Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do auto¬ matycznej regulacji wilgotnosci gleby, które jest sterowane sygnalami odpowiadajacymi zmierzonej wilgotnosci wzglednej powietrza w poblizu gleby i zmierzonej temperatury.Stan techniki.-Znane na przyklad z angielskiego opisu patentowego nr 1145675 urzadzenie do zra¬ szania gleby charakteryzuje sie tym, ze dozowanie wody dostarczanej do deszczowni odbywa sie za pomoca ukladu elektronicznego, skonstruowanego z elementów pólprzewodnikowych. Uklad elektro¬ niczny utworzono z lancuchowo polaczonych uni- wibratora o czestotliwosci regulowanej elementem wrazliwym na temperature, oraz multiwibratorów.Przekaznik w obwodzie wyjsciowym ukladu elek¬ tronicznego zapewnia automatyczne sterowanie za¬ worem regulujacym doplyw wody do deszczowni.W innym urzadzeniu do automatycznego zrasza¬ nia gleby znanym z szwajcarskiego opisu patento¬ wego nr 535004, wyposazonym w trzy czujniki rea¬ gujace na zmiane wilgotnosci gleby, na zmiane temperatury i na zmiane natezenia oswietlenia, znajduja sie trzy uklady przeznaczone do przecho¬ wywania i odtwarzania sygnalów wzorcowych, po¬ laczone z trzema rezystorami nastawnymi umozli¬ wiajacymi ustawienie sygnalów odpowiadajacych zadanym wartosciom trzech parametrów wykry¬ wanych przez czujniki. Rezystory te poprzez uklad przelaczajacy polaczone sia z ukladem czasowym sterujacym zaworem regulujacym doplyw wody do deszczowni.Ponadto wedlug polskiego opisu patentowego Nr 56478 stosowana jest regulacja wilgotnosci za pomoca ukladu mostkowego, polaczonego z czujni^ kiem chlorolitowym.Istota wynalazku. Istota wynalazku jest urzadze¬ nie do samoczynnego sterowania nawadnianiem gleby, przy czym dozowanie wody dokonywane Jest automatycznie, po uwzglednieniu wilgotnosci wzglednej powietrza w poblizu gleby, sztucznego* lub naturalnego opadu wody na jednostke zrasza¬ nej powierzchni, oraz przebiegu czasu. Urzadzenie sklada sie z ukladu pomiarowego ilosci sztucznego lub naturalnego opadu, ukladu pomiarowego wil¬ gotnosci wzglednej, ukladu do pomiaru czasu, ukla¬ du do programowania niskiej oraz wysokiej wil¬ gotnosci wzglednej, programowania ilosci sztucz¬ nego opadu na jednostke powierzchni, ukladu do programowania czasu nawadniania, ukladu do przechowywania informacji pomiarowych oraz programu, ukladu zalaczajacego sztuczne nawad¬ nianie w oparciu o program oraz biezace i prze- . chowywane informacje, ukladu otwierajacego ele- ktromagnetycznie zawór wody, ukladu rejestruja¬ cego, wskazujacego, oraz sygnalizujacego akustycz¬ nie lub wizualnie parametry pomiarowe oraz rea¬ lizacje zadanego programu. Pomiar wilgotnosci oparto na znanych ukladach pomiarowych wilgot- nosci wzglednej lub pomiarach temperatury przed- 95 1023 95 102 4 miotu wilgotnego, zraszanego sztucznym opadem, oraz suchego, przy uzyciu dowolnych typów ter¬ mometrów.Sygnaly pomiarowe przetwarza sie nastepnie na proporcjonalne napiecia elektryczne powszechnie stosowanymi metodami. Napiecie elektryczne pro¬ porcjonalne do temperatury przedmiotu wilgotnego oraz suchego przetwarza sie za pomoca analogo¬ wych ukladów elektronicznych na prad elektrycz¬ ny proporcjonalny do wilgotnosci wzglednej, opie¬ rajac sie na operacjach matematycznych zadanych wzorem psychrometrycznym, oraz znanych ukla¬ dach elektronicznych odwzorowujacych te opera¬ cje. W alternatywie zastosowano elementy elektro¬ niczne -o. vm\eliniowej charakterystyce, np. lampy elektronowe, - tranzystory, diody, rezystory pracu¬ jace w tak dobranej czesci charakterystyki, aby . dla napiecia zasilajacego proporcjonalnego do tem¬ peratur^ przedmiotu suchego, oraz napiecia steru¬ jacego, proporcjonalnego do róznicy temperatur prad w obwodzie elementu odpowiadal wartosciom zawartym w tablicach psychometrycznych.Uklad pomiarowy ilosci sztucznego lub natural¬ nego opadu skonstruowany jest wedlug powszech¬ nie przyjetych metod do pomiaru masy lub obje¬ tosci. Programowanie opadu odbywa sie w ten sposób, ze woda jest zbierana do zbiornika umiesz¬ czonego na ruchomej belce. Drugie ramie belki zaopatrzono w ciezarek, którego masa oraz nastaw¬ ne polozenie równowazy zbierana wode. Nadmiar wody powoduje wychylenie belki rozlaczenie ob¬ wodu elektrycznego, wylanie wody ze zbiorniczka oraz powrót urzadzenia do stanu wyjsciowego.Uklad pomiaru czasu utworzony jest ze znanych czasomierzy. Programowanie czasu nawadniania odbywa sie za pomoca pokretla, które ustawia na¬ stawny zaczep. Z chwila uruchomienia zegara za pomoca silnika elektrycznego obrót tarczy zegara powoduje naciagniecie sprezynki. Po odmierzeniu nastawionego czasu zaczep powoduje zwolnienie blokady tarczy, która pod wplywem sprezynki powraca do polozenia wyjsciowego, oraz ha krótki czas rozlacza zestyki obwodu elektrycznego.Programowanie czasu nawadniania moze byc równiez wykonane tak, aby po obnizeniu wilgot¬ nosci ponizej nastawionej wartosci czasomierz da¬ wal impuls, np. co godzine. Impulsy te zostaja nastepnie sumowane mechanicznie lub elektronicz¬ nie oraz zapamietane. Kolejne kasowanie impul¬ sów odbywa sie przy wysokiej wilgotnosci wzgled¬ nej w sposób opisany wyzej, z tym, ze kazdora¬ zowe zwolnienie blokady tarczy zegara za pomoca nastawnego zaczepu ustawionego na czas w minu¬ tach kasuje zapis jednego impulsu. Po skasowaniu impulsu tarcza powraca do polozenia wyjsciowego oraz ponownie obraca sie. Po skasowaniu zapisu wszystkich impulsów powrót tarczy zegara po zwolnieniu blokady spowoduje rozlaczenie obwodu elektrycznego za pomoca zestyków, Uklad do programowania wilgotnosci skonstruo¬ wany jest z dwu nastawnych rezystorów umozli¬ wiajacych ustawienie sygnalów odpowiadajacych zadanym wartosciom niskiej oraz wysokiej wilgot¬ nosci wzglednej wykrywanym przez czujniki.Rezystory te poprzez uklad przelaczajacy, polaczo¬ ne z ukladem pomiarowym czasu, pomiarowym do okreslania ilosci opadu, ukladem przechowywa¬ nia informacji steruja zaworem regulacyjnym do¬ plyw wody do deszczowni. W alternatywie zamiast nastawnych rezystorów zastosowano nastawne ze¬ styki zalaczane i rozlaczane za posrednictwem wskaznika" wilgotnosci lub dodatkowego elektro¬ magnesu. Uklad do programowania niskiej wilgot¬ nosci wzglednej zostal w rozwiazaniu alternatyw¬ nym zastapiony przez elektroniczne urzadzenie róz¬ niczkujace, które zalacza nawadnianie przy osiag¬ nieciu najnizszej dobowej wartosci wilgotnosci wzglednej.Uklad zalaczajacy skonstruowano z powszechnie znanych obwodów elektronicznych, które steruja otwarciem zaworu wody zaleznie od pomiarów niskiej oraz wysokiej wilgotnosci wzglednej, a zam¬ knieciem zaleznie od czasu trwania niskiej wilgot¬ nosci wzglednej, nastawionego programu czasu oraz sygnalów urzadzenia do pomiaru sztucznego lub naturalnego opadu. Uklad przelaczajacy w rozwia¬ zaniu alternatywnym wykonano za pomoca zespolu styczników sterowanych elektromagnetycznie.Uklad do zapamietania i przechowywania infor¬ macji skonstruowano w oparciu o uklady elektro¬ niczne, elektromagnetyczne lub mechaniczne pow¬ szechnie stosowane w maszynach cyfrowych oraz innych dziedzinach