Устройство для определения плотности поверхностного слоя почвы по вертикали

(9) й 33/24, 9/24, А 01 0 25 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель(73) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПЛОТНОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯПОЧВЫ ПО ВЕРТИКАЛИ(57) Использование: мелиоративные исследования в сельском хозяйстве, изобретениеможет быть применено для контроля плотности поверхностного слоя почвы, позволяИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при исследовании водно-физических свойств почвы на мелиорированных массивах осушительноувлажнител ьных систем.Цель изобретения - улучшение эксплуатационных параметров устройства.Цель достигается тем, что устройство для " определения плотности поверхностного Слояпочвы, по вертикали содержащее источнику -излучения, включающий сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения питания и спектрометрический усилитель, помещенные в радиационный защитный корпус и соединенные с блоком об; ет улучшить эксплуатационные параметры устройства, Устройство содержит источник и детектор у-излучения, помещенные в радиационный защитный корпус 5, При этом детектор у -излучения содержит сцинтиллятор 2, фотоэлектронный умножитель 5 и делитель 4 напряжения питания, выход которого подключен к входу спектрометрического усилителя 7, а вход соединен с выходом регулируемого источника высокого напряжения, Вход последнего связан с первым выходом амплитудного селектора 8, вход которого соединен с выходом усилителя 7, а второй выход подключен к входу блока 10 обработки информации. Устройство позволяет осуществлять послойное по вертикали определение плотности поверхностного слоя почвы без нарушения естественной структуры почвы и отбора проб, что повышает точность, экономичность и сокращает сроки исследования. 3 ил. работки информации, дополнительно содержит амплитудный селектор и регулируемый источник высокого напряжения, причем вход амплитудного селектора соеди нен с выходом спектрометрического усили теля, а первый и второй выходы подключень, соответственно к входам блока обработки информации и регулируемого источника высокого напряжения, выход которого связан с входом делителя напряжения питания, при этом радиационный защитный корпус имеет сквозной канал, соединяющий источник и детектор 7 -излучения,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данное устройство отличается наличием новых блоков: амплитудного селектора, регулируемого источникавысокого напряжения и их связями с остальными элементами устройства, а также каналом в радиационном защитном корпусе,Сравнение данного решения с другимитехническими решениями показывает, чтовведенные в устройство блоки известны.; Однако при их введении в указанной связис остальными элементами схемы в данноеустройство проявляются новые свойства,что в совокупности с введением в радиационный защитный корпус нового совмещенного элемента, в частности сквозногоканала для соединения источника и детектора у -излучения, приводит к улучшению эксплуатационных параметров устройства.На фиг.1 представлена структурная схема устройства для определения плотностиповерхностного слоя почвы по вертикали;на фиг,2- спектральный состав регистрируемого детектором у -излучения; на фиг.З -зависимость величины глубины (зоны исследования) от начального энергетического порога регистрации.Устройство для определеййя плотностиповерхностного слоя почвы по вертикали(фиг.1) содержит источник 1 у -излучения идетектор у -излучения, включающий Щинтиллятор 2, фотоэлектронный умножитель 3и делитель 4 напряжения питания, помещенные в радиационный защитный корпус5 со сквозным каналом 6, спектрометрический усилитель 7, амплитудный селектор 8,регулируемый источник 9 высокого напряжения и блок 10 обработки информации, Нафиг.2 обозначены полный спектр 11 регистрируемого детектором у -излучения и дороги 12, 13, 14 и 15 амплитудного селектора 8,. На фиг.З представлена зависимость 16 зоныисследования (глубины) от энергии регистрируемого у -излучения,Устройство работает следующим образом.