Устройство управления поливом

. К АВТОРСКОМ1: :.:221) 4639828/15 ; . ".:.. свойств почвы. В качестве датчика влажно- (22) 30.11,88 - : .: : .:, сти, устанавливаемого в контролируемой (46) 07.01.92. Бюл. Ь 1:среде, используют плоский конденсатор, 75) Н. М.Демиденко: ., ; который совместно с индуктивностью обра- (53) 631,347.Ц 088,8) ., : .: зуют Е.С-колебательный контур, являющий- (56) Краткий энциклопедический сло- ся нагрузкой задающего генератора с варь, /Под ред. Ю.А,Степанова. - М.; кварцевой стабилизацией частоты. Сниже. Гос,изд-во технико-теоретической литерату- ние влажности контролируемой среды приры, 1955, с. 152, 400 водит к росту. напряжения в колебательном . (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛ- контуре, которое поступает на исполнитель- ИВОМ .. - .:, . ный блок,выполненный в виде последова- Щ Изобретение относится к сельскому хо-.тельно включенных выпрямителя, эяйству и предназначено для измерения усилителя постоянного тока, порогового влажности почвы или другой среды с одно- блока и реле, При достижении напряжения .временным контролем ее влажности в про- порогового значения за счет изменения емцессе полива. Цель изобретения -кости датчика влажности срабатывает реле, повышение точности поддержания задан- включающее поливную установку. Полив ной влажности почвы за счет исключения длится до восстановления первоначальной влияния изменений физико-механических влажности среды, 1 э.п.ф-лы, 2 ил. Ф1Изобретейие относится к сельскому хо- и окончания полива, Исполнительный блок зяйствуиможетбыть использовано при ав- .содержитпоследовательно включенные вытоиатизации полива,.; . прямитель 4, усилитель 5 постоянного тока,Цель изобретения - повышение точно-пороговоеустройство би реле 7 для включести поддержания заданной влажности по-ния поливной установки 8.чвы за счет исключения влияния измененияУстройство работает следующим обрафиэико-механических свойств почвы " эом.На фиг.1 приведена структурная схема . Задающий генератор 1 с кварцееойстаустройства; на фиг.2 - резонансная кривая билизацией частоты постоянно находится в напряжения на выходе усилителя постоян- рабочем положении и работает на выбранного тока.."., . ной частоте, которая должна быть выше6Устройство управления поливом содер 10 Гц.жит кварцевый задающий генератор 1, под- . До частот (5 - 7) 10 Гц на диэлектри 6ключенный к нему колебательный ческую проницаемость почвы определяю- ВС-контур 2 с емкостным датчиком 3 влаж- щее влияние оказывает вода в ности и исполнительный блок, выходнойадсорбированном состоянии, которая ад сигнал которого определяет момент начала сорбируется на активных центрах поверхнокУ1702970Ю ,юФ.у 3 ЪФ и- рдсти минеральиого скелета йочвц в виде ос- тельно, емкость конденсато анденсато а соответствутровков, В наложенном электрическом поле ют истийным. эти островки предстэвлао собой дийоли, Установка конднсатора с, д вливаетиэмеиение средний размер которыхможет достцгат ными оокладками об славливае порядка 4 - 5 мкм, С увеличекиеи удельной 5 структурЫ почвы, так как приходится заполповерхности йочгы количество диполей ад- нять почвой и растра нство межд бо между о кладкасорбированной ооды увеличивается, что ми конденсатора. оиуслооливает повыщ.ейие И;злектриче- В качестве нагрузки задающеу и задающего генерзсс 1 й йроницаеости почвы. Кроме того, на-тора 1 является колеба-ел н й ВС- ряду с йотенциаломактивного центра 10 в котором емкость 3 является датчиком размер дипо я адсррбировиой:воды оп-влажности. С колебательного кон ра 2 сиг- . ределяется и дламетром йоф. Возможныенал поступает на выпрямитель 4, а затем . колебанияудельнойповерхностидиаметра . выпрямленное напряжение сИЕ ,СилиааЕтСя С порприводяткизменен 1 ао 1 внесколько раз) помощью усилителя 5 постоянного тока, диэлектрическо 11 йронйцаемости почвы при 15 При достижения на выходе силителя 5 опт одинаковоиола;1,"ности: .-:. .".ределенного напряжения открйвается пороговое устройство 6 и под действиемНачастотахвц 1 е 5 - 7) 10 Гцдйполи напряжения срабатывает реле 7, кото ое адсорбиро аннсйводцукенереагируютна включает поливную установк 8, изменение злектрического поля; а си"тема 20., Перед установкой емкостного датчика 3 ведет себя так, как будто би:между жидкой . в грунт определяют парамегры колебатель.: и твердой фазами отсутствует аСякое взаи-: ного контура. Для этого по имеющейся ка- . . .модействие, ПоэтомувуКазаино",диапазо- ". либровочной кривой зависимости емкости " не частот возможные колебания удельной датчика от влажности грунта, устанавлива поверхйости и диаметра пор ие оказывают 25 ют емкость колебательного контура при опвлияния Ъа диэлектрическуЮ проницае- .:тимальной для выращиваемой культурымость, а пбследняй 33 Висит ТОчько От коли-влажности. Затем колебательныЙ кон ур ачестваводдчыв по-цве.:-, .":." . -;-:, .страивается в резонанс таким образо 1, ч о-.Слепователмо,приапрделениивлаж- . бы при заданной емкости на рабочей ностйсреды наччстотахййже(ь - 7) 10.Гц ЗО частоте генератора пороговое напряже ееобходи.1 а."учить 1 па ь удрал йу 1 о поверх-:, в колебательном ЙС-контуре соответствованостьи диаметр пор, .то прэкч.очески нерв-, ло требуемому уровню на резонансной криально. Напротив; й"частотох выше 7 10 Гц, вой фиг.2), учета зтйх факто":ов"не гребу тСя, чтоспо-,.: ". Настройка контура в резонанс произво собствует сущ ствейному говь 1 ш ниц точ дится в заводских условиях, Для этого по : ностй определенйя... .-" ,:.имеющейся калибровочной кривой за исиЕмкостный датчцк влажности, пред- мости емкости датчика от влажности почвы : -"ставляю.ций собол конденс -:ор,обкладки". устайдвливают емкость колебательно-.окоторого располояены в одвай йлоскости иконтура, Ввиду того, что для каждой культу-загерметизирооаны радиочастотным диз ры необходима определенная влажность, влектриком,устанавливается в йредварй- заводских условиях при йастройке контура.,:.тельно увлажненную почву 9 на глубину . принимается среднее зйачение влажности в" максимального рззв 1;Фия корневой вс; мы пределах возмОжйого интервала ее колеба выращиваемой культуры. Владос.ь почвы ний. Для компен"ации емкости, обусловлен-вместе установки-датчика 3 в.,ажнссти дол ной интервалом влажности, в резонансном : жна быть нескорко гыш- оптймальнол длякойтуре параллельно емкости датчика вла кданной культуры. -1 еобхадимость располо-ности включен подстроечный конденсатор ": "-жения о 5 к,адоккондейгсато,.з в одной пло- (не показан). В заводских условиях при на. скостиобь 3 сняет:я следуюарм.- . -,.: стройке контура емкость подстроечногоПочва представляет сабо;1 гетероген конденсатора Сп) устанавливается в средную сйстему, состоящая из та рдой мине-нее положение, В данном случае емкость . ральный скелет), хидкоТ игазообрэзной контура 1 С) равнафаз. Диэлектриескаа паонйцаемость по- . Ск= Сп+Сд,чоц зависйт о д.1 злек",рйческйх йроницае- где Сд - емкость датчика юМности, погрумосте 11 составляюших ее фаз и их обьмной 55 женного в почву при заданной влажности. доли, Структ "з птгоь пр,";ктоаки не нару- При заданной емкости Ск рдссчг 1 тываетщз тсяпри стайокеплоского кондбнсата-ся индуктивность контуРа длл выбранной ра, Ноэтому д 1 гз:;ектрйческгя проницае-чзстоты и снимается кривда резонанса на- ЪФ ; мость србдьГв. д:.1:на", случаи, следова- пряжений, на которой а"1"-ирается пороговое напрях,ение срзбпыи.ця точка 10).Фема, и а в .лчЪЪ с.е. Предположим, что в заводских условиях рогового (ниже точки 10), поливная установконтур настроен для влажности почвы 87 ь, ка отключена, По мере высыхания увлажанеобходимоподдерживатьвлажность 12 О. ненного участка почвы емкость датчикаВ этом случае емкость Сд увеличится на увеличивается, что способствует увеличе 1,95 пф эа счет повышеййя влажности по нию напряжения резонанса в контуре. Пнтуре. ричеы. Для поддержания неизменной емкости достижении порогового значения, что соотконтура С необходимо уменьшить Сп на ветствуетточке 10 нафиг,2, включается по 195 пф; В заводских условиях шкала под- ливная установка. Увеличение влажностистроечного конденсатора градуируется в при поливе вновь приводит к падению напроцентах влажности. Тогда при установке 10 пряжения ниже порогового, полив прекрадатчика влажности на местности поворотом щается. Описанный цикл повторяется и темручки подстроечного конденсатора устанав- самым поддерживается заданная влажиивают заданную влажность полива. ность почей. Когда напряжение в конту ев контуреВ моментустановкидатчика влажностицостигло порогового, а пусковой механизмкогда нет под рукой влагомера, влажность 15 по каким-либо причинам не сработал и попочвы неизвестна. Для начала рассмотрим ливная установка отключена, включается усслучай, когда влажность почвы такова, что тройство сигнализации с учетом задержки.