Przedmiotem wynalazku jest elektropojemnosciowy miernik dynamiki wilgotnosci cial kapilarno-porowa- ^tych, litych i sypkich, a zwlaszcza gleby, przeznaczony do nieniszczacej, ciaglej w czasie, kontroli zmian t zawartosci wody.Rozwiazania elektropojemnosciowyeh mierników wilgotnosci sa oparte na pomiarze zmian elektrycznej pojemnosci kondensatora, którego dielektrykiem jest badany material. Zawarta w nim woda ma wysoka wartosc przenikalnosci dielektrycznej (stala dielektryczna) i dlatego zmiany w jej zawartosci odbijaja sie w odpowiednich zmianach elektrycznej pojemnosci tego kondensatora.Cecha charakterystyczna znanych rozwiazan jest koniecznosc wprowadzania badanego materialu w obszar elektrycznego pola kondensatora pomiarowego, wytwarzanego pomiedzy jego okladkami. W praktyce pomiar realizuje sie wypelniajac kondensator pomiarowy próbka pobrana z badanego ciala.W celu uzyskania obrazu dynamiki (zmiennosci w czasie) wilgotnosci gleby w wybranych punktach jej profilu, nalezy mierzyc w tych punktach wilgotnosci, z czestoscia od kilku pomiarów na godzine do kilku pomiarów wciagu tygodnia (zaleznie od celu prowadzonych badan). Pomiary powinny byc wykonywane bez 'naruszania naturalnego ukladu gleby w punkcie którego dotycza oraz w jego najblizszym sasiedztwie. Oznacza to, ze pobieranie próbek gleby w celu okreslenia jej wilgotnosci jest, jako metoda niszczaca, niewlasciwe i dlatego wspomniane wyzej rozwiazania mierników elektropojemnosciowych nie moga znalezc w tej dziedzinie zastoso¬ wania.Celem wynalazku jjest opracowanie takiego elektropojemnosciowego miernika dynamiki wilgotnosci cial kapilarnoporowatych, litych i sypkich, a zwlaszcza gleby, którego stosowanie nie wymagaloby niszczenia naturalnej struktury badanego ciala, tzn. nie wymagaloby okresowego pobierania jego próbek, przy czym elektroniczny uklad mierzacy zmiany elektrycznej pojemnosci kondensatora pomiarowego nie powinien w istotnym stopniu reagowac na jego stratnosr dielektryczna w zakresie wartosci charakterystycznych dla gleb.2 108 854 Cel ten osiagnieto poprzez takie rozwiazanie konstrukcji kondensatora pomiarowego, które pozwala na okresowe dowolnie czeste wprowadzenie jego pola elektrycznego do wnetrza badanego ciala kapilarno-porowatego bez naruszania wewnetrznej struktury tego ciala oraz poprzez zastosowanie do kontroli zmian elektrycznej pojemnosci kondensatora pomiarowego równoleglego, polaczonego z tym kondensatorem, obwodu rezonanso¬ wego pracujacego w ukladzie dyskryminatora fazy, malo wrazliwego na straty dielektryczne kondensatora pomiarowego.Istota wynalazku jest elektropojemnosciowy miernik dynamiki wilgotnosci cial kapilarno-porowatych,. litych i sypkich, a zwlaszcza gleby, skladajacy sie z anody powierzchniowej, sondy zanurzeniowej i ukladu pomiarowego, charakterystyzujac sie tym, ze sonda powierzchniowa posiada metalowa lub metalizowana obudowe z przylegajacya do niej aktywna scianka w której umieszczony jest dyskryminator fazy przetwarzajacy zmiany elektrycznej pojemnosc polaczonego z nim kondensatora pomiarowego na sygnal elektryczny, przy czym dyskryminator fazy polaczony jest równiez z obwodem automatyki, który reguluje pojemnosc kondensato¬ ra kompensujacego oraz z generatorem napiecia wysokiej czestosci a poprzez obudowe wyprowadzony jest wielozylowy przewód laczacy sonde z odczytnikiem,który sklada sie z zasilacza i wskaznika napiecia, natomiast sonda zanurzeniowa sklada sie z rury z materialu izolacyjnego oraz z ruchomego kondensatora pomiarowego polaczonego przewodem z odczytnikiem, przy czym kondensator pomiarowy sondy zanurzeniowej ma okladki wykonane w postaci dwu metalowych pasków ulozonych plasko obok siebie na powierzchni pobocznicy walca w taki sposób, ze tworza dwa pierscienie, których geometryczne srodki leza na osi walca.Stosowanie wynalazku umozliwia pomiary wilgotnosci gleb bez koniecznosci pobierania z nich próbki oraz uniezaleznia wyniki pomiaru od bledu powodowanego stratnoscia dielektryczna i niestabilnoscia natezenia pomiarowego pola elektrycznego.Elektropojemnosciowy miernik dynamiki wilgotnosci cial kapilarno-porowatych, litych i sypkich a zwlasz¬ cza gleby, przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia blokowy schemat miernika, fig. 2 — wew¬ netrzny widok sondy powierzchniowej, fig. 3 — przekrój podluzny sondy zanurzeniowej, a fig. 4 — schemat zewnetrznego widoku ruchomego kondensatora pomiarowego sondy zanurzeniowej.Elementem przetwarzajacym zmiany elektrycznej pojemnosci kondensatora pomiarowego 3 na sygnal elektryczny jest dyskryminator fazy 2 polaczony