SU1436945A1

SU1436945A1 - Устройство контрол водного баланса почвы

Info

Publication number: SU1436945A1
Application number: SU874246476A
Authority: SU
Inventors: Игорь Павлович Туманов; Сергей Михайлович Баклашкин; Владимир Лювович Лысов
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-11-15

Abstract

Изобретение относитс к мелиоративным исследовани м в сельском хоз йстве и может быть применено при проведении водно-балансовых исследований. Цель изобретени - повышение точности и достоверности контрол при переменном уровне грунтовых вод. При изменении уровн в емкости 1 с монолитом почвы измен етс уровень в емкости 2 контрол , о чем сигнализирует датчик 16 уровн в блок управлени 11, который, управл электромагнитными клапанами 5, 6, 7 и 8, осуществл ет слив или долив воды через дозированные емкости узлов сброса 4 или водо- подпитывающего 3. Информаци о количестве доз служит дл контрол изменени уровн в емкости 1. При изменении уровн грунтовых вод в поле по сравнению с изменением уровн в емкости 1 с монолитом почвы поплавок 21 смещаетс относительно детектора 22, и сигнал с последнего через усилитель-дискриминатор 23 и интенси- метр 24 поступает в блок управлени II. Блок управлени посредством насоса 14 с электроприводом приводит уровень в емкости g 1 в соответствие с уровнем грунтовых вод в поле. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

4

оо

05

со

4 СЛ

- /

Изобретение относитс к сельскому хоз йству и может быть использовано при водно-балансовых исследовани х на мелиоративных земл х, а также в качестве первичного преобразовател при исследовани х вли ни условий внешней среды на произрастание растений в автоматизированных осу- шительно-увлажнительных системах.

Цель изобретени - повышение точности и достоверности контрол при переменном уровне грунтовых вод.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - кинематическа схема узла перемещени панели регулировани .

Устройство содержит емкость 1 с монолитом почвы, установленную на контрольном участке пол , и измерительную емкость 2 контрол уровн , выполн юш,ую роль регул тора уровн грунтовых вод в емкости 1, которые соединены как сообщающиес сосуды .

Емкость 2 контрол уровн снабжена водоподпитывающим узлом 3 и узлом 4 сброса , выполненным в виде дозированных емкостей (дозаторов). Узлы водоподпитываю- щий и сброса снабжены электромагнитными клапанами 5-8, на входах и выходах смонтированы вместе с емкостью 2 контрол на панели 9 регулировани , передвигающейс в заглушенной скважине с помощью узла 10 перемещени панели регулировани . Устройство содержит также блок 11 управлени с электронно-коммутирующей схемой (не показана), блок 12 питани и регистрации и источник водоподачи. Последний содержит емкость 13 с грунтовой водой, гидронасос 14 и электродвигатель 15. Уровень жидкости в емкости 2 контрол и в дозированных емкост х, а также в емкости 13 источника водоподачи регистрируетс блоком 11 управлени с помощью электроконтактных датчиков 16-19 уровн . Исполнительна система контрол уровн грунтовых вод представл ет собой размещенный в перфорированной скважине 20 в, поле поплавок 21 с источником гамма-излучени (например , цезий-137), детектор 22 гамма- квантов, закрепленный на панели 9 регулировани , усилитель-дискриминатор 23 и ин- тенсиметр 24.

Узел 10 перемещени панели регулировани (фиг. 2) предназначен дл вертикального ее перемещени с целью автоматического отслеживани естественного уровн грунтовых вод и включает в себ ревер10

НИН, стабилизатор опорного напр жени и блок переключени .

Устройство работает следующим образом. При выпадании осадков повышаетс уровень воды в емкости 1 с монолитом почвы и, соответственно, в соединенной с ней емкости 2 контрол уровн . Через сливную трубку и электромагнитный клапан 7, управл емый блоком 11 управлени через электронно-коммутирующую схему, инфильтрат поступает в дозатор 4 сброса инфильтрата. При наборе определенного количества (дозы ) инфильтрата в дозаторе по сигналу с электронно-коммутирующей схемы клапан 7 закрываетс , а клапан 8 открываетс дл

-15 слива дозы инфильтрата. Процесс продолжаетс до восстановлени первоначального уровн грунтовых вод. Сведени о количестве доз, т. е. о количестве инфильтрата, поступает из блока 11 управлени на цифровое табло и самопишущий прибор в бло20 ке 12 питани и регистрации.

