aus einem gut leitfähigen Material, nach außen leicht ballig hergestellt und in einem Isolierkörper, gegenüber dem Metallkörper de' Schwertes 7 isoliert, so im Schwert angeordnet, daß nur die leicht ballige Außenfläche aus dem Schwert 7 hervorsteht. Imlnneren des Schwertes 7 sind die Elektroden über Kabel mit einer Gleichspannungsquelle 29 verbunden, wobei z. B. die oberen Elektroden 15 am Pluspol 29 und die unteren Elektroden 23 am Minuspol 31 der Gleichspannungsquelle 29 liegen. Bei der Vorwärtsbewegung des Meliomat 1 dringt das Schwert 7 nach dem Schwingpflugprinzip in den Erdboden 14 ein. Dabei liegt die Frde bzw. der quasi gespaltene Erdboden fest an den beiden Seitenflächen des Schwertes 7 und damit auch an den leicht balligen Flächen der Elektroden 15 und 23 an, bzw. sie gleiten mit dem Schwert an den Erdbodenschlitzwänden entlang. Liegt nun an den Elektroden 15 und 23 die unterschiedlich polarisierte Gleichspannung 29 an, entsteht durch die gute, unter dem Erddruck entstehende Kontaktierung der Elektroden 15 und 23 mit dem Erdboden 14 eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden 15 und 23 über den Erdboden 14. Der Einöden 14 besitzt einen feuchigkeitsabhängigen Widerstand, durch den der über die leitende Verbindung zwischen den beiden r'.ektroden fließende Strom bestimmt wird. Ist der Erdboden 14 sehr trocken, dann hat der Erdboden einen sehr hohen feuchtigkeitsabhängigen Widerstand, und as fließt nur ein sehr geringer Strom über die leitende Erdbodenverbindung zwischen den beiden Elektroden 15 und 23. Ist jedoch der Erdboden sehr feucht oder naß, dann ist der feuchtigkeitsabhängige Erdwiderstand zwischen den beiden Elektroden 15 und 23 sehr klein, und es fließt ein hoher Strom über die zwischen den beiden Elektroden 15 und 23 liegende Erdverbindung. Es besteht damit ein Stromkreis zwischen dem Pluspol 28, der Elektrode 15, der leitenden Erdverbindung zur Elektrode 23 und dem Minuspol 31 der Gleichspannungsquolle 29. Durch die Einschaltung eines Meßinstruments 45 im Sinne eines Strommessers in den Stromkreis wird der fließer. Jc Strom im Stromkreis als Charakteristikum für den feuchtigkeitsabhängigen Erdwiderstand und die Größe der Feuchtigkeit im Erdboden 14 angezeint. Das Meßinstrument 45 wird auf eine bestimmte Erdwiderstandsgröße bei Beginn der Dränagearbeiten standortbedingt abgeglichen. Werden beim Verlegen der Dränage, bei dem am Meßinstrument 45 kontinuierlich gemessen wird, Abweichungen vom abgeglichenen Mittelwert festgestellt, z.B. daß der Erdwiderstand stark abgenommen hat, dann wird durch einen Steuerimpuls ein Signal oder dgl. ausgelöst und die Zuführung von Sicker/naterial 10 in den Trichter 9 eingeleitet. Nimmt der feuchtigkeitsabhängige Erdwiderstand zu, >i. h. der Stromfluß wird kleiner, es erfolgt ei neut ein Steuerimpuls bzw. Signal, durch das die Zuführung von Sickermaterial 10 unterbrochen bzw. ausgesetzt wird. Der Stromkreis ist im Prinzip in Fig.6 dargestellt,In the seepage drainage, the space immediately above the drainage pipe 5 is filled with seepage material, such as grit or gravel, in order to improve the water movement to the drainage pipe 5 on heavily drained soils. The drainage pipe 5 and the seepage material are introduced in one operation. In order to carry out this process, the special machine "Meliomat" equipped for trenchless drainage pipe installation is used to convey the soak material to a feeder vehicle 11 with a bunker 12 for seepage material 10. Both vehicles travel at the same speed and are conveyed by a conveyor belt 13 to the feeder train 11 the seepage material 10 is transported from the dunker 12 into a hopper 9 arranged at the meliomat 1, from which it is directed into the drainage slot, since the soil properties can not be determined so economically with the known means either before the commencement of the drainage work or during the drainage work The problem of the invention according to the invention is solved by using the relatively costly infiltration material 10. In the sword 7 of the meliomat 1 are therefore on both sides of the sword 7, ie the right and left of the sword 7, two electrodes 15 and 23 are arranged at different heights. The electrodes are made of a highly conductive material, slightly convex outwardly and insulated in an insulating body, relative to the metal body de 'sword 7, arranged in the sword, that only the slightly convex outer surface of the sword 7 protrudes. Imlnneren of the sword 7, the