z generatorem napiecia wysokiej czestosci 6. Kondensator pomiarowy 3 jest polaczony poprzez ten dyskryminator 2 z obwodem automatyki 4, który reguluje pojemnosc kondensatora kompensujacego 5 w taki sposób, by sumaryczna pojemnosc obydwu tych kondensatorów pozostawala niezmienna. Wyjsciowe napiecie regulacyjne obwodu automatyki 4, które jest miara zmian pojemnosci kondensatora pomiarowego 3, odczytuje sie ze wskaznika napiecia 10. Calosc ukladu jest zasilana z baterii poprzez zasilacz 9. Zasilacz 9 wraz z bateriami oraz wskaznik napiecia 10 znajduja sie w osobnej skrzynce, zwanej dalej odczytnikiem 8. Pozostala czesc ukladu pomiarowego, to znaczy generator 6 obwód automatyki 4, kondensator pomiarowy 3 oraz kondensator kompensujacy 4, znajduja sie w sondzie, zarówno powierzchniowej jak i zanurzeniowej.Aktywna scianka 14 sondy powierzchniowej wykonana jest z materialu izolacyjnego. Okladki kondensato¬ ra pomiarowego 16 sa wykonane w formie kola i otaczajacego je koncentrycznie pierscienia. Pozostale scianki sondy, tworzace jej obudowe 10, sa metalowe lub metalizowane.Sonda zanurzeniowa sklada sie z dwu czesci: stacjonarnej, wykonanej w postaci osadzonej w badanym materiale 18 na stale, zamknietej z jednego konca, rury 11 z materialu izolacyjnego oraz z ruchomego kondensatora pomiarowego 12, polaczonego przewodem 13 z odczytnikiem 8. Kondensator ma korpus 19 wykonany z materialu izolacyjnego, na którego powierzchni znajduja sie jego okladki 20 wykonane w postaci dwu metalowych pasków ulozonych plasko obok siebie na powierzchni pobocznicy walca w taki sposób, ze tworza dwa pierscienie, których geometryczne srodki leza w osi walca. Manipulowanie kondensatorem pomiaro¬ wym 12 wewnatrz rury 11 umozliwia uchwyt 17 wykonany z metalowego preta, polaczonego z korpusem 19 kondensatora 12 polaczeniem gwintowym.Dla dokonania pomiaru przy pomocy sondy zanurzeniowej opuszcza sie kondensator pomiarowy 12 do rury 11 na zadana glebokosc. Zewnetrzne pole otwartego kondensatora pomiarowego przenika przez scianke rury i wnika do badanego materialu 18. Im wilgotniejszy jest ten material, tym wiekszy jest przyrost pojemnosci kondensatora 12.Dla dokonania pomiaru przy pomocy sondy powierzchniowej ujmuje sie sonde za uchwyt 15 i przyklada jej aktywna scianke dr powierzchni badanego materialu. Otwarte pole elektryczne kondensatora pomiarowego 3 w pólprzestrzeni zawit, jjacej badany material wnika don poprzez jego powierzchnie, zas w drugiej pólprzestrze- ni zamyka sie ono na metalowych sciankach obudowy sondy. Wywolana w ten sposób zmiana elektrycznej pojemnosci kondensatora pomiarowego jest odczytywana ze wskaznika napiecia 10 znajdujacego sie w odczytni- ku 8, z którym sonda jest polaczona wielozylowym przewodem 7.108 854 3 Stosowanie miernika wedlug wynalazku umozliwia prowadzenie nieniszczacych, to znaczy bez pobierania próbek badan dynamjki wilgotnosci wielu substancji, a zwlaszcza gleby, dla której nie opracowano dotychczas pojemnosciowej metody nieniszczacych pomiarów wilgotnosci. Pomiar wykonany miernikiem wedlug wynalazku dotyczy scisle okreslonej warstwy gleby.Zastrzezenie patentowe Elektropojemnosciowy miernik dynamiki wilgotnosci cial kapilarno-porowatych, litych i sypkich, zwlasz¬ cza, gleby, skladajacy sie z sondy powierzchniowej, sondy zanurzeniowej i ukladu pomiarowego, znamienny tym, ze sonda powierzchniowa posiada metalowa lub metalizowana obudowe (1) z przylegajaca do niej aktywna scianka (14), w której umieszczony jest dyskryminator fazy (2) przetwarzajacy zmiany elektrycznej pojemnosci polaczonego z,nim kondensatora pomiarowego (3) na sygnal elektryczny, przy czym dyskryminator fazy (2) polaczony jest równiez z obwodem automatyki (4), który reguluje pojemnosc kondensatora kompensu¬ jacego (5) oraz z generatorem napiecia (6) wysokiej czestosci a poprzez obudowe (1) wyprowadzony jest wielozylowy przewód laczacy sonde z odczytnikiem (8), który sklada sie z zasilacza (9) i wskaznika napiecia (10), natomiast sonda zanurzeniowa sklada sie z rury (11) z materialu izolacyjnego oraz z ruchomego kondensa¬ tora pomiarowego (12) polaczonego przewodem (13) i odczytnikiem (8), przy czym kondensator pomiarowy (12) sondy zanurzeniowej ma okladki (20) wykonane w postaci dwu metalowych pasków ulozonych plasko obok siebie na powierzchni pobocznicy walca w taki sposób, ze tworza dwa pierscienie, których geometryczne srodki leza na osi walca. 6 |—| ; i < n .& =r i ', \ 1 k\f \JL Kl figi108 854 fig. 2 TTrrrrrrjmrr 10 \rr77rrrrrrrrrrr 2^ fig. 3 fig 4 Prac. Poikjraf. UP PK1 rnklafj 1/GMS Cena4o7t PL