SU1458791A1 - Apparatus for measuring moisture content of soil - Google Patents

Apparatus for measuring moisture content of soil Download PDF

Info

Publication number
SU1458791A1
SU1458791A1 SU874289981A SU4289981A SU1458791A1 SU 1458791 A1 SU1458791 A1 SU 1458791A1 SU 874289981 A SU874289981 A SU 874289981A SU 4289981 A SU4289981 A SU 4289981A SU 1458791 A1 SU1458791 A1 SU 1458791A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
soil
sensor
wire
potential
insulation
Prior art date
Application number
SU874289981A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ivan I Sudnitsyn
Yurij V Egorov
Valerij G Gusev
Vasilij S Starovojtov
Original Assignee
Univ Moskovsk
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 Univ Moskovsk filed Critical Univ Moskovsk
Priority to SU874289981A priority Critical patent/SU1458791A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1458791A1 publication Critical patent/SU1458791A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для определения влажности почвы в поливном земледелии. С целью

повышения точности измерений путем улучшения контакта с почвой электроды выполнены в виде двух проводов - изолированного и неизолированного, при этом последний навит поверх изоляции первого провода, изоляция имеет гидрофобную поверхность. Проводаэлектроды подсоединены к высокочастотному измерителю емкости. Для лучшего усреднения пространственных вариаций влажности провода завиты в спираль длиной 4—10 м. Спираль при усадке почвы может растягиваться в 1,3-1,5 раза. Устройство дешевое и простое по конструкции, позволяет проводить длительные стационарные наблюдения за влажностью почвы. 4 ил.

Фиг. 2

ЗЦ „„ 1458791

1

2

1458791

Изобретение относится к измери- ί женных выше слоев почвы с другой

тельной технике и может быть использовано для определения влажности почвы в поливном земледелии. $

Цель изобретения - повышение точности определения влажности почвы путем улучшения контакта почвы с электродами.

Сущность способа заключается в ю том, что изоляция высокопотенциального провода - электрода выполнена из материала с гидрофобной скользящей поверхностью, а низкопотенциалькьй неизолированный провод - электрод на- 15 вит поверх изоляции высокопотенциального с шагом, обеспечивающим существенное преобладание емкостного сопротивления датчика над индуктивным. При этом, датчик завит в гиб- 20 кую спираль длиной 4-10 м, способную при растяжении удлиняться на 25%.

Длина датчика в 2--3 раза превышает размеры микрокомпонентов почвенного покрова и ширину захвата почвообраба- 25 тывагощего орудия. Это способствует усреднению пространственный неоднородностей влажности.

За счет гибкости датчика не происходит образования зазоров между 30

электродами и почвой при ее набухании. В продольном направлении датчик может проскальзывать вдоль почвы благодаря незначительному трению. Поглощение влаги указанной изоляцией 35 незначительно (менее 0,01%). За счет этого в предложенном датчике отсутствуют инерционность и гистерезис, присущие известным устройствам. В естественных условиях влажность почвы 49 обычно выше 3-5%, поэтому поглощение влаги изоляцией не снижает точность измерений.

На фиг. 1 приведена конструкция датчика; на фиг. 2 - то жег в увели- 45 ченном' виде; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вывод датчика при глубокой закладке.

Сердечник многожильного провода 1 в полиэтиленовой изоляции 2 изолирован на конце наплавкой полиэтилена 3. На провод навит неизолированный медный проводник 4. Датчик завит в спираль и уложен в почву поперек направления обработки сельскохо- $$ зяйственными машинами. При глубокой закладке датчика вывод от него может быть выполнен экранированным проводом 5, чтобы исключить влияние располовлажностью (фиг. 4).К выводу датчика припаяны контактные пластинки 6 для присоединения к переносному измерителю емкости. Вывод прикреплен к колышку 7.

Устройство работает следующим образом.

Датчик закладывают в почву через щель, проделанную с поверхности вручную или с помощью какого-либо механизма, например, можно использовать кабелеукладчик, дреноукладчик, формирующий канал в глубине почвы и подающий в него с поверхности провод датчик. После закладки датчика производится полив. После того, как почва усаживается и образуется устойчивый контакт почвы с поверхностью датчика, емкость датчика измеряется серийным измерителем емкости (например, типа Е7-9).В полевых условиях прибор питается от аккумулятора 18 КН-3.

