SU381015A1

SU381015A1 - DEVICE FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF HUMIDITY OF SOIL-SOILS AREA ZONE

Info

Publication number: SU381015A1
Application number: SU1675046A
Authority: SU
Inventors: И. Г. Новичков Е. М. Никифоров ШЬйНХ НЗК вунеоюоз витель Б. А. Степанов
Original assignee: Ленинградский государственный институт проектированию водохоз йственного , мелиоративного строительства
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1971-06-28
Publication date: 1973-05-15

Description

1one

Предлагаемое устройство может быть использовано при мелиоративно-гидрогеологических изыскани х дл непрерывного измерени влажности почво-грунтов зоны аэрации.The proposed device can be used in land reclamation and hydrogeological surveys for continuous measurement of the moisture content of the soil of the aeration zone.

Основным недостатком известных приборов аналогичного назначени вл етс больша погрешность. Частично эта погрешность обусловлена трудно учитываемыми паразитными емкостными токами и наводимой э. д. с. вторичного излучени . Большое вли ние на точность измерени влажности оказывает величина электропроводимости исследуемой среды, причем погрешность растет с увеличением электропроводимости. Так, например, при измерении влажности Hia частоте f 10 Мгц в среде с электропроводимостью 6 0,35 сим-мпогрешность измерени составит 100% шкалы прибора.The main disadvantage of the known devices of similar purpose is the large error. Partially, this error is due to stray capacitive currents that are difficult to take into account and induced by e. d. secondary radiation. The electrical conductivity of the test medium has a great influence on the accuracy of measuring humidity, and the error increases with increasing conductivity. For example, when measuring Hia humidity at a frequency of f 10 MHz in an environment with an electric conductivity of 6 0.35, the measurement error is 100% of the instrument scale.

При отсутствии данных об электропроводимости среды исключаетс возможность определени абсолютной величины объемной влажности . Поэтому известные приборы можно использовать лишь в качестве индикаторов влажности и в некоторых случа х дл относительных измерений.In the absence of data on the electrical conductivity of the medium, the possibility of determining the absolute value of the bulk humidity is excluded. Therefore, the known instruments can only be used as indicators of humidity and in some cases for relative measurements.

Цель изобретени - устранение вли ни электропроводимости исследуемой среды, а также паразитных емкостных токов и наводимой э. д. с. вторичного излучени на измерениеThe purpose of the invention is to eliminate the influence of the electrical conductivity of the medium under study, as well as parasitic capacitive currents and induced em. d. secondary radiation measurement

влажности и, следовательно, повышение точности измерений.humidity and, consequently, increase measurement accuracy.

С этой целью в предлагаемом приборе, содержашем генератор, нагруженный на антенну-датчик , и измерительное устройство, генератор снабжают модул тором выходного напр жени , выполненным в виде преобразовател сопротивлени в один из параметров высокочастотных колебаний (например, в частоту ). Вход модул тора соединев с антеннойдатчиком , а в измерительное устройство введены приемна антенна и демодул тор, при этом приемна антенна и антенна-датчик с помош ,ью фиксатора закреплены друг относительно друга на рассто нии, соизмеримом с длиной For this purpose, in the proposed device, comprising a generator loaded on the antenna-sensor and a measuring device, the generator is equipped with an output voltage modulator, made in the form of a resistance converter in one of the parameters of high-frequency oscillations (for example, in frequency). The modulator input is connected to the antenna sensor, and a receiving antenna and a demodulator are inserted into the measuring device, while the receiving antenna and the antenna-sensor are fixed to each other at a distance comparable to the length

5 волны.5 waves.

Блок-схема предлагаемого прибора дл измерени влалчности цочво-грунтоБ зоны аэрации изображена на чертеже.The block diagram of the proposed instrument for measuring the moisture content of the Tsun-Soil-B aeration zone is shown in the drawing.

2020

Прибор состоит из передающего и измерительного устройств. Передаюш;ее устройство содержит источник питани /, генератор высокой частоты, состо ш,ий из задающего генератора 2, буферного каскада 3 и усилител мощности 4, нагруженного на симметричный вибратор 5, а также преобразователь 6, соединенный через выход усилител мощности с вибратором . Сигнал с выхода преобразовател подаетс на вход усилител мощности. Преобразователь представл ет собой мультивибратор, частотой которого можно управл ть.The device consists of transmitting and measuring devices. Its device contains a power source /, a high frequency generator, consisting of a master oscillator 2, a buffer stage 3 and a power amplifier 4 loaded on a symmetrical vibrator 5, and a converter 6 connected through the output of the power amplifier with a vibrator. A signal from the output of the converter is fed to the input of the power amplifier. The converter is a multivibrator, the frequency of which can be controlled.

Элементы схемы высокочастотного генератора вместе с низкочастотным преобразователем и источником питани располагаютс между двум лучами антенны и составл ют с ней одно конструктивое целое.The elements of the high-frequency oscillator circuit, together with the low-frequency transducer and the power source, are located between the two antenna beams and form one structural unit with it.

В измерительное устройство входит приемна антенна 7, включенна на вход усилител 8. Усилитель нагрулсен на детектор 9, к одному из выходов которого подключена цепочка из последовательно соединенных усилител низкой частоты 10, преобразовател 11, на который поступает напр жение опорной частоты от опорного генератора 12, частотомера 13 и отсчетного прибора 14. К другому выходу детектора подключен компенсатор 15 с отсчетвым прибором 16. Измерительное устройство питаетс от источника 17 и располагаетс в машине.The measuring device includes a receiving antenna 7, connected to the input of amplifier 8. The amplifier is loaded onto detector 9, to one of the outputs of which is connected a chain of series-connected low-frequency amplifier 10, converter 11, to which the reference voltage from the reference generator 12, a frequency meter 13 and a reading device 14. A compensator 15 is connected to another output of the detector with a reading device 16. The measuring device is powered by the source 17 and is located in the machine.

В начале работы антенна-датчик выноситс в зону, в которой не сказываетс вли ние оператора , регистрируюихей аппаратуры, машины, располагаетс непосредственно на поверхности исследуемой среды и прикрепл етс к машине через высокочастотные изол торы с помош.ью капроновой веревки. Св зь антенны-датчика с регистрируюшей аппаратурой осушествл етс через высокочастотное электромагнитное поле. Под вли нием исследуемой среды длина волны электромагнитных колебаний, возбуждаемых антенной, измен етс . Это приводит к изменению входного сопротивлени антевны и режима работы генератора. Изменение режима работы генератора преобразуетс в прираш ,ение частоты мультивибратора. Вместо мультивибратора может быть применен другой преобразователь , который бы преобразовывал входное сопротивление антенны-датчика в амплитуду, фазу или другие параметры высокочастотных колебаний генератора. Частотой мультивибратора с целью передачи информации о влажности почвы на регистрирующее устройство модулируютс по амплитуде высокочастотные колебани . Преобразование информации о влажности, заложенной в изменении скорости распространени электромагнитных колебаний в исследуемой среде, В низкочастотные изменени амплитуды этих колебаНИИ значительно упрощает аппаратуру. Одновременно по изменению осредненной величины прин той высокочастотной энергии определ етс электропроводимость среды. Эти данные используютс дл введени поправки в измер емую величину влажности. Кроме того, данные о проводимости почвы позвол ют определить глубину просвечивани и использовать результаты дл введени дополнительной поправки при определении объемной влажности . Таким образом, предлагаемый прибор позвол ет производить непрерывное измерение объемной влажности почво-грунтов зоны аэрации .At the beginning of operation, the antenna-sensor is placed in an area in which the operator does not affect the recording equipment, machines, is located directly on the surface of the test medium and is attached to the machine via high-frequency insulators using a nylon rope. The connection of the sensor antenna with the recording equipment is carried out through a high-frequency electromagnetic field. Under the influence of the medium under study, the wavelength of the electromagnetic oscillations excited by the antenna changes. This leads to a change in the input impedance of the grid and the mode of operation of the generator. A change in the mode of operation of the generator transforms into the frequency setting of the multivibrator. Instead of a multivibrator, another converter can be used that would convert the input impedance of the sensor antenna into amplitude, phase, or other parameters of the high-frequency oscillations of the generator. The frequency of the multivibrator in order to transmit information about the soil moisture to the recording device is amplitude modulated by high frequency oscillations. Transforming information about the humidity incorporated in the change in the rate of propagation of electromagnetic oscillations in the medium under investigation, To the low-frequency changes in the amplitude of these oscillations, the equipment greatly simplifies. At the same time, the conductivity of the medium is determined from the change in the averaged value of the received high-frequency energy. These data are used to correct the measured moisture value. In addition, soil conductivity data allows you to determine the depth of translucency and use the results to make an additional correction when determining the bulk moisture. Thus, the proposed instrument allows continuous measurement of the volumetric moisture content of the soils of the aeration zone.

Предмет изобретени Subject invention

Прибор дл непрерывного измерени влажности лочво-грунтов зоны аэрации, содержащий задающее устройство с высокочастотнымA device for continuous measurement of the moisture of the soil aeration zone, containing a driver with high-frequency

генератором, нагруженным на антенну-датчик, и измерительное устройство с приемной антенной , отличающийс тем, что, с целью увеличени точности измерени влажности, генератор снабжен модул тором выходного напр жени ,a generator loaded on the antenna-sensor, and a measuring device with a receiving antenna, characterized in that, in order to increase the humidity measurement accuracy, the generator is equipped with an output voltage modulator,

вход которого соединен с приемной антенной, а измерительное устройство снабжено демодул тором , при этом приемна антенна и антенна-датчик снабл ены фиксатором дл закреплени их одна относительно другой на рассто НИИ , соизмеримом с длиной волны.the input of which is connected to the receiving antenna, and the measuring device is equipped with a demodulator, while the receiving antenna and the antenna-sensor are provided with a clamp to fix them one with another at a distance comparable to the wavelength.