Система регулирования влажности почвы

(56) 1. Механизаций и,злектриФикация.социалистического сельского хозяйства"ф,. 1979, Е б, е. 15"18,2. Авторское евйдетельство СОГР 9 545304.кл. А Ь 1 б 25 РОО 1975. (54)(57) 1. СИСТЙВЭ РЕГУЛМЮВАНИЯ ВЛЛжБОСЖИ ПОЧВцу содержащая мновоонорную поливную маазуну с регулятором скорости, програьмное устройство с измерителем влажности и датчиком влажности, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, сцелью сокращения энергоемкости и снижения металлоемкоети, система .снабжена переключателями датчикоа влажности,.установ-. .ленными натраектории движения средней опоры мазаны, и двумя контроль- .нымн проводаии, соеднненнвва через переключатели с датчиками влажности . и через измеритель .влажности .- с ирограьвным устройством, выход которого подключен и регулятору скорости мази ны,1021434 5 1 О 15 20 ЗО 2. Системапоп. 1, отличаю щ .а я с я тем, что измеритель влажности содержит генератор частоты - и последовательно подключенные кисточнику питания нагруэочное сопро" тивление, два плеча триггера на тиристорах, управляющие электроды которых через разделительный трансформатор подключен к генератору, а дат" чики влажности подключен между като.дами тиристоров триггера последовательно с магазином емкостей.3. Системапоп. 1, отличаю щ а я с я тем, что переключатель датчиков влажности содержит источник питания с коммутатором, управляемым программным устройством, и геркон 4Изобретение относится к сельскому хозяйству и используется для ав- томатизациИ работы поливных машин.Известна система регулирования влажности почвы по результатам обработки метеоданных с измерительной площадки вблизи насосной станции, которая содержит устройства для сбо ра информации по радиационному балансу, осадкам, тепловому потоку в почву, радиоканалы связи с каждой дождевальной машиной и ЭНМ для обработки результатов измерений, расчета сроков и норм полива группы дождевальных машин ЦНедостатком данной системы является ограниченное применение тольно на выравненной местности при равномерности увлажнения почвы всеми поливными машинами, ограниченном уг" ле склона, однородном механическомсоставе при однородных Физических и геофизических характеристикахпочвы.Кроме того, система характеризуется сложностью ее ан реализации, обусловленной необходи,мостью установки радиоканалов связи , что требует использования сложной .аппаратуры для передачи и кодирования сигналов и увеличивает знергопотреблеиие На полиэных машИнаХ. Не, равномерность полива каждой машины в связи с проскальзыванием колес, неучет изменчивости испаряемости с дождевой струи и поля при несинхронном перемещении всех машин на поле создают на каждом поле пестроту влаж ности почвы и, для обеспечения запланированной урожайности, требуют завышения норм полива. Это также . увеличивает энергоемкость поливамаминамидля подключения датчиков влажностик контрольным проводам, управляющаяобмотка которого подключена к электронному ключу на тиристореподключен Ном катодом к заземлению через колесо поливной машины.4. Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что переключательдатчиков влажности выполнен в виде герметичной трубки с жидкостьЮ,один конец которой эластичен и установлен на траектории движения колеса машины, а другой снабжен мембраннойкамерой, мембрана которой через штоксвязана с постоянным магнитом, управляющим положением контактов геркона. 2Известна также система регулирования влажности почвы; содержащая многооперационную поливную машину с регулятором скорости, программное устройство, измеритель влажности почвы и датчики влажности 2 1.Недостатком этой системы является управление поливными машинами по результатам измерения влажности почвы только на одной контрольной плОщадке. Система не учитывает неравномерность полива на всем поле при изменении испаряемости с дождевой струи и поля, при неравномерности движений машины, например при колебании давления воды в трубо проводе или на местности с уклоном. Это требует увеличения нормы полива и увеличивает энергоемкость полива.Цель изобретения - сокращение энергоемкости и металлоемкости.Цель достигается тем, что систе" ма снабжена переключателями датчиков влажности, установленными на траектории движения средней опорымашины, и двумя контрольными проводами, соединеиньпчи через переключа"тели с датчиками влажности и черезизмеритель влажности - с программным устройством, выход которого подключен к регулятору скорости машины.Причем измеритель влажности содержит генератор частоты и последовательно подключенные к источнику питания нагрузочное сопротивление, два плеча триггера на тиристорах, управляющие электроды которых через, разделительный трансформатор подклю.чены .к генератору, а датчики влажности. подключены между катодами тиристоров триггера последовательно с магазином емкостей, при этом переключатали. датчиков влажности выполнены электрического и гидравлическо го типаКроме того, электрический переключатель датчиков влажности содер- жит источник питания с коммутатором, управляемым. программным устройством, и геркон для подключения датчиков влажности к контрольным проводам, унравлиющая обмотка которого подключена к электронному ключу на тириста ре, подключенном катодом к заземлению через колесо поливной машины.