Предложенный датчик можно представить в виде двух последовательно соединенных конденсаторов - постоянного и переменного.

Диэлектриком постоянного конденсатора служит изоляция провода, диэлектриком переменного является почва.

При заполнении порового пространства водой диэлектрическая проницаемость (Е) почвы возрастает, так как £ воз- ’ духа равна 1 , а £ воды - 80. В результате, при увлажнении почвы емкость датчика возрастает.

Тарировка датчика, т.е. нахождение зависимости между емкостью С и влажностью почвы V производится путем сопоставления результатов измерения емкости с влажностью, полученной термостатно-весовым методом с многократной повторностью.

Пример. Для изготовления предлагаемого датчика берется отрезок многожильного провода в полиэтиленовой изоляции марки ПЗА сечением сердечника 1 ммЧ На одном конце провода изоляция стягивается с сердечника на 3-4 мм и оплавляется в пламени горелки до исчезновения канала. Неизолированный медный провод сечением 0,3 мм2 навивается на стержень диаметром 4 мм. Образовавшаяся спираль надевается на изолированный провод и растягивается, а концы спирали закрепляются. Подготовленный та1458791

ким образом провод навивается на оправку диаметром 15,мм.

The invention relates to agriculture and can be used to determine soil moisture in irrigated agriculture. With the aim of

increasing the accuracy of measurements by improving the contact with the soil; the electrodes are made in the form of two wires - insulated and non-insulated; the latter is wound over the insulation of the first wire; the insulation has a hydrophobic surface. The wires of the electrodes are connected to a high-frequency capacitance meter. For a better averaging of the spatial variations in the moisture content of the wire, the wires are coiled in a spiral 4–10 m long. The spiral can shrink 1.3-1.5 times during soil shrinkage. The device is cheap and simple in design, allows for long-term stationary monitoring of soil moisture. 4 il.

FIG. 2

SC "1458791

one

2

1458791

The invention relates to the soil layers measured above with another

technology and can be used to determine soil moisture in irrigated agriculture. $

The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining soil moisture by improving the contact of the soil with the electrodes.

The essence of the method lies in the fact that the insulation of a high-potential wire - an electrode is made of a material with a hydrophobic sliding surface, and a low-potential uninsulated wire - an electrode is pressed over a high-potential insulation with a step that ensures a significant predominance of the capacitive resistance of the sensor over the inductive one. At the same time, the sensor is curled into a flexible helix 4-10 m long, capable of elongating by 25% when stretched.

The length of the sensor is 2--3 times the size of the microcomponents of the soil cover and the width of the capture of the soil-cultivating tool. This contributes to the averaging of spatial inhomogeneities of humidity.

Due to the flexibility of the sensor there is no gaps between 30

electrodes and soil swelling. In the longitudinal direction, the sensor can slip along the soil due to the slight friction. The moisture absorption of the specified insulation 35 is negligible (less than 0.01%). Due to this, in the proposed sensor there are no inertia and hysteresis inherent in the known devices. Under natural conditions, the soil moisture 49 is usually higher than 3-5%, so the absorption of moisture by insulation does not reduce the measurement accuracy.

FIG. 1 shows the design of the sensor; in fig. 2 - the same g in an enlarged form; in fig. 3 is a section A-A in FIG. 2; in fig. 4 - sensor output with a deep tab.

The core of the stranded wire 1 in polyethylene insulation 2 is insulated at the end by welding over polyethylene 3. A bare copper conductor 4 is wound on the wire. The sensor is coiled and laid in the soil across the processing direction of agricultural machines. With a deep tab of the sensor, the output from it can be made with shielded wire 5 to eliminate the influence of humidity (Fig. 4). To the sensor output, contact plates 6 are soldered for connection to a portable capacitance meter. The pin is attached to the peg 7.

The device works as follows.

The sensor is inserted into the soil through a slit made from the surface manually or with the help of some mechanism, for example, a cable layer, a donor layer can be used, which forms a channel deep in the soil and feeds a sensor wire from the surface. After laying the sensor is watering. After the soil shrinks and a stable contact of the soil with the sensor surface is formed, the sensor capacitance is measured by a serial capacitance meter (for example, type E7-9). In field conditions, the device is powered by an 18 KN-3 battery.