Источник 1 у-излучения испускает кванты, которые рассеиваются в поверхностном слое почвы, регистрируютсясцинтиллятором 2 и преобразуются фотоэлектронным умножителем 3 в последовательность электрических импульсов, которые,проходя через спектрометрический усилитель 7, попадают в амплитудный селектор 8,Амплитудный селектор 8 из всего спектра регистрируемого детектором у -излучения выделяет два канала - счетный и реперный.Энергетический диапазон счетного канала определяется требуемой глубиной измерений, при этом максимальной глубине(20 см) соответствует участок спектра регистрируемого у -излучения, находящийсямежду нижним порогом 12 и верхним 14, аминимальной (5 см) - между 13 и 14 порогами (фиг.2). Следовательно, для измененйя5 глубины, т.е. вертикального профилирования поверхностного слоя почвы достаточноизменить начальный энергетический порогрегистрации рассеянного у -излучения спомощью амплитудного селектора 8.Далее импульсы счетного канала с первого выхода амплитудного селектора 8 поступают на вход блока 10 обработкиинформации, где регистрируются за определенное время, преобразуются по заданному алгоритму и отображаются нэ таблонепосредственно в единицах плотности(прямая индикация).Реперный канал служит для управлениярегулируемым источником 9 высокого на 20 пряжения, стабилизируя коэффициент уси,ления фотоэлектронного умножителя 3. Онсоздается путем выделения из спектра регистрируемого детектором у -излучения, импульсов, амплитуда которых больше порога15. Порог 15 устанавливается по вершинереперного пика, в качестве которого используется фотопик прямого излучения источника 1. Реперный пик получается за счетсквозного канала 6 в радиационном защит 30 ном корпусе 5, соединяющего источник 1у-излучения и сцинтиллятор 2. При этом диаметр канала 6, который определяет скорость счета реперного канала, выбираетсяисходя иэ требуемого коэффициента стаби 35 лизации высокого напряжения, а следовательно, и коэффициента усиленияфотоэлектронного умножителя 3. Длина канала 6 определяется размером зонда, т.е.расстоянием между центрами источника 1 и40 сцинтиллятора 2,Импульсы реперного канала с второговыхода амплитудного селектора 8 поступают на вход источника 9 высокого напряжения, Отклонение количества сосчитанных45 импульсов в реперном канале от заданногоприводит к соответствующему изменениювысокого напряжение на выходе источника9 (при уменьшении числа сосчитанных импульсов напряжени на его выходе возра 50 стает, а при увеличении - уменьшается), эследовательно, и к изменению напряжения,подаваемого на вход делителя напряжения4, тем самым осуществляя стабилизацию коэффициента усиления фотоэлектронного55 умножителя 3,Таким образом, данное устройство позволяет по сравнению с прототипом осуществлятьопределение плотности поверхностного слояпочвы по вертикали, при этом плотность конт1814729 20 Г ролируется по слоям 0-5, 0-10, 0-15 и 0-20 см без нарушения естественной структуры почвы и отбора проб, с высокой точностью, экспрессностью и экономичностью.гфФормула изобретения Устройство для определения плотности поверхностного слоя почвы по вертикали, содержащее размещенные в нишах защитного радиационного корпуса источник гамма-излучения и детектор гамма-излучения, включающий сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель и делитель напряжения, выход которого соединен с входом спектрометрического усилителя, и блок обработкиМ 3 информации, о т л и ч з ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных параметров устройства, оно снабжено амплитудным селектором и регулируемым источником 5 высокого напряжения, вход которого соединен с первым выходом амплитудного селектора, а выход подключен к входу делителя напряжения питания, при этом выход спектрометрического усилителя связан с входом 10 амплитудного детектора, второй выход которого соединен с входом блока обработки информации, а в защитном радиационном корпусе выполнен канал, сообщающий излу чающий выход источника гамма-излучения Сприемным входом сцинтиллятора.1 В 14729 во лю г Риг Составитель И.ТумановаТехред М.Моргентал Корректор И,Шул Редакт м при ГКНТ СССР водственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж л,Гагарина,аказ 184 ВНИИ Тираж ударственного комитата по 113035, Москва, Ж