Гидравлический переключатель датчиков влажностй выполнен в виде гер метичной трубки с жидкостью, один конец которой эластичен и .установлен . на траектории движения колеса машины а другой снабжен мембранной камерой, мембрана которой через шток связана с постоянным магнитом, управляющим положением койтактов геркона.На фиг. 1 приведена блок-схема регулирования влажности почвы; на фиг. 2 " схема порогоэого измерителя влажности; на фиг. 3.- электрический переключатель датчиков влажности на фиг. 4. - гидравлический переключатель датчиков влажности.Система содержит поливную машину 1, например, дождевальную машину ОЖ) фарегаг 2",контрольные изо.лированные провода 2, проложенные по орошаемому полю между тележками машины,на ведущей- тележке. установленрегулятор 3 скорости. Над контрольними проводами 2 установлен переключатель 4 датчиков б влажности почвы, соединенный с переключателем 5датчика. б влажйости.почвы. Датчик бвлажности почвы через контрольныепровода 2 соединен с программным устройством 7 и измерителем 8 влажности, Регулятор 3 скорости содержит аппаратуру для изменения, в соответствии с заданным программным устройством 7, количества воды, подаваемойв гидроцилйндр ведущей тележки илидля изменения скорости электрифицированных колес привода. В качествеперЕключателя.4 датчиков влажностипочвы использовав привод дождевальной:машины., который. содержит аппаратурудля контактного или бесконтактного(гидравлического или электрического ,типа) управления,переключателем 5,Датчики б влажности почвы уста-.навливаются на неполитом поле впере- ди по:ходу движения машины, на границах участков поля с разными культурами или грунтамнЧасть датчиковустанавливается ва политом участке поля для тарировки их показаний пос-.ле каждого полива.В качестве датчиков б влажностипочвы, установленных на орошаемом , поле Йод пахотйым.слоем в количестве1 О"100 шт., используются коидуктометрические датчики с одинаковымихарактеристиками, например системыСАУПАФИ.Программное устройство 7. включаетв себя, например, минипроцессор иабазе программируемого микрокалькулятора и выполняет следующиефункцийручного или телемеханического эадатчика режимов работы дождевальной ма"айны от влажности .почвы; кратковре О менного включения измерителя влажности и коммутации на трубопровод ма-:заны положительного потенциала логического решающего устройства, .удравляющего переключателем порогов сраба 35 тывания измерителя 8 влажности ирежимом работы регулятора 3 скорости 1 управляющего временем включенияизмерителя влажности по заданнойпрограмме и по счету количества датчиков б.определяет положение машины наполе и выполняет функции запомяна"ния минимального значения сопротивления датчиков 6 влажности почвы политого участка почвы; запоминаниязаданной нормы полива для отдельныхучастков поля.Пороговый измеритель В влажностисодержит генератор частоты 9, разделительный трансформатор 10, к вторичным.обмоткам .которого через диоды 11 подключены управляющие электроды двух плеч триггера на тиристорах12 и 13. На входе тиристора 13 установлено токоограничительное сопротивление начало и. конец которого З 5 соединены с программным устройством7. На выходе .программного .устройства 7 установлена управляющая обмоткаконденсатора 14 переключателя 15,например, шагового искателя. Между 40 концом сопротивления и выходом тиристора 13 установлен источник 16,питания. Датчики влажности почвы .подключены между катодами тиристоров12 и 13 триггера последовательно 45 .конденсатором 14.1 енератор частоты 9 выполнен наизвестных устройствах и настраивается на 1-3 частоты в диапазоне 200800 Гц.Электрический переключатель:датчиков влажности почвы содержит генератор частоты 9, соединенный черезкоммутатор 17, установленный в устройстве 7.(фиг. 1 и 2), с источником16 питания постоянного тока, положительный полюс которого .через коммутатор 17 соединен с .заземлением 1 В;установленным вне:зоны действияполивной машины, и отрицательныйполюс - с трубопроводом 19 машины 1 О На водопроводящем трубопроводе 19машины для уменьшения утечек токаустановлена изоляционная прокладка20. К контрольному проводу 2 подклю.чены положительный полюс источника 65 1 б питания, геркон 21, обмотка уп"равления геркона 21, конденсатор 22 н токоограничительное сопротивление23, соединенное через динистор 24 с управляющим электродом тиристора 25. Катод тнристора 25 соединен с заземлением 26, установленный под колеейколеса 27 привода машины ниже пахотного слоя почвы, К контрольному про" воду 2 подключен датчик б влажности почвы, выход которого соединен с другим концом геркона 21, Тиристор .25, динистор 24, сопротивление 23, конденсатор 22 составляют электронный ключ.Для устранения одновременного включения датчиков б минимальное 15 расстояние между ними больше 10 м.Гидравлический переключатель дат чиков влажности почвы включает два контрольных провода 2, проложенные по ходу движения поливной машины, 9 соединенные с датчиком влажности: почвы б политой, почвы герконами 21. Устройство управления герконами 21 содержит постоянный магнит 28, соединенный с мембранной камерой 29 через 25 герметичную трубку 30 с жндкостью, конец которой эластичен и уставов" лен под колесом 27 поливной мазины с водопроводящим трубопрОводом 19.Устройство работает следующим ЗО ,образом.После запуска в работу машины 1 программное устройство 7 работает в дежурном режиме с,минимальным энергопотреблением, а датчики б влажности отключены от контрольных проводов 2. .При подходе машины 1 к датчикУ б, последний изменяет сопротивление цепи контрольных проводов 2 на вы-сокоомном.входе программного устройства 7 и включает его в.работу. Программное устройство 7 подает пи. тание измерителю 8 влажности, осу- ществляет .цикл измерений датчика б влажности, сравнивает его показания с показаниями тарировочного датчика 45 б влажности политого участка, решает задачу о соответствии скорости мази" ны заданной норме полива, при необ- . ходимости подает сигналы регулятору .3 скорости на изменение нормы по" 50 лнва и отключает измеритель влажности до подхода машины к очередному датчику 6. В процессе движения маши" ны програвеиное устройство 7 осуществляет счет количества датчиков б . Я влажности, определяет положение машины на поле и после срабатывания датчика 6 влажности, установленного на контрольных участках политого поля, изменяет и запоминает его по- б казания влажности.Перед началом работы измерителя 8 влажности по данным точных.приборов и по данным датчиков б влажности почвы, установленных в лизиметре и д на политом участке почвы, производит ся тарировка порогов одновременного срабатывания плеч триггера на тиристорах 12 и 13 по влажности почвы путем выбора 1-.3 рабочих частот гене. ратора частоты; например 2О, 600 и 800 Гц, и подбора переключателем 15 необходимых конденсаторов 14. Эти данные (частота и положение переключателя 15) заносятся в память программного устройства 7 и в дальнейшем используются дня решения задачи выбора скорости .работы макины в соответствии с заданной программой полива,Работа измерительного устройства 8, соглаСно фиг. 2. После включения генератора 9 и источника 16 питания программное устройство 7 переключа-. телем 15 ступенчато увеличивает ем" кость конденсаторов 14. При совладении периода заряда конденсатора 14 (определяемого сопротивлением датчика, б влажности)с периодом частоты генератора происходит одновременное включение двух плеч триггера.Программное устройство 7 фиксирует это включение по прстеканию большего тока через .тиристор 13, сравнивает зафиксированные значения частоты генератора 9 и положение переключателя 15 с заданными значениями и, в случае несоответствия, выдает команду изменения скорости.В процессе движения машины по полю программное устройство 7 по командам датчиков б влажности почвы включается в работу и производит корректировку скорости движения поливной машины.Электрический, переключатель датчиков влажности почвы (фиг. 3) работает по программе устройства 7 (фиг. 1). Источник 16 питания коммутатором 17 периодически подключает сямежду водопроводяшим .трубопрьво" дом 19 и вынесенным за пределы поливной машины заземлением 18, Другой полюс источника 16 питания подключается к контрольному проводу 2 Если колесо 27 машины находится над заземлением .26, то напряжение источника 16 витания больше напряжения срабатывания электронного ключа, который включает обмотку управления геркона 21. После переключения источника 16 витания коммутатором 17 на генератор частоты 9 на 2-5 периодов частоты включается в работу измеритель 8:влажности (фиг, 2), В период задержки .отключения геркона 21 происходит измерение влажности почвы.Вщравлический переключатель датчиков влажности почвы (фиг. 4) работает при наезде колеса 27 поливноймаажны иа эластичную трубку 30, давление жидкдсти по трубке через мембранную камеру 29 перемещает пос,тоянный магнит 28 к геркону 21, который включается и.соединяет. датчик 6влажности к контрольным проводам 2.После прохода привода колеса 27 запределы трубки 30 давление в ней падает, мембранная камера 29 возвращает постоянный магнит 26 в исходноеположениепри котором геркон 21отключен Экономическая эффективность сиоте мы заключается в сокращении затрат на строительство и эксплуатацию мно гопроводной линии связи к каждому датчику влажности, в сокращении из- . лишнего расхода воды на 15, расхода электроэнергии на доставку ее на по" ле и в обеспечении равномерности полива. Все это обеспечивает сокра" щение энергоемкости, а снижение металлоемкости полива и обеспечивает годовой экономический эффект до 30 руб/га.1021434 Составитель Г ПереевБандура техред М.,репер Корректор Г. уешетяикдант еееМвввйчвве акаэ 3948/5ВНИИ 3035в фею ФВвфВМ ул. Проектна 4 ПП фПатентф, г. Икгоро%краз 721 Государств елам нзобре сква, В 35,ВВРисюеенного комитета СОСУтеннй и открытийРаувская наб., д.,4/5