Автоматизированная система управления поливом

(51)5 А 01 О 25/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель(54) АВТОМАТИЗИ РОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ(57) Изобретение относится к устройствам,применяемым в сельском хозяйстве дляавтоматического управления исполнительными механизмами полива. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Автоматизированная оросительнаясистема содержит радиоизотопные датчики1 влажности, подключенные линиями связичерез схему опроса 2, дискриминаторы 3 Я.11542488 ди 4, усилители-формирователи 5 и 6 к пересчетному устройству 7 с индикатором 8. Исполнительные механизмы 15 полива приводятся в действие от блока управления 14, подключенного к программно-вычислительному устройству 9. К входам последнего подключены таймер 10, а также датчики освещенности 11, влажности воздуха 12 и скорости ветра3. Выходной сигнал с усилителей-формирователей 5 и 6 позволяет достаточно точно вычислять водород- содержание, а следовательно, влажность почвы. Таким образом, система управления поливом, начинающая работать в ночное время суток, использует три управляющих параметра: влажность почвы, влажность воздуха и скорость ветра. Указанные параметры находятся под контролем программно- вычислительного устройства, определяющего наступление темноты и управляющего работой исполнительных механизмов полива.2 з.п. ф-лы, 3 ил.50 55 Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в мелиоративном земледелии для автоматического управления исполнительными механизмами полива и для измерения влагозапасов орошаемого массива.Целью изобретения является расширение технологических возможностей системы.На фиг. 1 представлена функциональная схема системы управления поливом; на фиг. 2 - схема радиоизотопного преобразователя влажности почвы:.на фиг. 3 - функциональная схема программно-вычислительного устройства.Автоматизированная система управления поливом включает радиоизотопные датчики 1 влажности, подключенные линиями связи к схеме 2 опроса, дискриминаторы 3 и 4, усилители-формирователи (блоки) 5 и б, соединенные с пересчетным устройством 7 и индикатором 8, а также связанные с программно-вычислительным устройством 9, подключенным по входу с таймирующим устройством 10, датчиком 11 освещенности, датчиком 12 влажности воздуха, датчиком 13 скорости ветра, а по выходу - через блок 14 управления с исполнительными механизмами 15.Датчики 1 влажности почвы, выполненные в виде нейтронных преобразователей, содержат (фиг. 2) плутониевобериллиевый источник 16 быстрых нейтронов, кадмиевую втулку 17, детектор 18 медленных нейтронов, свинцовый экран 19, детектор 20 гамма-излучения, предусилители-формирователи 21 и 22, заключенные в корпус 23.Программно-вычислительное устройство 9 предназначено для управления процессом полива и включает в себя три аналогоцифровых преобразователя 24 - 26 и три логи ческих элемента И 27 - 29, процессор 30, генератор импульсов (не показан) и блок 31 памяти.Система управления поливом работает следующим образом.При наступлении темноты датчик 11 освещенности включает систему управления поливом в режим измерений на определенное время. При этом питание по линиям связи (кабелям) подается на датчики 1 влажности почвы, в которых с помощью детекторов 18 и 20 происходит регистрация соответственно тепловых нейтронов и гамма- квантов, образующихся в корнеобитаемом слое (О - 50 см) почвы в результате ядерных взаимодействий с почвой быстрых нейтронов, излучаемых источником 16, и гамма- излучения, испускаемого кадмиевой втулкой 17 (захватное гамма-излучение кадмия).Расположение детектора 18 медленных нейтронов в непосредственной близости от источника 16 (так называемый нулевой зонд) позволяет получить максимальную чувствительность первичного преобразователя к изменению водородосодержания почвы, а так 10 15 20 25 30 35 40 45 же снизить активность источника быстрых нейтронов. В свою очередь, удаление детектора 20 гамма-квантов на инверсионное (порядка 20 см) расстояние от источника 16 нейтронов позволяет регистрировать рассеянное гамма-излучение, несущее информацию преимущественно о плотности почвы, исключив влияние на результаты ее измерений водородосодержания почвы. Свинцовый экран 19 служит для коллимации захватного гамма-излучения кадмиевой втулки 17 и защиты от его прямой составляющей детектора 20.