The proposed sensor can be represented as two series-connected capacitors - constant and variable.

The dielectric of the permanent capacitor is the insulation of the wire, the dielectric of the variable is the soil.

When the pore space is filled with water, the dielectric constant (E) of the soil increases, since the air pressure equals 1 and the water value equals 80. As a result, when the soil is moistened, the sensor capacity increases.

Sensor calibration, i.e. finding the relationship between capacitance C and soil moisture V is performed by comparing the results of capacitance measurement with moisture obtained by the thermostatist-weight method with multiple repetitions.

Example. For the manufacture of the proposed sensor, a piece of stranded wire is taken in polyethylene insulation of the PZA brand with a cross section of 1 mmH core. At one end of the wire, the insulation is pulled off the core by 3-4 mm and melted in the burner flame until the channel disappears. Uninsulated copper wire with a cross section of 0.3 mm 2 is wound onto a rod with a diameter of 4 mm. The resulting helix is put on insulated wire and stretched, and the ends of the helix are fixed. Prepared by1458791

In this way, the wire is wound on a mandrel with a diameter of 15 mm.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для измерения влажности почвы, содержащее два свитых между собой электрода-провода, соединенных с высокочастотным измерителем емкости, отличающееся тем,A device for measuring soil moisture, containing two interconnected electrode-wires connected to a high-frequency capacitance meter, characterized by 10ten что, с целью повышения точности измерений путем улучшения контакта электродов с почвой, электроды-провода выполнены в виде изолированного высокопотенциального и неизолированного низкопотенциального, спирально навитого поверх изоляции высокопотенциального с шагом, обеспечивающим преобладание емкостного сопротивления датчика над индуктивным на порядок, при этом датчик скручен в спираль длиной 4-10 м с возможностью удлинения в 1,3-1,5 раза.that, in order to improve measurement accuracy by improving the contact of electrodes with the soil, the electrode-wires are made in the form of an isolated high-potential and non-isolated low-potential, spiral-wound over high-potential insulation with a pitch ensuring that the capacitance of the sensor exceeds the inductive one by an order of magnitude, while the sensor is twisted into a spiral 4-10 m long with possibility of extension 1.3-1.5 times. Фиг. 4FIG. four Фиг. 3FIG. 3
SU874289981A 1987-07-27 1987-07-27 Apparatus for measuring moisture content of soil SU1458791A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874289981A SU1458791A1 (en) 1987-07-27 1987-07-27 Apparatus for measuring moisture content of soil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874289981A SU1458791A1 (en) 1987-07-27 1987-07-27 Apparatus for measuring moisture content of soil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1458791A1 true SU1458791A1 (en) 1989-02-15

Family

ID=21321649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874289981A SU1458791A1 (en) 1987-07-27 1987-07-27 Apparatus for measuring moisture content of soil

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1458791A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5142105A (en) Electrical cable and method for manufacturing the same
MX158292A (en) EXTENDED HEATERS
SE8103573L (en) electrode assembly
US6076396A (en) Moisture sensing probe
US4858063A (en) Spiral configuration of electrodes and dielectric material for sensing an environmental property
EP0112002A2 (en) Liquid level detecting probe
SU1458791A1 (en) Apparatus for measuring moisture content of soil
JPS6229754B2 (en)
SE454024B (en) DETECTOR INTENDED TO DETERMINE A CHANGED CONDUCTIVITY IN A MEDIUM
US3683243A (en) Electrical hygrometers
US3864627A (en) Probing for detection of decay in wood
KR940015522A (en) Material surface resistivity measurement method and measuring probe for use therein
JPS6245388Y2 (en)
US2924974A (en) Test circuit cables
SU1264056A1 (en) Soil humidity capacity transducer
SU478594A1 (en) Method of making needle electrode
JP2511462Y2 (en) Sensor probe
SU1399825A1 (en) Cable for seismic probe
SU635394A1 (en) Diaphragm resistance tensor
SU901844A1 (en) Device for measuring temperature
JPH0125462Y2 (en)
JPS59133452A (en) Humidity detecting wire
SU449234A2 (en) Eddy current sensor
JPH055489Y2 (en)
RU1777063C (en) Conductometric pickup - probe