В случае испарени влаги понижаетс уровень грунтовых вод в емкости 1 и в емкости 2 контрол уровн , блок управлени через электронно-коммутирующую схему от25 крывает клапан 6 и определенное количество воды из узла водоподпитывающего узла 3 поступает в емкость 2. Процесс продолжаетс до восстановлени первоначального уровн , долив осуществл етс дискретно, величина дозы определ етс дозатором водоподпитывающего узла 3, управл емого блоком 11 управлени . Информаци о количестве доз долива, т. е. о количестве испарившейс влаги, поступает на другой счетный и самопишущий приборы в блоке 12. Электромагнитный клапан 5, управ35 л емый блоком 11, регулирует поступление воды из емкости 13 источника водоподачи. Электроконтактный датчик 19 позвол ет поддерживать посто нный уровень воды в емкости 13 и через электронно-коммутирующую схему блока 11 управлени управл ет работой гидронасоса 14 и электродвигател 15, закачива грунтовую воду из почвы на исследуемом участке пол .

Выпадание осадков или испарение влаги на контролируемом участке почвы влечет за

45 собой подъем или опускание уровн грунтовых вод в перфорированной скважине 20, что приводит к вертикальному смещению поплавка 21 с источником гамма-излучени относительно детектора 22, а следовательно, и к изменению потока зарегистрированных де30

40

сивный электродвигатель 25 посто нного то- 50 тектором гамма-квантов. Сигнал с детектора

ка, соединенный с зубчатой передачей 26 посредством эластичной муфты 27, ходового винта 28, установленного в опорах 29, а также направл ющие 30 панели 9 с гайкой 31. Блок 11 yпpaвJteни с электронно-коммутирующей схемой предназначен дл управлени всем устройством и включает в себ электронные ключевые элементы, электромагнитные реле, реле времени, блок сравне22 через усилитель-дискриминатор 23 S виде серии импульсов поступает на интенсиметр 24, который регистрирует их среднюю частоту поступлени . С выхода интенсиметра сигнал . подаетс .через электронно-коммутирующую 55 схему на вход блока 11 управлени , который при посто нстве данного сигнала и отсутствии сигнала о сливе или дЬливе воды в течение определенной выдержки вре

5 слива дозы инфильтрата. Процесс продолжаетс до восстановлени первоначального уровн грунтовых вод. Сведени о количестве доз, т. е. о количестве инфильтрата, поступает из блока 11 управлени на цифровое табло и самопишущий прибор в бло0 ке 12 питани и регистрации.

В случае испарени влаги понижаетс уровень грунтовых вод в емкости 1 и в емкости 2 контрол уровн , блок управлени через электронно-коммутирующую схему от5 крывает клапан 6 и определенное количество воды из узла водоподпитывающего узла 3 поступает в емкость 2. Процесс продолжаетс до восстановлени первоначального уровн , долив осуществл етс дискретно, величина дозы определ етс дозатором водоподпитывающего узла 3, управл емого блоком 11 управлени . Информаци о количестве доз долива, т. е. о количестве испарившейс влаги, поступает на другой счетный и самопишущий приборы в блоке 12. Электромагнитный клапан 5, управ5 л емый блоком 11, регулирует поступление воды из емкости 13 источника водоподачи. Электроконтактный датчик 19 позвол ет поддерживать посто нный уровень воды в емкости 13 и через электронно-коммутирующую схему блока 11 управлени управл ет работой гидронасоса 14 и электродвигател 15, закачива грунтовую воду из почвы на исследуемом участке пол .