Электрические сигналы, функционально связанные с водородосодержанием и плотностью почвы, через предусилители-формирователи 21 и 22 радиоизотопных преобразователей и по линиям связи поступают в схему 2 автоматического опроса, где производится периодический счет информации, которая через дискриминаторы 3 и 4, усилители-формирователи 5 и 6 одновременно попадает на пересчетное 7 и регистрирующее 8 устройства, а также на программно-вычислительное устройство 9, которое работает следующим образом. На логические элементы 27, 28 через аналого-цифровые преобразователи 24 - 26 поступает информация с датчиков освещенности 11, влажности воздуха 12 и скорости ветра 13. При соответствии всех параметров, получаемых с них, заданным логический элемент 29 выдает разрешающий сигнал на работу процессора 30, при этом происходит блокировка сигнала, поступающего с датчика 12 влажности воздуха. Процессор 30 начинает съем информации с блоков 5 и б и расчет влажности В. Если полученная влажность почвы меньше заданной Кз, то на выходе процессора появляется разрешающий сигнал на работу блока 14 управления исполнительными механизмами. Начинается полив. Он продолжается в течение некоторого временипосле чего процессор 30 выдает запрещающую команду и в течение времени 1, необходимого на впитывание влаги почвой, программно-вычислительное устройство 9 находится в режиме ожидания. По истечении времени 1 начинается новый опрос блоков 5 и 6, расчет и сравнение влажности почвы с заданной. Если %(Ю,. полив повторяется, При У) Фз на логический элемент 28 датчика 12 влажности воздуха поступает деблокирующий сигнал и программно-вычислительное устройство 9 возвращается в первоначальное состояние, цикл измерения повторяется. Программа работы процессора заранее записана в блоки 31 памяти. Время полива 1 и время, необходимое на впитывание воды почвой 1, задаются в зависимости от структурно-механического состава почвы и возделываемой культуры и за 15424885кладываются в программно-вычислительное устройство 9.Таймирующее устройство 10 служит для выдачи стабильных по времени команд на схему 2 автоматического опроса, пересчетное устройство 7 и программно-вычислительное устройство 9.Датчик 12 влажности воздуха исключает возможность полива в преддверии атмосферных осадков, а датчик 13 скорости ветра подключен к программно-вычислительному устройству 9 с задержкой, что позволяет системе обладать требуемой инерционностью, т. е. она не отключается при резких порывах ветра.Применение системы полива позволяет повысить точность контроля влажности почвы, сократить на 15 - 20 Я потери поливной воды, повысить равномерность полива, т. е, улучшить его качество, и в конечном итоге расширить технологические возможности работы системы управления поливом.Формула изобретения1. Автоматизированная система управления поливом, включающая радиоизотопные датчики влажности почвы, соединенные через схему опроса с двумя дискриминаторами, выходы которых через два усилителя-формирователя и пересчетное устройство подключены к индикатору, а также таймер, связанный с пересчетным устройством и со схемой опроса, и блок управления, подключенный к исполнительным механизмам полива, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, система снабжена программно-вычислительным устройством, входы которого подключены к дополнительным выходам усиблителей-формирователей и таймера, а выход - к блоку управления исполнительными механизмами, а также датчиками освещенности, влажности воздуха и скорости 5ветра, соединенными с соответствующи ми входами программно-вычислительного устройства.2. Система по п, 1, отличающаясятем, что каждый радиоизотопный датчик влажности выполнен в виде установленных 10 в едином корпусе первичного преобразователя с плутонийбериллиевым источником быстрых нейтронов, заключенным в кадмиевую втулку, и детекторами медленных нейтронов и гамма-квантов, подключенными к входам соответствующих предусилителей формирователей, причем детектор медленных нейтронов расположен в рабочей зоне источника быстрых нейтронов, а детектор гамма-квантов - в рабочей зоне кадмиевой втулки и отделен от последней свинцовым 20 экраном.3, Система по п. 1, отличающаяся тем,что программно-вычислительное устройство выполнено в виде блока памяти и подключенного к нему процессора, входы которого соединены с выходами обоих усилителей-формирователей и таймера, а выход - с входом блока управления, а также в виде трех аналого-цифровых преобразователей сигналов датчиков освещенности, скорости ветра и влажности воздуха, первые два из З 0 которых подключены к входам первойсхемы 2 И - НЕ, а третий - к первому входу схемы ЗИ - НЕ, второй вход которой соединен с выходом процессора, причем выход схемы ЗИ - НЕ соединен с ее же третьим входом и с первым входом второй схемы 2 И - НЕ, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 2 И - НЕ, а выход - к процессору.1542488 йп Рол 7 чию Рт Аути Ьг 3.Па о комитета пМосква, Ж -аьский комби изобретения 5, Раушска ат Патент,Рл АулгЧюга 1 Редактор О. СпесивыхЗаказ 355НИИПИ Государственно113035,Производственно-издате СоставитслТехред И. ВерТираж 460 евКорректор М. Максимиши TеПодписноеи открытиям при ГКНТ СССРна 6., д. 4/5Ужгород, ул. Гагарина, 101