techniki.Korzystnym skutkiem takiego rozwiazania tech¬ nicznego jest to, ze urzadzenie samoczynnie wy¬ biera najkorzystniejsza pore nawadniania. Wlacza sztuczne nawadnianie na programem okreslony czas zalezny od trwania niskiego stanu wilgotnosci oraz wylacza po opadach atmosferycznych lub sztucznych. Rejestruje wilgotnosc wzgledna po¬ wietrza, czas dzialania sztucznego nawadniania, oraz inne parametry pogody, jak np. temperatura, wilgotnosc bezwzgledna. Sygnalizuje dzwiekiem lub swiatlem najkorzystniejsza pore podlewania roslin.Calkowicie eliminuje obsluge deszczowni. Unieza¬ leznia uprawy roslin od opadów atmosferycznych.Nasladuje dobowe wahania wilgotnosci wzglednej powietrza, optymalne dla roslin. Zapewnia naj¬ bardziej ekonomiczne wykorzystanie wody sztucz¬ nie, dostarczonej, gdyz parowanie wody z gleby podczas naturalnego dobowego wzrostu wilgotnosci wzglednej powietrza jest najmniejsze. Sztucznie dostarczona woda w tym czasie szybciej ochladza ziemie, a przez to wybitnie przyspiesza i wydatnie zwieksza opadanie rosy.Objasnienie rysunku. Urzadzenie do automatycz¬ nej regulacji wilgotnosci gleby, wedlug wynalazku, jest odtworzone w przykladzie wykonania na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo¬ kowy urzadzenia, fig. 2 pokazuje schemat ideowy urzadzenia, fig. 3 przedstawia schemat urzadzenia do odmierzania wody Przyklad wykonania. Urzadzenie sklada sie z ukladów do pomiaru: wilgotnosci wzglednej W, temperatury T, czasu C, oraz sztucznego lub na¬ turalnego opadu O. Ponadto posiada rejestrator R, wskazniki WI mierzonych parametrów oraz funk¬ cjonowania sztucznego nawadniania, sygnalizacje wizualna SW lub akustyczna SA. Posiada równiez uklady do programowania, umozliwiajace ustawie- 40 45 50 55 605 nie sygnalów trzech ukladów pomiarowych odpo¬ wiadajacych zadanym wartosciom niskiej NNW oraz wysokiej NWW wilgotnosci wzglednej mie¬ rzonej przez uklad pomiarowy W, zadanej ilosci sztucznego opadu NO mierzonego przez uklad po- 5 miaru opadu O, zadanego przedzialu czasu NC, mierzonego od zalaczenia nawadniania przez uklad pomiaru czasu C. Posiada takze uklad do odmie¬ rzania przedzialów czasu OC zaleznie od liczonego czasu trwania niskiej wilgotnosci, uklad do prze- 10 chowywania informacji PI, uklad przelaczajacy UPR oraz sterowany elektromagnetycznie zawór H.Uklady pomiarowe T; W, C i O polaczone sa z rejestratorem R oraz wskaznikami WI mierzo¬ nych parametrów. Uklad pomiarowy wilgotnosci W 5 polaczono z ukladem do programowania sygnalów niskiej NNW oraz wysokiej NWW wilgotnosci wzglednej. Uklad do programowania niskiej wil¬ gotnosci wzglednej NNW polaczono z ukladem do przechowywania informacji PI, natomiast uklad ,2° do programowania wysokiej wilgotnosci wzglednej NWW polaczono z ukladem przelaczajacym UPR, który steruje zaworem H. Ponadto uklad do pomiaru czasu C polaczony jest z ukladem do po¬ miaru wilgotnosci W oraz z ukladem do przecho¬ wywania informacji PI, w celu pomiaru oraz zli¬ czania czasu trwania nizszej wilgotnosci niz na¬ stawiona wartosc. Uklad do pomiaru czasu C po¬ laczony jest poprzez uklad do programowania prze¬ dzialu czasu NC z ukladem do odmierzania prze- dzialu czasu OC, a ten z kolei z ukladem prze¬ laczajacm UPR. Ponadto uklad do odmierzania przedzialu czasu OC polaczony jest z obwodem sterujacym zaworem wody H, oraz z ukladem do przechowywania informacji PI, w "celu odmierze¬ nia nastawionego przedzialu czasu NC wtedy gdy zostanie otwarty zawór wody H tyle razy ile bylo rejestrów PI czasu trwania niskiej