electrodes are connected via cables to a DC voltage source 29, wherein z. B. the upper electrode 15 at the positive terminal 29 and the lower electrode 23 at the negative terminal 31 of the DC voltage source 29 are. During the forward movement of the Meliomat 1, the sword 7 penetrates into the ground 14 according to the oscillating plow principle. In this case, the fringe or the quasi-split soil is firmly attached to the two side surfaces of the sword 7 and thus also to the slightly convex surfaces of the electrodes 15 and 23, or they slide with the sword along the Erdbodenschlitzwänden. If the differently polarized DC voltage 29 is present at the electrodes 15 and 23, the conductive contact between the electrodes 15 and 23 with the ground 14 is produced by the good contacting of the electrodes 15 and 23 with the earth 14 14 has a moisture-dependent resistor, through which the current flowing through the conductive connection between the two electrodes is determined. If the soil 14 is very dry, then the soil has a very high moisture-dependent resistance, and as only a very small current flows through the conductive ground connection between the two electrodes 15 and 23. However, if the soil is very humid or wet, then it is moisture dependent Earth resistance between the two electrodes 15 and 23 is very small, and it flows a high current through the lying between the two electrodes 15 and 23 earth connection. There is thus a circuit between the positive pole 28, the electrode 15, the conductive ground connection to the electrode 23 and the negative pole 31 of the DC trough 29. By the involvement of a measuring instrument 45 in the sense of a current meter in the circuit of the flow. Jc current in the circuit is indicated as the characteristic of the moisture-dependent earth resistance and the magnitude of the moisture in the ground 14. The measuring instrument 45 is adjusted to a specific earth resistance at the beginning of Dränagearbeiten location. Be the laying of the drainage, in which the measuring instrument 45 is measured continuously, deviations from the balanced mean determined, for example, that the earth resistance has greatly decreased, then a signal or the like. Triggered by a control pulse and the supply of seepage / material 10 in the Funnel 9 initiated. If the moisture-dependent earth resistance increases, > i. H. the current flow is smaller, it is ei neut a control pulse or signal through which the supply of leaking material 10 is interrupted or suspended. The circuit is shown in principle in FIG.
wobei der zwischen dem Pluspol 28 und Minuspol 31 liegende Widerstand ,R" den feuchtigkeitsabhängigen Erdwiderstand darstellt, »Γ den durch das Meßinstrument 45 fließenden Strom und ,U" die Gleichspannung an der Gleichspannungsquelle. Um das Volumen der leitfähigen Erdverbindungen zwischen den Elektroden zu vergrößern und damit die Meßgenauigkeit 4 zu erhöhen, sind, wie in Fig.3 dargestellt, im Schwert 7 auf jeder Seite, d.h. auf der rechten und der linken Seite je neun Elektroden angeordnet. Die Elektroden sind in drei Ebenen vorgesehen, nämlich die drei Elektroden der oberen Ebene 18, die drei Elektroden der mittleren Ebene 22 u.-.d die drei Elektroden der unteren Ebene 26. Die Abstände von Elektrode zu Elektrode und Ebene zu Ebene sind gleichgroß. Din Verschaltung ist wie in Fig. 4 demonstriert so, daß die vier Eckelektroden 15,17,23,25 und die in der Kreuzung der Diagonale liegende Elektrode 20 durch eine Leitung 27 untereinander und mit dem Pluspol 28 verbunden sind. Die Elektroden 16 der oberen Ebene 18,19 und 21 der mittleren Ebene 22 und 24 der unteren Ebene 28 sind mit einer Leitung 30 untereinander und mit dem Minuspol 31 der Gleichspannungsquelle 29 verbunden. Sie übertragen so bei anliegender Gleichspannung .U" den Gesamtwiderstand „R" zwischen den leitfähigen Verbindungen 3?, 33,34,35,36,37,38,39,40,41,42, i3, wobei der Stromfluß übe, die kürzesten Wege 44 erfolgt. Bei dieser Art der Verschaltung wird das zwischen allen Elektroden liegende Gesamtvolumen der leitfähigen Verbindungen gemessen, es ist also am Meßinstrument 45 nicht festzustellen, ob hohe Bodenfeuchtigkeit auf der ganzen Tiefe vorliegt oder nur im oberen oder unteren Teil der Gesamttiefe der Dränung. Es treten unterschiedliche Strukturen des Erdbodens 14 auf, und es ist durchaus möglich, daß Mineralböden mit einer Mooraufiage auftreten, bei denen aber die Dränagesohle noch im Mineralboden liegt. Es besteht aber