SU1397814A1 - Apparatus for measuring the humidity of soil - Google Patents

Apparatus for measuring the humidity of soil Download PDF

Info

Publication number
SU1397814A1
SU1397814A1 SU853910279A SU3910279A SU1397814A1 SU 1397814 A1 SU1397814 A1 SU 1397814A1 SU 853910279 A SU853910279 A SU 853910279A SU 3910279 A SU3910279 A SU 3910279A SU 1397814 A1 SU1397814 A1 SU 1397814A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
potential
soil
varicap
capacitive sensor
electrode
Prior art date
Application number
SU853910279A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тийт Паулович Плакк
Original Assignee
Эстонский Научно-Исследовательский Институт Земледелия И Мелиорации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эстонский Научно-Исследовательский Институт Земледелия И Мелиорации filed Critical Эстонский Научно-Исследовательский Институт Земледелия И Мелиорации
Priority to SU853910279A priority Critical patent/SU1397814A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1397814A1 publication Critical patent/SU1397814A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и имеет целью повышение точности измерени  влажности почвы путем предотвращени  нарушени  ее структуры, а также расширение диапазона измерени  влажности. Устройство дл  измерени  влажности почвы содержит стабилизированный источник 1тока и двухполюсник, образованный последовательно включенными катушкой 2индуктивности и емкостным датчиком влажности, который содержит низкопоThe invention relates to a measurement technique and is aimed at improving the accuracy of measuring soil moisture by preventing the breakdown of its structure, as well as expanding the range of moisture measurement. A device for measuring soil moisture contains a stabilized source of current and a two-port network formed by a series-induced induction coil 2 and a capacitive humidity sensor that contains a low

Description

,,

сwith

5five

(L

СлЭ соSLE with

0000

Фиг.ЧFig.Ch

тенциальный цилиндрический электрод 4 и выполненный в виде тупого конуса высокопотенциальный электрод 5, заглубленный основанием в диэлектрическую подложку 3. Параллельно к емкостному датчику подключены модул тор 6 сопротивлени , выполненный в виде ключевого диода, и два варикапа 7 и 8, управл емые напр жени ми U и Ug соответственно. К катушке 2 индуктивности подключены согласующий усилитель 9 и демодул тор 10. При незаполненном почвой датчике изменением напр жени  и (Ug фиксировано) при работающем модул торе 6 добиваютс  отсутстви  модул ции сигнала на выходе демодул тора 10. Найденному значению напр жени  U соответствует некотора  начапьна  емкость датчика влажности. Затем датчик кромками электрода 4 врезаетс  в почву, емкость датчика при этом возрастает. Уменьшением напр жени  и датчик вновь уравновешиваетс . По различию значений U, определ ют емкость, котора  однозначно св зана с влажностью почвы. 2 ил.potential cylindrical electrode 4 and a high-potential electrode 5 made as a blunt cone embedded in a dielectric substrate 3 with a base 3. In parallel with a capacitive sensor, a resistance modulator 6 connected as a key diode and two varicaps 7 and 8 controlled by voltages U are connected and Ug respectively. A matching amplifier 9 and a demodulator 10 are connected to the coil 2 of the inductance. When the sensor is unfilled with soil, the voltage change and (Ug is fixed) while the modulator 6 is running, no demodulation of the output signal of the demodulator 10 is obtained. humidity sensor. Then the sensor edges of the electrode 4 crashes into the soil, the capacity of the sensor increases. By decreasing the voltage and the sensor is again balanced. Based on the difference in U values, the capacity is determined, which is uniquely related to soil moisture. 2 Il.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  влажности почвы.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure soil moisture.

Цель изобретени  - повышение точности измерений путем предотвращени  нарушени  структуры почвы и расширение диапазона измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by preventing the disturbance of the soil structure and expanding the measurement range.

На фиг.1 представлена принципиальна  схема устройства-, на фиг.2 - временные диаграммы напр жений, по сн - работу устройства.Fig. 1 is a schematic diagram of the device; Fig. 2 shows time diagrams of voltages; the sun shows the operation of the device.