wilgotnosci.Nastepuje wówczas wylaczenie nawadniania po¬ przez uklad przelaczajac^ UPR i skasowanie prze- 40 chowywanyeh informacji PI o niskiej wilgotnosci.Obwód sterujacy zaworem wody H polaczony jest z rejestratorem R, wskaznikiem WI, sygnalizacja wizualna SW oraz akustyczna SA. 45 Uklad pomiarowy wilgotnosci wykonany jest z ukladów do pomiarów temperatury przedmiotu wilgotnego oraz przedmiotów suchych. W celu od¬ wzorowania za pomoca napiecia elektrycznego temperatury przedmiotu wilgotnego Ql oraz przed¬ miotów suchych Q2 i Q3 posluzono sie rezysto¬ rami, tranzystorami wrazliwymi na temperature, termistorami, termopara, oraz innymi termome¬ trami. W przypadku zastosowania do pomiaru tem¬ peratur termometrów cieczowych, wskazniki mie¬ rzonych temperatur polaczono mechanicznie z(na- 55 stawnymi. zestykami dwu jednakowych potencjo¬ metrów lub nastawnych rezystorów polaczonych w ukladzie mostkowym, zasilonych z tego samego zródla BI. Podany sposób polaczenia potencjomet¬ rów PI oraz P2 sluzy do otrzymania napiecia pro- *° porcjonalnego do róznicy temperatur przedmiotu wilgotnego Ql oraz suchego Q2. Podobnie za" po¬ moca potencjometru P3 otrzymano dodatkowo na¬ piecie elektryczne proporcjonalne „do temperatury przedmiotu suchego. Napiecia elektryczne propor- w 6 cjonalne do temperatury przedmiotu wilgotnego Ql oraz przedmiotów suchych Q2 i Q3 przetwarzane sa nastepnie na prad elektryczny proporcjonalny do wilgotnosci wzglednej. Zastosowano do tego celu elektroniczne uklady analogowe IA, powszech¬ nie stosowane w maszynach cyfrowych do wyko¬ nania operacji matematycznych zadanych wzorem psychometrycznym. • ¦ Zamiast ukladów analogowych w rozwiazaniu alternatywnym zastosowano elementy elektroniczne jak np. tranzystory, lampy elektronowe, diody kry¬ staliczne, rezystory o tak dobranych warunkach pracy, aby dla napiecia zasilajacego element, pro¬ porcjonalnego do temperatury przedmiotu suchego, oraz napiecia sterujacego element proporcjonalnego do róznicy temperatur natezenie pradu plynacego przez element elektroniczny odwzorowywalo war¬ tosci podane w tablicach psychometrycznych.Otrzymane napiecie proporcjonalne do wilgotnosci wzglednej jest nastepnie wlaczone do rejestratora wilgotnosci R wskaznika wilgotnosci WI, ukladu do nastawiania programu NNW i NWW, ukladu do przechowywania informacji PI, oraz uk&du przelaczajacego UPR. Nastawianie programu nis¬ kiej oraz wysokiej wartosci wilgotnosci w ukla¬ dach NNW i NWW, rozwiazano za pomoca wskaz¬ nika wilgotnosci WI, który posiada nastawne ze¬ styki 2 i 3 zalaczane oraz rozlaczane zaleznie od polozenia wskazówki wskaznika WI sposobami powszechnie stosowanymi w technice.W rozwiazaniu alternatywnym zastosowano na¬ stawne rezystory umozliwiajace ustawienie, sygna¬ lów odpowiadajacych zadanym wartosciom wil¬ gotnosci. Uklad do przechowywania informacji niskiej wilgotnosci PI wykonano w ten sposób, ze zestyki 2 zalaczane przy niskiej wilgotnosci za posrednictwem wychylenia wskaznika wilgotnosci WI pozostaja rozlaczone tak dlugo, .az przyjdzie dodatkowy sygnal z ukladu przelaczajacego UPR o kasacji informacji podczas uruchomienia nawad¬ niania. Informacja jest skasowana za posredni¬ ctwem ukladu przelaczajacego UPR podczas wy¬ sokiego stanu wilgotnosci. Wówczas za posred¬ nictwem, ukladu pomiarowego W zostaje rozlaczony zestyk 3. Nastepnie elektromagnes K rozlacza ze¬ styk 1, oraz zlacza 5, który powoduje wlaczenie nawadniania za posrednictwem .zaworu H.W sklad obwodu zalaczanego zestykiem 5 wcho¬ dzi równiez elektromagnes