Способ контроля влагообеспеченности растений

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для контроля увлажнения почвыкорнеобитаемого слоя и контроляффизического состояния растений.Наиболее близким к изобретениюявляется способ контроля влагообес"печенности растений, включающий посылку электромагнитной волны параллельно поверхности и регистрациюее ослабления.Величина ослабления сигнала, пропорциональная концентрации водныхпаров по трассе прохождения, фиксируемая приемником, позволяет судить о влагообеспеченнасти растенийпо показаниям измерителя испарений 11.Однако концентрация водных паровнад полем определяется не толькоинтенсивностью испарения с его поверхности (а именно, она позволяетсудить о влагообеспеченности растений), но и интенсивностью воздушного обмена с вышележащими слоями, который резко зависит от градиента тем"пературы, интенсивности турбулентно-го потока, влажности атмосферы. Всвязи с этим, показания измеряемойвеличины неоднозначно отражают состояние водообеспеченности растений,вследствие чего может осуществлятьсянесвоевременная водоподача, непроизводительная потеря воды.Помимо этого в измерениях по данному способу невозможно устранитьнаводки от атмосферных радиоволн ивлияние рельефа местностиЦелью изобретения является повышение точности контроля влагообес 1печенности растений,Поставленная цель достигается тем, что посылку электромагнитных волн формируют в виде двух приземных электромагнитных волн вертикаль ной и горизонтальной поляризации, а о влагообеспеченности растений судят по разности ослаблений этих волн.Способ основан на различной зависимости коэффициента ослабления электромагнитных волн различных поля. ризаций от диэлектрической. прони" цаемости и проводимости почвы при прохождении их над поверхностью поля. Коэффициент ослабления риэем" ной электромагнитной волны приближенно описывается уравнением 2+О Зх- мю щей-.ю + 0,6 Х + хфгде х - численное расстояние.Величина численного расстояния определяется для вертикально поляризованной электромагнитной волны выражением%з 10 Ъ б+(60 ЛЩ а для горизонтально поляризованной волны какТ Х =(Я -1) ф(6014)Х где г - расстояние, пройденное волной ф ,4 - диэлектрическая проницаемость:и проводимость почвы;" длина излучаемой волны.Как видно, изменение коэффициента ослабления электррмагнитных волн, распространяющихся над поверхностью раздела воздух - земля и имеющих различную поляризацию, при измене" 25 нни влажности почвы различно и имеет противоположное направление, Так, .коэффициент ослабления вертикально поляризованной волны при увеличении влажности почвы увеличивается, а горизонтально поляризованной волны. уменьшается. Раздельный прием электромагнитных волн различной поляризации в точке приема иа трассе, распространения и сравнение величин 35 принимаемых сигналов определяют величину влажности почвы поверхност 1 ного слоя контролируемого поля и соответственно влагообеснеченность растений. 40На чертеже приведена блок-схема реализации способа.Накраю поля, занятого возделываемой культурой, влагообеспеченность которой изменяется непосредственно над его верхностью, устанав ливается вертикальная антенна 1 и горизонтальная антенна 2, перпендикулярная вертикальной и направлению излучения, а также передатчик-генератор сигналовУКВ диапазона 3, 50Генератор возбуждает одновременно вертикальный и горизонтапьный вибраторы через блок 4 дифференциальной трансформации, осуществляющий ,деление выходной мощности передатчи.ка"генератора УКВ диапазона 3 попо:лам. Тип передатчика выбирается в зависимости от выходной мощности и площади контролируемого поля.93 Составитель В. АлексеевРедактор А. Шандор Техред С.Легеза Корректор Г. Огар Заказ 3322/2 Тираж 722 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 10932Таким образом, на передающем кон-це формируется система двух электромагнитных волн - вертикальной и горизонтальной поляризации, излучаемая над контролируемым полем. По,прохождении электромагнитных волннад почвой, каждая,из них претерпевает различное ослабление, величинакоторого определяется влажностью поч.вы. 10На другом, приемном, конце поляустанавливаются вертикальная 5 иперпендикулярная ей и направлениюизмерения горизонтальная 6 приемныеантенны, каждая из которых подключена к.входу приемников 7 и 8, Выходыприемников 7 и 8 подсоединены ккомпаратору 9. Причем выход приемника, подключенного, например, кгоризонтальному вибратору, подан на 20компаратор через последовательносоединенный аттенюатор-измеритель 10влажности (например переменный резистор) .Вертикально поляризованная элект. 25ромагнитная волна принимается толь-ко вертикальной антенной 5, а горизонтально поляризованная - горизонтальной 6. Каждый из приемников 7и,8 принимает соответствующий сигнал зои подает его на выход в виде постоян..которого пропорциональна соответствующему коэффициенту ослабленияэлектромагнитной волны, происшедшему вследствие их прохождения иадграницей раздела воздух - земля,т.е. над поверхностью контролируемого поля, верхний (корнеобитаемый)слой почвы которого своей влажнос Отью определяет ее электрическиепараметры - диэлектрическую проницаемость и проводимость,Компаратор 9 фиксирует отклоне. ние от нулевого положения, за которое принято, например, такое, когда приемники при полном увлажнении почвы подают на выходах одинаковые величины напряжения, Аттенюатор-измеритель 10 влажности, проградуированный в относительных величинах влажности, регулировкой величины напряжения на выходе приемника 8 (подключенного к горизонтальному вибратору) обеспечивает равенство напряжений обоих сигналов на входах компаратора 9, при котором последний вновь фиксирует нулевое значение. Показание аттенюатора-измерителя 10 влажности, в этом случае дает значение влажности верхнего слоя почвы и соответствующую оценку влагообеспеченности растений,При этомв измерениях отсутству-ет влияние растительности поля,. так как на приеме обеспечивается вычитание величин, индуцированных двумя электромагнитными волнамиВ предлагаемом способе метод измерений относительный, так как на излучающем конце формируется система двух независимых электромагнитных волн и, поскольку, на приемном конце Фиксируется разница индуцируемых ими сигналов, то в отличие от известного затухание электромагнитных волн вследствие. наличия растительного покрова и иные влияния вза. имно вычитаются и не влияют на измеряемую величину.Оценка влагообеспеченности расте. ний по измерению влажности наиболее динамичного и непосредственно связанного с физиологическим состоянием растения поверхностного слоя почвы, устраняет влияние атмосферных и Физиологических Факторов. Точность в определении влагообеспеченности растений, а соответственно в определении начала полива, возрастает до нескольких часов в отличие от одного-двух дней у известного.