Устройство дл  измерени  влажности почвы содержит высокочастотный стабилизированный источник 1 тока и подключенные к нему последовательно соединенные катупжа 2 индуктивности и емкостный датчик, вьшолненный в виде закрепленных на диэлектрической подложке 3 низкопотенциального цилиндрического электрода 4 и высокопотенциального электрода 5, имеющего вид конуса с тупым углом при вершине, который заглублен основанием в диэлектрическую подложку 3. К емкостному датчику параллельно подсоединены модул тор 6 сопротивлени , выполненный в виде ключевого диода, а также два варикапа 7 и 8. К катушке 2 индуктивности подключен согласующий усилитель 9 и демодул тор 10 напр жени  на катушке индуктивности.The device for measuring soil moisture contains a high-frequency stabilized current source 1 and serially connected inductance catupzha 2 and a capacitive sensor connected to it in the form of a low-potential cylindrical electrode 4 and a high-potential electrode 5 mounted on a dielectric substrate 3, which is buried by the base in the dielectric substrate 3. A resistor modulator 6 is connected in parallel to the capacitive sensor. in the form of a key diode, as well as two varicaps 7 and 8. A matching amplifier 9 and a voltage demodulator 10 on the inductance coil are connected to the inductor 2.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Источник 1 обеспечивает питание стабильным током последовательно сое- диненнь1е катушку 2 индуктивности иThe source 1 provides the power supply with a stable current in series to the connected coil 2 of the inductance and

емкостный датчик. При этом модул тор 6 сопротивлени , содержащий источник управл кицих сигналов (не показан), периодически шунтирует емкостный датчик . Характер изменени  сопротивлени  Rj модул тора представлен на фиг.2. Получаемый при этом сигнал Uy на высокопотенциальном электроде 5 емкостного датчика также показан на фиг.2.capacitive sensor. In this case, a resistance modulator 6 containing a source of control signals (not shown) periodically shunts a capacitive sensor. The nature of the change in the resistance Rj of the modulator is presented in FIG. The resulting signal Uy at the high potential electrode 5 of the capacitive sensor is also shown in FIG. 2.

Благодар  работе модул тора 6 на катушке 2 индуктивности возникает модулированное по амплитуде напр жение и, которое поступает на вход согласующего усилител  9 и далее в демодул тор 10, на выходе которого получают сигнал и,„ . Далее с момента времени t, изменением величины управл ющего напр жени  U устанавливают емкость варикапа 7 такой, при которой напр жение на катушке 2 индуктивности при шунтировании емкостного датчика не мен етс . Напр жение Ug на варикапе 8 при этом поддерживаетс  посто нным. 3TONry соответствуют графики Uj и Due to the operation of the modulator 6, an amplitude-modulated voltage appears on the inductance coil 2 and is fed to the input of the matching amplifier 9 and then to the demodulator 10, the output of which receives the signal and, ". Further, from time t, by varying the magnitude of the control voltage U, the capacity of varicap 7 is set such that the voltage on the inductor 2 does not change when the capacitor sensor is bypassed. The voltage Ug on the varicap 8 is kept constant. 3TONry correspond to the graphics Uj and

после момента времени t,after time t,

Суммарна  емкость пустого емкостного датчика (без образца почвы) и двух варикапов определ ет начальнуюThe total capacitance of an empty capacitive sensor (without a soil sample) and two varicaps determines the initial

JQ емкость устройства, а напр жение U представл ет его начальное выходное напр жение. При проведении измерений влажности емкостный датчик погружают в почву цилиндрическим электродом 4 до того уровн , при котором электродJQ is the capacitance of the device, and the voltage U is its initial output voltage. When measuring humidity, the capacitive sensor is immersed in the soil with a cylindrical electrode 4 to the level at which the electrode

5 5 окажетс  в полном контакте с почвой . При этом емкость датчика увеличиваетс  н на катушке 2 индуктивности вновь по вл етс  сигнал. Повышением напр жени  U емкость варикапа 75 5 will be in full contact with the soil. At the same time, the capacitance of the sensor is increased and a signal appears again on the inductor 2. By increasing the voltage U, the capacity of varicap 7

уменьшают до исчезновени  этого сиг- reduce to the disappearance of this signal

нала, что соответствует достижениюwhich corresponds to the achievement

начальной емкости. Так как напр жение и находитс  в определенной функциональной зависимости от емкости варикапа 7, по его величине можно опреде- лить изменение емкости датчика и влажность почвы, однозначно св занную с емкостью датчика. Уравновешивание схемы, т.е. регулировку напр жени  и, можно вести вручную или с исполь- зованием соответствующей системы автоматической подстройки.initial capacity. Since the voltage is in a certain functional dependence on the capacity of varicap 7, by its value it is possible to determine the change in the capacity of the sensor and the soil moisture uniquely associated with the capacity of the sensor. Balancing the circuit, i.e. voltage adjustment and, can be done manually or using an appropriate automatic adjustment system.

Использование высокопотенциального электрода, выполненного в виде тупого конуса, позвол ет свести к минимуму возможное нарушение структуры контролируемой почвы, обеспечива  при этом надежный контакт с нею.The use of a high potential electrode, made in the form of a blunt cone, minimizes the possible disruption of the structure of the controlled soil, while ensuring reliable contact with it.