M, który rozlacza ze¬ styk Z. Zestyk 1 pozostaje zlaczony tak dlugo do¬ póki nie zostanie przerwany obwód zasilania elek¬ tromagnesu K za pomoca zestyku 4. Dzieje sie to za posrednictwem ukladu do pomiaru czasu C, poprzez uklad do nastawiania przedzialu czasu NC oraz zaleznie od ukladu od odmierzania przedzialu czasu OC wedlug zarejestrowanego trwania niskiej wilgotnosci. (Ponadto obwód elektromagnesu K moze byc rozlaczony za posrednictwem urzadze1 nia F do odmierzania wody. Uklad do pomiaru czasu C wykonany jest ze znanych czasomierzy.Programowanie przedzialu czasu NC wykonano w ten sposób, ze czasomierz zaopatrzono w pajkreilo umozliwiajace ustawienie czasu nawadniania, np. w minutach za pomoca zaczepu na obrotowej tar¬ czy. Gdy tarcza obróci sie o programowany za-95 7 czepem kat odpowiadajacy odmierzeniu nastawio¬ nych minut zaczep zwalnia blokade tarczy, która wraca do pierwotnego polozenia. Obrót tarczy w czasie odmierzania czasu powoduje naciagniecie sprezynki, natomiast powrót tarczy powoduje prze¬ kazanie impulsu elektrycznego za pomoca chwilo¬ wego rozlaczenia obwodu elektrycznego. Uklad do rejestracji czasu trwania niskiej wilgotnosci wy¬ konano w .ten sposób, ze uklad pomiarowy wil¬ gotnosci W zlacza zestyki obwodu elektrycznego me uwidocznione na rysunku. Powoduje to wla¬ czenie liczydla za pomoca zegara, który w mie¬ rzonych, odcinkach czasu, np. co jedna godzine, daje impuls elektryczny. Zliczanie odcinków czasu, np. co godzine, odbywa sie do chwili gdy niska wilgotnosc wzrosnie powyzej nastawionej wartosci NNW i urzadzenie wskaznikowe WI rozlaczy wspomniany wczesniej zestyk nie uwidoczniony na rysunku.Uklad do odmierzania przedzialu czasu OC wy¬ konany jest nastepujaco. Zliczony przez liczydlo czas w odcinkach, np. co jedna godzine, zostaje kasowany przez impuls elektryczny, gdy zegar odmierzy nastawiony przez uzytkownika przedzial czasu za pomoca nastawnego zaczepu na obrotowej tarczy. Odbywa sie to za pomoca impulsu elektrycz¬ nego gdy tarcza po zwolnieniu blokady powraca do polozenia wyjsciowego. Nastepnie tarcza obraca sie od nowa oraz odmierza nastepny przedzial cza¬ su, kasujac po zwolnieniu blokady rejestracje na¬ stepnego impulsu. Po skasowaniu rejestracji wszy¬ stkich impulsów zwolnienie blokady tarczy zegara spowoduje rozlaczenie na krótki czas zestyku 4.Wówczas nastapi rozlaczenie zestyków 1 oraz 5 za posrednictwem elektromagnesu K oraz wylaczenie deszczowni za posrednictwem zaworu H. Obwód sterujacy zaworem H uruchamia równiez sygnali¬ zacje akustyczna SA oraz wizualna SW. Uklad pomiarowy do odmierzania ilosci sztucznego lub naturalnego opadu F skonstruowano na zasadzie wagi. Programowanie opadu NO odbywa sie w ten sposób ze woda jest zbierana do ruchomego zbior¬ nika Z umieszczonego na belce B. Drugie ramie belki zaopatrzono w ciazarek, którego masa oraz polozenie równowazy zbierana wode. Nadmiar wody powoduje wychylenie belki rozlaczenie ob¬ wodu elektrycznego, wylanie wody ze zbiorniczka oraz powrót urzadzenia do stanu wyjsciowego.Nastawne polozenie ciezarka sluzy do programo¬ wania opadu wody na jednostke zraszanej po¬ wierzchni, która za posrednictwem urzadzenia F rozlaczy zestyki 4 i w ten sposób spowoduje wy¬ laczenie zaworu wody H.Przedstawiony sposób dzialania urzadzenia za posrednictwem elektromagnetycznego zlaczania ob¬ wodów elektrycznych zostaje zachowany, gdy w rozwazaniu alternatywnym zastosowano elektro¬ niczne uklady przelaczajace oraz sposób progra¬ mowania urzadzenia za posrednictwem nastawnych rezystorów. PL