auch die Möglichkeit daß die Dränagesohle plötzlich vom mineralischen Untergrund in einen Torfbereich gelangt. Beide Dränageböden verlangen eine völlig andere Behandlungsart. Um solche Wechsel in der Bodenstruktur sofort während des Verlegeprozessos des Dränrohres 5 feststellen zu können, ist, wie in Fig. 5 gezeigt, das Gesamtvolumen der Elektroden in zwei Meßbereiche, den oberen, umfassend die obere Ebene 18 bis mittlere Ebene 22, sowie den unteren Meßbereich, umfassend die mittlere Ebene 22 bis zur unteren Ebene 26, eingeteilt. Die Elektroden 15 und 17 sind über eine Leitung 51 an die Ausgangsklemme 53, die Elektrode 20 ist an die Ausgangsklemme 54 und die Elektroden 16,19 und 21 sind über die Leitung 56 untereinander und an die Ausgangsklemme 57 eines Schalters 55 angeschlossen. Wird der Schalter 55, der im Bild offen dargestellt ist, geschlossen, fließt über die Leitung 64 und 65 Gleichspannung .U* zu den angeschlossenen Elektroden 15,17,20 und 16,19,21, und durch die leitfähigen Verbindungen 32,33,34,35,38,39 und 40 fließt auf den kürzesten Wegen 44 ein Strom, der dem feuchtigkeitsabhängigen Eidwiderstand entspricht. Da nur der obere Bereich gemessen wird, entspricht der zwischen den Leitungen 64 und 65 meßbare feuchtigkeitsabhängige Bodenwiderstand etwa .R/2". Soll der untere Bereich gemessen werden, wird der Schalter 55 geöffnet und der Schalter 59 geschlossen, dadurch werden die Elektroden 19 und 21 der mittleren Ebene 22 und die Elektrode 24 der unteren Ebene 26 Ober die Leitung 56 an den Minuspol 31 sowie die Elektrode 20 der mittleren Ebene 22 und die Elektroden 23 und 25 der unteren Ebene 26 über die Leitungen 52 und 60 an den Pluspol 28 der Gleichspannungsquelle 29 gelegt, so daß durch die anliegende Gleichspannung .U" über die leitfähigen Verbindungen 34,35,36,37,41,42,43 auf den kürzesten Wegen 44 ein Strom fließt, der dem feuchtigkeitsabhängigen Erdwiderstand entspricht. Da nur der unter: Bereich gemessen wird, entspricht der zwischen den Leitungen 64 und 65 met. jare feuchtigkeitsabhängige Erdwiderstand etwa .R/2". Durch diese Meßmöglichkeit ist in Sekundenschnelle eine Kontrolle möglich, wo die feuchten oder trockenen Stellen des Erdbodens 14 sich befinden. Bei gleichzeitiger Betätigung beider Schalter 55 und 59 ist das Gesamtvolumen entsprechend Fig. 4 eingeschaltet und wird am Meßinstrument 45 angezeigt. Es ist auch möglich, in den oberen und in den unteren Bereich je ein Meßinstrument 45 einzuschalten und ohne Schalterbetätigung die getrennten Stromkreise zu kontrollieren. Um weitestgehend menschliche Fehler beim erfindungsgemäßen Dränverlegen auszuschalten, kann mit einfachen Mlueln leicht eine selbsttätige Signalgebung bei Abweichung durch wechselnde Bodenschichten erfolgen, z.B. durch Anbringung einer Fotoschleuse am Meßinstrument 45, so daß durch eine am Zeiger 49 angeordnete Maske 50 bei Bewegung des Zeigers 49 von der Maske 50 das von einer Lichtquelle 47 kommende vorzugsweise fokussierte Licht unterbrochen oder zum "urchgar^. zur Fotodiode freigegeben wird. Diese Lichtschleuse löst ein Signal aus oder einen Impuls, wodurch von Hand oder automatisch die Zuführung von Sickermaterial 10 eingeleitet oder unterbrochen wird, je nach Einstellung.wherein the resistance between the positive pole 28 and the negative pole 31, R "represents the moisture-dependent earth resistance, Γ the current flowing through the measuring instrument 45 and" U "the DC voltage at the DC voltage source. In order to increase the volume of the conductive earth connections between the electrodes and thus increase the measuring accuracy 4, as shown in Fig. 3, in the blade 7 on each side, i. arranged on the right and left side nine electrodes each. The electrodes are provided in three planes, namely the three electrodes of the upper level 18, the three electrodes of the middle level 22 u. D the three electrodes of the lower level 26. The distances from electrode to electrode and level to level are the same. As shown in FIG. 4, Din interconnection is demonstrated such that the four corner electrodes 15, 17, 23, 25 and the cross-diagonal electrode 20 are connected by a lead 27 to each other and to the positive pole 28. The electrodes 16 of the upper level 18, 19 and 21 of the middle level 22 and 24 of the lower level 28 are connected to one another by a line 30 and to the negative pole 31 of the DC voltage source 29. Thus, when the DC voltage U.sub.U is applied, they transmit the total resistance "R" between the conductive connections 3, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, i3, the current flow being the shortest Paths 44 takes place. In this type of interconnection, the total volume of the conductive compounds lying between all electrodes is measured, so it is not possible to determine on the measuring instrument 45 whether high soil moisture is present at the entire depth or only in the upper or lower part of the total depth of the drainage. There are different structures of the soil 14, and it is quite possible that mineral soils occur with a Mooraufiage, but in which the drainage base is still in the mineral soil. But there is also the possibility that the drainage base suddenly passes from the mineral substrate into a peat area. Both drainage floors require a completely different type of treatment. To be able to detect such changes in the soil structure immediately during the laying process of the drainage pipe 5, as shown in Fig. 5, the total volume of the electrodes in two measuring ranges, the upper, comprising the upper level 18 to middle level 22, and the lower Measuring range, comprising the middle level 22 to the lower level 26, divided. The electrodes 15 and 17 are connected to the output terminal 53 via a line 51, the electrode 20 is connected to the output terminal 54, and the electrodes 16, 19 and 21 are connected via the line 56 to each other and to the output terminal 57 of a switch 55. When switch 55, which is shown open in the picture, is closed, DC voltage U.U * flows via leads 64 and 65 to the connected electrodes 15, 17, 20 and 16, 19, 21 and through conductive connections 32, 33, 34,35,38,39 and 40 flows on the shortest paths 44, a current corresponding to the moisture-dependent oath resistance. Since only the upper region is measured, the moisture-dependent soil resistance measurable between lines 64 and 65 is about .R / 2 ". If the lower region is to be measured, switch 55 is opened and switch 59 is closed, thereby forming electrodes 19 and 21 of the middle level 22 and the electrode 24 of the lower level 26 via the line 56 to the negative pole 31 and the electrode 20 of the middle plane 22 and the electrodes 23 and 25 of the lower level 26 via the lines 52 and 60 to the positive pole 28 of DC voltage source 29 is applied, so that flows through the applied DC voltage .U "via the conductive connections 34,35,36,37,41,42,43 on the shortest paths 44, a current corresponding to the moisture-dependent earth resistance. Since only the below: range is measured, the between lines 64 and 65 met. This measurement option enables a check within seconds of the damp or dry spots of the soil 14. When both switches 55 and 59 are actuated simultaneously, the total volume shown in FIG It is also possible to switch on a measuring instrument 45 in the upper and in the lower region and to control the separate circuits without switch actuation In order to eliminate as far as possible human errors in the draining according to the invention, simple signaling can easily be achieved with simple means Deviation caused by changing soil layers, for example by attaching a photo lock on the measuring instrument 45, so that by moving the pointer 49 from the mask 50, the coming of a light source 47 preferably focused light interrupted by a arranged on the pointer 49 and mask to "u rchgar ^. is released to the photodiode. This light lock triggers a signal or a pulse, whereby the supply of leaking material 10 is initiated or interrupted by hand or automatically, depending on the setting.
Claims (8)
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DD31222588A DD268303A1 (en) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS MOISTURE DETERMINATION OF THE SOIL IN A TROPICAL DRAIN PROCESS |
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ID=5596540
Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112505425A (en) * | 2020-12-10 | 2021-03-16 | 厦门大恒科技有限公司 | Grounding resistance testing device and grounding resistance testing method |
-
1988
- 1988-01-14 DD DD31222588A patent/DD268303A1/en unknown
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CN112505425A (en) * | 2020-12-10 | 2021-03-16 | 厦门大恒科技有限公司 | Grounding resistance testing device and grounding resistance testing method |
CN112505425B (en) * | 2020-12-10 | 2024-03-22 | 厦门大恒科技有限公司 | Ground resistance testing device and ground resistance testing method |
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