скорость датчика несколько ниже 9,05 пФ. Сигнализация будет работать, пока вследстНа резонансной кривой это будет соответ- еие высыхания почвы точка 10 будет перестеовать точке, лежащей ниже пороговой 20 мещаться по резонансной кривой влево и не10 (150 гпту. В этом случае напряжение в .совместится с точкой 10, В момент совмеконтуре ниже порога срабатывания и поли-щения сигнализация отключается. Учитываявная установка отключены, Дальнейшее вы- .: медленное высыхание почвы, на перемещесыхание почвыспособствует уменьшению ние точки 10 до совмещения ее с точкой 10емкостидатчикаелажностиисоответствен потребуются многие часы и определяютсяноснижается напряжение в контуре. Следо- крутизной резонансной кривой и местоповательно, при высыхании почвы в ложением на этой кривой точки пороговогорассматриваемом случае напряжение в ко- напряжения..нтуре всегда будет ниже порогового и поли- .В полевых условиях возможны значивная .установка отключена,.т.е. полив не 30 тельные колебания температуры внешнейпроизводится:. среды, что обуславливает изменение частоТеперь рассмотрим второй случай, ког- ты задающего генератора. Для исключенияда влажность почвы соответствует емкости, этого в генераторе предусматривается квар датчика влажности несколько большей цеваястабилизациячастоты.9,05 пФ, т.е. положечие точки на резонанс- .35 С учетом того, что датчик влажности за. ной кривой несколько выше пороговой 10; глублен е грунт и для достижения оптималь.В этом случае напряжение е контуре выше ной влажности. необходимо определенноепорогового и поливная установка будет время, аварийная сигнализация включаетсявключена. Происходит полив..с задержкой. Длительность задержки опреПо мере увлажнения почвы емкость дат деляется экспериментальны м путем и завичика влажности увеличивается, вследствие сит от времени проникновения влаги начего точка 10 перемещается по резонанс- глубину установки датчика,. мальнои влажности точка 10 совпадает с поливом обеспечивает автоматический конположением точки 10,Дальнейшее увеличе- .45 троль за поддержанием заданной влажно ние влажности приводит к падению напря- сти среды. например почвы, с высокойжения е контуре ниже порогового и степеньюточностиидостоверности,чтоприполивная установка отключается, А поэто- егоприменениидаетзначительный положиму, когда неизвестна влажность. для исклю- тельный эффект,чения рассмотренного первого случая 50 . ф о р мул а и эо б р е т е н и ядатчик влажности необходимо устанаели. Устройство управления поливом, совать в почву, влажность которой заведомо держащее емкостной датчик влажности повыше оптимальной, т,е. место установки чеы. выполненный в виде подключенного кдатчика предварительно смачивают. кварцевому генератору С-контура, и сеяТаким образом, предварительно увлаж занный с последним исполнительный блок,нив до заведомо большей влажности, чемразмещенный на поливной установке, о ттребуется, место установки датчика, по- л ич а ю щеес я тем,что, с целью повышеследний помещают в почву, Ввиду того, что ния точности поддержания заданной елажемкостьдатчика в этом случае больше опти- ности почвы эа счет исключения влияниямальной, и напряжение в контуре ниже по-изменений Физико-механических свойствЗаказ 5, ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 почвы, обкладки конденсатора ь,С-контура загерметизированц радиочастотным диэ лектриком и расположены в одной плоско" сти,2. Устройство по й,1); о т л и ч а ю щ е ес я тем, что исйолнительны)й блок, разме,щенный на поливной установке, выполнен в. виде последовательно включенных выпрямителя, усилителя постоянного тока, порогового блока и реле включения поливной 5 установки.