Сигнализатор промерзания иоттаивания почвы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советскин Соцнапнстнческик Ржпубпик(22) Заявлено 03.10.78 (21) 2678913/18-10 (51)М, КЛ,с присоединением заявки Ио(23) Приоритет 6 01 Р 23/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088.8) Дата опубликования описания 23. 04. 81(54) СИГНАЛИЗАТОР ПРОМГРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯПОЧВЕ 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для сигнализации и момента промерэания и оттаивания почвы на5 определенной глубине.Известно устройство для определения момента промерэания и оттаивания почвы на определенной глубине, представляющее.собой заполненную водой коробку (камеру), поверх которой плавает поплавок - поршень, При расширении воды, вследствие замерзания ее в коробке поплавок замыкает сигнальную цепь. При оттаивании льда цепь вновь размыкается 1 . 15Недостатком системы является низкая надежность работы, связанная с наличием механических контактов, изменением их переходного сопротивления при длительном хранении во влаж ной атмосфере, большом перепаде температуры и т.д.При частичном промерэании слоя воды; в камере чувствительность датчика снижается.25Известны ультразвуковые уровнемеры, предназначенные для определения наличия в сигнальном зазоре датчика жидкой или газообразной среды, в работе которых используетсяпринцип оценки измененияэнергии акустичес- ЗО 2кого импульса в волноводе при его демпфировании 2 1.Однако применение подобных датчиков в сигналиэаторе промерзания и оттаивания почвы приводит к резкому уменьшению динамического диапазона чувствительности, Это объясняется тем, что волновые сопротивления воды и льда отличаются между собой гораздо меньше, чем жидкости газообразной среды,Наиболее близким по техничсскойсущности к предлагаемому являетсясигнализатор уровня, содержащий генератор переменного напряжения,двеакустические головки, расположенныесоосно в горизонтальной, плоскости,усилитель и индикатор.фиксация момента смены среды наконтролируемом уровне происходит поизменению затухания продольных ультразвуковых волн, возбуждаемых излучающейголовкой 3 ,Недостатком устройства при использовании его для сигнализации моментапромерэания почвы является, то, чтодекременты поглощения воды и льдана продольных волнах отличаютсявсего на 30.звуковую (разной тональности) индикацию.Камера б, заполненная водой, предназначена для размещения в ней акустических головок, Для устранениявлияния многократно отраженных отстенок камеры ультразвуковых колебаний и паразитного прохождения их покорпусу, стенки камеры выголненыакустически заглушенными с применением, например, резиногористой изо,ляции. Камера с вмонтированными. в нее,акустическими головками устанавливается в почве на определенной глубине,Устройство работает следующимобразом.15В исходном состоянии, если водав камере б не замерзла, излучаемыеголовкой 2 ультразвуковые продольные колебания проходят через слойжидкости и преобразуются акустической головкой 3 в переменное электрическое напряжение. Выходной сигнал усиливается схемой 4 и регистрируется индикатором 5 в виде, напри.мер, определенного уровня напряжения.Уровень регистрируемого сигнала свидетельствует об исправности электроакустического тракта и о наличиижидкой Фазы среды в камере б. Нкомпонента возбуждаемых колебанийчерез жидкость не проходит ЗОПосле промерэания почвы до определенной глубины вода в камере переходит из жидкой Фазы в твердую (превращается в лед), При этом ч,срез сигнальный зазор между акустическими. го-З 5ловками распространяются, наряду спродольными,и поперечные колебаниятипа 5 Н. Поскольку при возбуждениии приеме Р и 5 Н волн выдерживаетсясоотношение (1) и затухание на выходе индикатора 5 резко возрастает(в К-" раз),Использовании предлагаемого устройства, за счет излучения и приемапоперечных типа 5 Н и продольныхволн, позволяет одновременно повысить надежность работы и динамический диапазон чувствительности сигнализатора, обеспечить возможностьконтроля его исправности без извлечения из почвы. Несколько таких 50устройств, размещенных на разныхглубинах промерзания грунта и толщине ледяного покрова соответственно. Формула изобретения угол между направлениемоси максимальной чувствительности датчика и нор.мальв к линии наблюдения;амплитуда напряжения навыходе приемного датчика,соответствующая сигналуР волны при жидкой фазесреды;амплитуда напряжения навыходе приемного датчика,соответствующая суммарно"му сигналу при твердойфазе среды. где Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 45432, кл. 6 01 Г 33/24, 1934.2. Авторское свидетельство СССР Р 510647, С 01 Г 23/28, 1973.3. Колесников Н.Ви др. Контроль уровня жидкости на судах."Судостроением, 1969, с. 149. Сигнализатор промерзания и оттаи" вания почвы, содержащий заполненную водой акустически заглушенную камеру, две. расположенные в ней на некотором расстоянии друг от друга соосно в горизонтальной плоскости акустические головки, соединенные соответственно с выходом генератора переменного напряжения и входом индикатора через усилитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения динамического диапазона чувствительности и обеспечения возможности дистанционного контроля работоспособности устройства, акустические головки выполнены в виде пьезокерамических излучателя и приемника продольных и поперечных волн, ориентированных чувствительными гранями под углом с :к линии наблюдения, причем угол о( выбирается из соотношения823882 оставитель Н.,Бурбелоехред Н. Граб, Корректор Л, Иван Редактор Г. Волко Закаэ 20Тираж 702 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект1