DE2356181C3

DE2356181C3 - Einrichtung zum Regeln der Feuchtigkeit eine« porösen Mediums

Info

Publication number: DE2356181C3
Application number: DE19732356181
Authority: DE
Inventors: Georg 3000 Hannover Hampel
Original assignee: Benatzky, Dieter, Dr., 6100 Darmstadt
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1977-03-31

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Feuchtigkeit eines porösen Mediums mittels auf dem Prinzip der Leitfähigkeitsmessung beruhender Feuchtemeß- und -regelanordnungen, die mit zwei untereinander angeordneten Elektroden arbeiten.

Ein solches Medium kann Holz, ein Textilstoff oder auch das Erdreich für Topf- oder Freilandpflanzen sein. Besonders bei Topfpflanzen ist der Feuchtigkeitsgehalt des Pflanzenbettes von ausschlaggebender Bedeutung für ein gutes Gedeihen, da die Wurzeln eine möglichst gleichbleibende Feuchtigkeit verlangen. Ist die Feuchtigkeit zu groß, so wird das sich am Boden des Pflanzgefäßes ansammelnde Wasser sauer oder zersetzt sich, was für die Pflanze ebenso nachteilig ist wie zu wenig Feuchtigkeit. Auch bei Freilandpflanzen ist die Aufrechterhaltung einer bestimmten Bodenfeuchtigkeit für das Gedeihen der Kulturen entscheidend.

Nach der DT-OS 16 32 901 dient die eingangs beschriebene Einrichtung zur Steuerung selbsttätiger Bewässerungsanlagen, wobei die beiden Elektroden aus porösen Graphitstäben bestehen und an eine äußere Spannungsquelle angeschlossen sind. Die für den Betrieb einer solchen Anlage erforderliche Spannung steht aber nicht immer zur Verfügung, besonders wenn eine selbsttätige Befeuchtung von Topfpflanzen od. dgl. durchgeführt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Feuchtigkeit eines porösen Mediums auf einfache Weise zu beeinflussen oder zu überwachen, damit der jeweils erforderliche Feuchtigkeitsgehalt des Mediums eingehalten werden kann.

Gemäß der Erfindung bestehen die Elektroden aus verschiedenen Elementen der elektrochemischen Spannungsreihe und sind an keine äußere Spannungsquelle angeschlossen.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist S in dem porösen Medium eine Anode unterhalb der Kathode angeordnet, so daß zwischen beiden Elektroden ein aufwärts gerichteter Strom auftritt Dieser Strom verstärkt den durch die Feuchtigkeit des Mediums hervorgerufenen aufsteigenden Kapillarstrom, so daß die oberen Schichten des porösen Mediums zusätzliche Feuchtigkeit erhalten. Hierdurch kann beispielsweise bei einem Pflanzenbehälter die Feuchtigkeit des Pflanzenbettes stets auf den für ein Gedeihen der Topfpflanzen erforderlichen Wert gehalten werden.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip der Elektro-Osmose, bei welcher an der Berührungsfläche zweier verschiedener Medien aufgrund wechselnder Feuchtigkeit die Leitfähigkeit des Mediums und damit die Stärke des Stromes sich ändert, der ein elektrisches Feld erzeugt. Wenn eine in diesem Feld befindliche unbewegliche Phase mit einer Flüssigkeit in Berührung kommt, so bewegen sich die elektrisch geladenen Flüssigkeitspartikeln in Richtung der elektrischen Feldkräfte durch das poröse Medium.

W~nn man die Feuchtigkeit des porösen Mediums nicht verändert, sondern nur messen oder kenntlich machen will, wird an die beiden Elektroden eine Vorrichtung zum Anzeigen der Stromstärke angc schlossen. Diese Vorrichtung kann aus einem Meßgerät, das Größe und Richtung des Stromes durch einen Zeiger kenntlich macht, oder aus einer Signalvorrichtung, z. B. einer Glühlampe, einem anderen optischen oder auch akustischen Geber bestehen. Der an die beiden Elektroden angeschlossene Geber kann Impulse zum Steuern einer Flüssigkeitszufuhr erzeugen. Auf diese Weise kann man bei Freilandpflanzungen Bewässerungs- oder Beregnungsanlagen völlig selbsttätig betreiben, deren Wasserzuführung durch den jeweiligen Feuchtigkeitsgehalt des Erdreichs geregelt wird. Eine solche Anlage benötigt keinerlei Wartung.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in vereinfachter Darstellung eine Einrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehalts eines Pflanzgefäßes zur Aufnahme von Topfpflanzen veranschaulicht.

Das Pflanzgefäß 1 enthält eine untere Schicht 2 aus einer porösen Masse, z. B. aus grobkörnigen Mineralien, die als Zuschlagstoffe bei der Herstellung von

Porenbeton verwendet werden. Über dieser porösen Schicht 2 befindet sich als Pflanzbett eine Schicht 3 aus Torfmull zur Aufnahme von nicht gezeichneten Pflanzen. In der Nähe des Bodens des Pflanzgefäßes 1 ist eine Anode 4, z. B. aus Kupfer und dicht unterhalb der Oberfläche der Torfmullschicht 3 eine Kathode 5, z. B. aus Zink, angeordnet. Die beiden Elektroden 4 und 5 sind in die zugeordneten Schichten 2,3 eingebettet und an ein Meßgerät 6 angeschlossen, das den bei Änderung der Feuchtigkeit der Schichten 2 und 3 zwischen beiden

6ο Elektroden auftretenden Strom nach Größe und Richtung anzeigt. Das Meßgerät 6 ist an einem oben offenen vertikalen Rohr 7 befestigt, das bis an den Boden des Pflanzgefäßes 1 reicht und in das das Gießwasser eingefüllt werden kann. Um Korrosionen zu vermeiden, bestehen das Rohr 7 sowie das Pflanzgefäß 1 aus isolierendem Kunststoff, Keramik oder einem ähnlichen Werkstoff. Die Anode 4 kann mittels eines isolierenden Halters 8 oder auch

unmittelbar an dem Isolierrohr 7 befestigt sein.

Nach dem Prinzip der Elektro-Osmose entsteht zwischen den beiden Elektroden 4,5 ein von der Anode 4 zur Kathode 5 fließender aufwärtr gerichteter Strom, der in dem Meßgerät 6 angezeigt wird und den infolge s der Feuchtigkeit der beiden porösen Schichten 2 und 3 auftretenden, nach oben gerichteten Kapillarstrom unterstützt Dadurch wird die in der unterste^ Schicht 2 vorhandene Flüssigkeit zuverlässig in die Torfmullschichi 3 übertragen und die hier befindlichen Pflanzenwurzeln erhalten stets die zu ihrem Gedeihen nötige Feuchtigkeit

Nimmt die Feachtigkeit in den porösen Schichten 2,3 ab, so verringert sich auch der zwischen den beiden Elektroden 4, 5 auftretende Strom und der Zeigerausschlag des Meßgeräts 6 geht zurück. Dies ist ein Zeichen dafür, daß in das Rohr 7 wieder Wasser eingefüllt werden muß.

Man kann auch eine völlig selbsttätige Befeuchtung des Pflanzgefäßes oder anderer poröser Feststoffe ermöglichen, wenn anstelle des Meßgeräts 6 ein Geber zum Steuern von Schalt- oder Regelvorgängen angewendet wird. So kann man das Regelventil einer Wasserzuführungsleitung durch diesen Geber in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehall der zu bewässernden Erdschichten steuern. Auf diese Weise können beispielsweise Berieselungs- oder Beregnungsanlagen von Feldpflanzungen ohne eine äußere Spannungsquelle völlig selbsttätig betrieben werden, um den Erdboden auf den jeweils erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt zu bringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Feuchtigkeit eines porösen Mediums mittels auf dem Prinzip der Leitfähigkeitsmessung beruhender Feuchtemeß- und -regelanordnungen- die mit zwei untereinander angeordneten Elektroden arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4, 5) aus verschiedenen Elementen der elektrochemischen Spannungsreihe bestehen und an keine äußere Spannungsquelle angeschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Medium (2) eine Anode (4) unterhalb einer Kathode (5) angeordnet ist, derart, daß ein Elektro-Osmosestrom in Richtung des Kapillarstromes verläuft und diesen untei^tützt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden (4, 5) eine Vorrichtung (6) zum Anzeigen oder Messen der sich aufgrund wechselnder Feuchtigkeit ändernder Stromstärke angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden (4, 5) eine Signalvorrichtung angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden (4,5) ein Geber zum Steuern des Ventils einer Flüssigkeitszuführungsleitung angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (4 ) am unteren Ende eines in einem Pflanzgefäß (1) angeordneten vertikalen Rohres (7) befestigt ist.