5 собой подъем или опускание уровн грунтовых вод в перфорированной скважине 20, что приводит к вертикальному смещению поплавка 21 с источником гамма-излучени относительно детектора 22, а следовательно, и к изменению потока зарегистрированных де0

0

0 тектором гамма-квантов. Сигнал с детектора

тектором гамма-квантов. Сигнал с детектора

22 через усилитель-дискриминатор 23 S виде серии импульсов поступает на интенсиметр 24, который регистрирует их среднюю частоту поступлени . С выхода интенсиметра сигнал подаетс .через электронно-коммутирующую схему на вход блока 11 управлени , который при посто нстве данного сигнала и отсутствии сигнала о сливе или дЬливе воды в течение определенной выдержки времени переключает устройство с режима измерений и контрол уровн на режим отслеживани уровн . При этом блок 11 управлени сравнивает амплитуду поступающего с интенсиметра 24 сигнала с опорным потенциалом , эквивалентным половине максимального сигнала с интенсиметра (,5 f/смакс). Пол рность ВЫХОДНОГО сигнала интенсиметра зависит от того, в какую сторону смещен центр детектора 22, совпадающий с верхним срезом сливной трубки водослива в емкости 2 контрол и, следовательно , с уровнем грунтовых вод в емкости 1 с монолитом почвы относительно уровн воды в перфорированной скважине 20, а его амп литуда - от величины этого смещени . В свою очередь выходной сигнал блока 11 управлени , пропорциональный разности UP UC-f/0, посредством электронно-коммутирующей схемы переключает обмотки реверсивного электродвигател узла 10, перемеща панели 9 так, что при производитс подъем, а при - опускание панели 9 по направл ющим 30 с помощью ходового винта 28. Перемещение панели в ту или иную сторону происходит до тех пор, пока сигнал не станет равным нулю, т. е. при и блок 11 управлени через электронно-коммутирующую схему выключает электродвигатель. Одновременно с перемещением панели 9 по сигналу блока управлени через электронно-коммутирующую схему открываютс клапаны 5 и 6 или 7 и 8 (в зависимости от направлени перемещени ) и происходит долив или слив жидкости через емкость 2, при этом информаци о количестве долитой или слитой жидкости не поступает в блок 12 питани и регистрации. Процесс продолжаетс до совпадени уровней воды ,3 емкости 1, в емкости 2 контрол и в перфорированной скважине 20, а затем устройство переключаетс на режим измерений, происходит новый цикл контрол уровн .

Таким образом, в течение всего периода работы устройства уровень воды в емкости 1 с монолитом почвы посто нно следует за уровнем грунтовых вод в поле. Поступление в емкость 1 на контрольном участке грунтовой воды приводит к соответствию химических составов монолнта почвы в лизиметре и почвы на исследуемом участке, а следовательно, и повышению достоверности получаемых Э1сепериментальных данных.

Устройство обеспечивает автоматическое поддержание уровн воды в емкости с монолитом почвы на конт рольном участке пол , который посто нно соответствует мен ющемус уровню грунтовых вод на исследуемом участке почвы раздельное измерение инфиль- трованной и испаривщейс влаги с больщой степенью точности, определ емой величиной дозы. Все это позвол ет достаточно точно определить водный баланс почвы и повысить э(|)фективность агромелиоративных меропри тий .

Claims

1.Устройство контрол водного баланса почвы, включающее емкость с монолитом

почвы, гидравлически св занную с емкостью контрол уровн , котора снабжена входным патрубком и водосливом, размещена на панели регулировани с возможностью вертикального перемещени и оснащена узлом сброса, подключенным к водосливу, и водоподпитывающим узлом, подсоединенным к источнику водоподачи, а также блок управлени с электрокоммутационной схемой и подключенные к нему электромагнитные клапаны на входах и выводах узла сброса и

водоподпитывающего узла, блок питани и регистрации и датчики уровней в емкости контрол уровн , в узле сброса и водопод- питывающем узле, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и достоверности контрол при переменном уровне грунтовых

вод, устройство снабжено узлом перемещени панели регулировани с электроприводом , подключенным к блоку управлени , перфорированной скважиной в почве с помещенным в ней поплавком, имеющим источник гамма-излучени , детектором гаммаизлучени , установленным на панели регулировани на одном уровне с водосливом, и последовательно включенные между детектором и блоком управлени усилителем-дискриминатором и интенсиметром, причем источник водоподачи выполнен в виде емкости с датчиком уровн , подключенным к блоку управлени , и подсоединенного к ней трубопровода , на котором смонтированы реверсивный гидронасос с реверсивным электроприводом , подключенным к блоку управлени , и фильтр-оголовок, установленный в почве ниже уровн грунтовых вод.

2.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что узел перемещени панели регулировани выполнен в виде закрепленной на ней ходовой гайки с возможностью взаимодействи с ходовым винтом, кинематически св занным с электроприводом.

ff/n §/7ffHa //