SU911282A1 - Thermal converter of soil moisture potential - Google Patents

Thermal converter of soil moisture potential Download PDF

Info

Publication number
SU911282A1
SU911282A1 SU792806316A SU2806316A SU911282A1 SU 911282 A1 SU911282 A1 SU 911282A1 SU 792806316 A SU792806316 A SU 792806316A SU 2806316 A SU2806316 A SU 2806316A SU 911282 A1 SU911282 A1 SU 911282A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
converter
moisture
temperature
soil
porous
Prior art date
Application number
SU792806316A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Менделевич Могилевский
Файзулла Шукурович Ходжаев
Михаил Наумович Яккер
Original Assignee
Агрофизический научно-исследовательский институт
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 Агрофизический научно-исследовательский институт filed Critical Агрофизический научно-исследовательский институт
Priority to SU792806316A priority Critical patent/SU911282A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU911282A1 publication Critical patent/SU911282A1/en

Links

Description

(54) ТЕПЛОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОТЕНЦИАЛА (54) HEAT POTENTIAL CONVERTER

ff

Изобретение ртноситсй к измерительной технике, а именно к влагометрии и может быть использовано в . устройствах, предназначенных дл  измерени  потенциала влаги в почвахThe invention is related to measuring equipment, namely, moisture measurement and can be used in. devices designed to measure the moisture potential in soils

Известны тепловые преобразователи потенциала влаги почв, содержащие термистор с окружающим его проволоч-. ным нагревателем, заключенные в гипсовый пористый блок, При помещении теплового преобразовател  в почву в результате свободного влагообмена пористей блок напитьшаетсй влагой, и через некоторое врем  потендиалы влаги в преоС разователё и в окружающей , его почве выравниваютс . При пропускании тока через нагревательный элеме нт температура термочу1вст вительного элемента растет. Скорость росуа температуры зависит от дссе йй  тепла в блок, и, еле доввтельно от влагосодержани  и соответствующего ему потенциала влаги внутри пористого блока. Указанна  скорость -роста температуры и прини1маетс  за меру величины потенциала влаги почвы. Различие скоростей роста температуры при изменении величи ,ны влажности пористого блока от влагонасыщенного до воздушносухого ВЛАГИ ПОЧВЫThermal converters of the soil moisture potential are known, which contain a thermistor with a wire surrounding it. When a thermal converter is placed in the soil as a result of the free moisture exchange of the porous block, the block is watered with moisture, and after a while the moisture potentials develop in the surrounding and surrounding soil. When current is passed through a heating element, the temperature of the thermostatic element grows. The rate of dew temperature depends on the dssy yy heat in the block, and, hardly, from the moisture content and the corresponding moisture potential inside the porous block. The indicated rate is the temperature increase and is taken as a measure of the potential of the soil moisture. The difference in the rate of growth of temperature with a change in the value of the moisture content of the porous block from moisture-saturated to air-dry soil moisture.

характеризует чувствительность теплового преобразовател  и зависит, в основном, от материала, из которого выполнен пористый блок 1.characterizes the sensitivity of the thermal converter and depends mainly on the material from which porous block 1 is made.

Недостатками такого преобразовател , помимо невысокой чувствительности ,  вл ютс  низка  стабильность Характеристик из-за постепенного разрушени  гипсового блока под дейto ствием влаги и его мала  механическа  прочность.The disadvantages of such a converter, in addition to its low sensitivity, are low stability of the Characteristics due to the gradual destruction of the gypsum block under the action of moisture and its low mechanical strength.

Известен тепловой преобразователь , в котором используетс  пористый блок из керамики, в центре кото15 рого располагаетс  термистор, служащий одновременно нагревателем и термочувствительньам элементом; Механическа  прочность   стабильность ха-, рактеристик этого преобразовател  A heat converter is known in which a porous ceramic block is used, in the center of which there is a thermistor serving as a heater and a temperature-sensitive element at the same time; Mechanical strength is the stability of xa, the characteristics of this converter

20 значительно выше 220 significantly higher 2

Однако чувствительность данного преобразовател  не превышает 1,5. Кроме того, применение термистора However, the sensitivity of this converter does not exceed 1.5. In addition, the use of a thermistor

25 приводит к зависимости показаний преобразовател  от температуры почвы,25 leads to the dependence of the tester transducer on the temperature of the soil,

Claims (2)

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  тепловой преобразователь, содержащий полу30 проводниковый диод с нагревательной спиралью, размещенной в пористом блоке. При пропускании тока нагрева через спираль теплова  волна распростран етс  в пористый блок, изме н   температуру полупроводникового диода, который служит термочувствительным элементом 3. Однако чувствительность известно го преобразовател  мала и не превышает 2. Целью изобретени   вл етс  позы шение чувствительности теплового преобразовател  потенциала влаги почвы. Эта цель достигаетс  тем, что пористый блок преобразовател , содержащего полупроводниковый диод с нагревателем, выполнен из порошкообразного абразивного материала (наполнитель) с высокой теплопроводностью , заключенного во влагопроницаемую оболочку. Влагопроницаема  оболочка необходима дл  обеспечени  механической прочности преобразовател  и выполнена в виде цилиндрического стакана из пористой керамики. Наполнителем служит абразивный порошок, изготовленный из какого -либо одного вида материала: электрокорунда, кварца, карбида бора или алмаза с размерами частиц от единиц до сотен микрон, т. е. размерами, соответствующими естественной дисперсности большинст ва почв. . На чертеже схематически изображе предлагаег мй преобразователь. Влагопроницаема  оболочка 1, выполненна  из пористой керамики, заполнена кварцевым порошком 2. В цен ре блока расположены проволочный никелевый термочувствительный элемент 3 и нагревательна  спираль 4 из нихрома. Тепловой преобразователь перед измерени ми ввод т в почву. Дл  измерени  потенциала влаги через нагрёвательный элемент 4 преобразовател  пропускают ток и определ ют скорость роста температуры термочувствительного элемента 3, например , по величине изменени  его сопротивлени , В сухой почве рассе ние тепла от нагревательного элемента мало из-за большого контактного теплосопротивлени  между частицами кварца, В этом случае скорость роста температуры, а следовательно , изменение сопротивлени  термочувствительного элемента велико . Во влажной почве, под действием почвенной влаги, заполн ющей поры между частицами, порошок насыщаетс  до равновесного значени  влагосодержани , тепловой контакт между частицами улучшаетс , возрастает отдача тепла от нагревательного элемента и, соответственно, уменьшаетс , скорость .роста температуры термочувствительного элемента. Стабильность характеристик преобразовател  достигаетс  за счет высокой твердости частиц, обеспечивающей посто нство контактов между частицами, а значит , контактного теплосопротивлени . Чувствительность предлагаемого преобразовател , характеризуема  отношением скоростей роста температуры термочувствительного элемента дл  сухого и полностью влагонасыщенного состо ний, достигает 10 - 15, что в 5 - 10 раз больше, чем у известных тепловых преобразователей. Формула изобретени  Тепловой преобразователь потенциала влаги почвы, содержащий полупроводниковый диод с нагревательной спиралью, размещенной в пористом блоке, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности , пористый блок выполнен из абразивного порошкообразного материала с высокой теплопроводностью. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Глобус A.M. Экспериментальна  гидрофизика почв. Л., Гидррметеоиздат , 1969, с. 190. The closest technical solution to the invention is a heat converter comprising a semi-conductor diode with a heating coil located in a porous block. When the heating current passes through the spiral, the heat wave propagates into the porous block, changing the temperature of the semiconductor diode, which serves as a temperature-sensitive element 3. However, the sensitivity of the known converter is small and does not exceed 2. The aim of the invention is to lower the sensitivity of the thermal potential of the soil moisture potential. This goal is achieved by the fact that a porous transducer block containing a semiconductor diode with a heater is made of a powdered abrasive material (filler) with high thermal conductivity, enclosed in a moisture-permeable shell. The moisture permeable shell is necessary for ensuring the mechanical strength of the converter and is made in the form of a cylindrical cup made of porous ceramics. The filler is an abrasive powder made from any one type of material: electrocorundum, quartz, boron carbide or diamond with particle sizes from a few to hundreds of microns, i.e. sizes that correspond to the natural dispersion of most soils. . In the drawing, a schematic representation of the proposed converter is shown. The moisture permeable shell 1, made of porous ceramics, is filled with quartz powder 2. In the price of the re block, nickel wire is placed between the sensing element 3 and the heating coil 4 of nichrome. The heat converter is introduced into the soil before measurements. To measure the potential of moisture through the heating element 4 of the converter, a current is passed and the rate of temperature rise of the thermosensitive element 3 is determined, for example, by the magnitude of the change in its resistance. In dry soil, the heat dissipation from the heating element is small due to the large contact heat resistance between quartz particles In this case, the rate of temperature rise, and consequently, the change in resistance of the thermosensitive element is large. In wet soil, under the action of soil moisture filling the pores between the particles, the powder is saturated to an equilibrium moisture content, the thermal contact between the particles improves, the heat from the heating element increases and, accordingly, the temperature of the temperature sensitive element increases. The stability of the characteristics of the converter is achieved due to the high hardness of the particles, ensuring the stability of the contacts between the particles, and hence the contact heat resistance. The sensitivity of the proposed converter, characterized by the ratio of the growth rates of the temperature of the temperature-sensitive element for the dry and fully moisture-saturated state, reaches 10-15, which is 5-10 times greater than that of the known thermal converters. Claims of the invention A soil moisture potential thermal converter comprising a semiconductor diode with a heating coil placed in a porous block, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the porous block is made of an abrasive powder material with high thermal conductivity. Sources of information taken into account in the examination 1.Globus A.M. Experimental soil hydrophysics. L., Gidrrmeteoizdat, 1969, p. 190. 2.B oodworth М.Е. and Page Э.в. Soif sci, soc. Amer Proc,, 1957, vof. 21, 1, p. 11 - 15. З.РЬепе С. Э, , Hoffman, G.3, , Rau6ins S.L. Soif sci, soc.Amer. Proc., 1971, vpt. 35, p. 27 - 33 (прототип).2.B oodworth ME and Page EB Soif sci soc. Amer Proc ,, 1957, vof. 21, 1, p. 11 - 15. Z. Pepe S. Oe,, Hoffman, G.3,, Rau6ins S.L. Soif sci, soc.Amer. Proc., 1971, vpt. 35, p. 27 - 33 (prototype).
SU792806316A 1979-08-09 1979-08-09 Thermal converter of soil moisture potential SU911282A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792806316A SU911282A1 (en) 1979-08-09 1979-08-09 Thermal converter of soil moisture potential

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792806316A SU911282A1 (en) 1979-08-09 1979-08-09 Thermal converter of soil moisture potential

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU911282A1 true SU911282A1 (en) 1982-03-07

Family

ID=20844873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792806316A SU911282A1 (en) 1979-08-09 1979-08-09 Thermal converter of soil moisture potential

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU911282A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990013812A1 (en) * 1989-05-04 1990-11-15 Allan Kenneth Wallace Soil moisture assessment by heat capacity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990013812A1 (en) * 1989-05-04 1990-11-15 Allan Kenneth Wallace Soil moisture assessment by heat capacity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Phene et al. Measuring soil matric potential in situ by sensing heat dissipation within a porous body: I. Theory and sensor construction
Studebaker et al. The influence of ultimate composition upon the wettability of carbon blacks
US1855774A (en) Humidity measuring
US2718141A (en) Electro-thermal element for measuring moisture in porous media
Bloodworth et al. Use of thermistors for the measurement of soil moisture and temperature
SU911282A1 (en) Thermal converter of soil moisture potential
Müller et al. Use of thermistors in precise measurement of small temperature differences
US5142901A (en) Specific heat based moisture sensor
Razouk The Heat of Wetting of Wood Charcoal by Some Common Liquids.
Godbee et al. Thermal conductivities of MgO, Al2O3, and ZrO2 powders to 850 CI Experimental
Shuai et al. Use of a new thermal conductivity sensor to measure soil suction
US2343520A (en) Method of measuring moisture
GB2051372A (en) Testing thermal conductivity gemstones
ES8505104A1 (en) Heat-flow meter for monitoring heat-generating materials within a container.
US2128462A (en) Thermocouple hygrometer
GB2114293A (en) Equipment for calibration of instruments having a temperature sensing unit
Wendlandt Concurrent DTA, electrothermal analysis and TG using DuPont thermal analysis equipment
SU800714A1 (en) Heat flux detector
Rawlins Some new methods for measuring the components of water potential
US2706911A (en) Heat conductivity manometer
SU1250926A1 (en) Heat transmitter of moisture potential of particle materials
Stott An isothermal micro-calorimeter
SU726443A1 (en) Heat flowmeter
JPS566116A (en) Liquid level indicator
SU147819A1 (en) Heat meter to measure heat flow in soil