Использование двух параллельно включенных варикапов не только позво- л ет расширить диапазон измерений, но обеспечивает также повышение чувствительности , так как диапазон изменений управл ющего напр жени  U на одном варикапе при фиксированном уп- равл ющем напр жении Ug на втором варикапе существенно возрастает, что позвол ет повысить точность измеренийThe use of two parallel-connected varicaps not only allows the measurement range to be expanded, but also provides an increase in sensitivity, since the range of variation of the control voltage U on one varicap with a fixed control voltage Ug on the second varicap increases significantly, which allows do not improve measurement accuracy

(/(/

i/5i / 5

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  влажности почвы, содержащее высокочастотный стабилизированный источник питани , подключенные к нему последовательно соединенные катушку индуктивности и емкостный датчик, вьтолненный в виде закрепленных на диэлектрической подложке низкопотенциального и высоко- потенциального электродов, модул тор сопротивлени  и варикап, включенные параллельно емкостному датчику, и демодул тор напр жени  на катушке индуктивности , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности путем предотвращени  нарушени  струк- туры почвы и расширени  диапазона измерений , оно снабжено вторым варикапом , включенным параллельно первому, и согласующим усилителем, включенным между катушкой, индуктивности и входом демодул тора, источник питани  выполнен в виде источника тока, низкопотенциальный электрод выполнен цилиндрическим , а высокопотенциапьный электрод - в виде конуса с тупым углом при вершине, размещенного внутри цилиндрического электрода и заглубленного основанием в диэлектрическую подложку.A device for measuring soil moisture, containing a high-frequency stabilized power source, connected in series with an inductor and a capacitive sensor, filled in the form of low-potential and high-potential electrodes attached to a dielectric substrate, a resistance modulator and a varicap connected in parallel with a capacitive sensor, and a demodule voltage torus on an inductance coil, characterized in that, in order to increase accuracy by preventing structures from breaking soil and expanding the range of measurements, it is equipped with a second varicap, connected in parallel to the first, and a matching amplifier connected between the coil, inductance and the demodulator input, the power source is designed as a current source, the low-potential electrode is cylindrical, and the high-potential electrode is conical obtuse angle at the apex, located inside the cylindrical electrode and recessed by the base into the dielectric substrate. / йгш/1мшмтаа/ ygsh / 1mshmta
SU853910279A 1985-06-17 1985-06-17 Apparatus for measuring the humidity of soil SU1397814A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853910279A SU1397814A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Apparatus for measuring the humidity of soil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853910279A SU1397814A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Apparatus for measuring the humidity of soil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1397814A1 true SU1397814A1 (en) 1988-06-15

Family

ID=21182534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853910279A SU1397814A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Apparatus for measuring the humidity of soil

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1397814A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Плакк П.М. Новый метод измерени емкости конденсаторов с большими потер ми. Таллин: Изд-во Таллинск. по- литехн. ин-та, сер. А, № 137, 1958. Авторское свидетельство СССР № 532796, кл. G 01 N 27/22, 1973. Авторское свидетельство СССР № 216321, кл. G 01 N 27/22, 1966. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5424649A (en) Soil moisture sensor
US4259632A (en) Continuous action capacitive moisture measuring apparatus
RU96103368A (en) METHOD OF NON-CONTACT DYNAMIC MEASUREMENT OF A DIELECTRIC CONSTANT USING A CAPACITIVE SENSOR
MX9201923A (en) DYNAMIC AND CONTACTLESS MEASUREMENT OF DISPLACEMENT OR PERMITIVITY THROUGH THE USE OF A CAPACITIVE DETECTOR.
US4590424A (en) Detection of ion concentration in a liquid
US5014011A (en) Capacitance measuring apparatus with means for nulling the resistive component
US3988669A (en) Automatic control and detector for three-terminal resistance measurement
SU1397814A1 (en) Apparatus for measuring the humidity of soil
US4212005A (en) Movement detector
US3644824A (en) Polarograph apparatus
US3199350A (en) Capacitance type fuel gage
SU1465819A1 (en) Method of measuring charge relaxation time constant in dielectric fluid
SU817643A1 (en) Self-excited metal detector with acoustic indicator
SU849102A1 (en) Electric capacity measuring device
SU709990A1 (en) Electronic moisture-content meter
JPS5734412A (en) Measuring method for liquid level
SU1298518A1 (en) Device for checking thickness of dielectric materials
SU834489A1 (en) Liquid dielectric permittivity measuring method
SU63877A1 (en) Method of measuring modulation depth
SU1548736A2 (en) Two-pole moisture meter
SU691743A1 (en) Apparatus for measuring dielectrical permittivity materials
RU2034288C1 (en) Meter of grain moisture
SU758010A1 (en) Automatic dielcometer
SU769419A1 (en) Conductometer
SU661417A1 (en) Arrangement for measuring capacitor capacitancies