Автоматизированная система управления поливом

 

Изобретение относится к устройствам, применяемым в сельском хозяйстве для автоматического управления исполнительными механизмами полива. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Автоматизированная оросительная система содержит радиоизотопные датчики 1 влажности, подключенные линиями связи через схему опроса 2, дискриминаторы 3 и 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 ветра 13. Выходной сигнал с усилителей-формирователей 5 и 6 позволяет достаточно точно вычислять водородсодержание, 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А Ol G 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4380124/30-15 (42) 11.01.88 (46) 15.02.90. Бюл. № 6 (71) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (72) И. П. Туманов, С. М. Баклашкин и В. Л. Лысов (53) 631.347.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1264873, кл. А 01 G 25/16, 1984. (54) АВТОМАТИЗИ РОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ (57) Изобретение относится к устройствам, применяемым в сельском хозяйстве для автоматического управления исполнительными механизмами полива. Цель изобретения — расширение технологических возможностей. Автоматизированная оросительная система содержит радиоизотопные датчики

1 влажности, подключенные линиями связи через схему опроса 2, дискриминаторы 3

„„Я(.1„„1542488 д ) и 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 ветра 3. Выходной сигнал с усилителей-формирователей 5 и 6 позволяет достаточно точно вычислять водородсодержание, 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 программновычислительного устройства, определяющего наступление темноты и управляющего работой исполнительных механизмов полива.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1542488

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 6, соединенные с пересчетным устройством 7 и индикатором 8, а также связанные с программно-вычислительным устройством 9, подключенным по входу с таймируюшим 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 гаммаквантов, образующихся в корнеобитаемом слое (Π— 50 см) почвы в результате ядерных взаимодействий с почвой быстрых нейтронов, излучаемых источником 16, и гаммаизлучения, 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 так10

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 6 и расчет влажности W. Если полученная влажность почвы меньше заданной Wa, то на выходе процессора появляется разрешающий сигнал на работу блока 14 управления исполнительными механизмами. Начинается полив. Он продолжается в течение некоторого времени t, после чего процессор 30 выдает запрещающую команду и в течение времени 4, необходимого на впитывание влаги почвой, программно-вычислительное устройство 9 находится в режиме ожидания.

По истечении времени t начинается новый опрос блоков 5 и 6, расчет и сравнение влажности почвы с заданной. Если

% (W,. полив повторяется. При W) Wq на логический элемент 28 датчика 12 влажности воздуха поступает деблокирующий сигнал и программно-вычислительное устройство 9 возвращается в первоначальное состояние, цикл измерения повторяет ся. Программа работы процессора заранее записана в блоки 31 памяти. Время полива ti и время, необходимое на впитывание воды почвой 4, задаются в зависимости от структурно-механического состава почвы и возделываемой культуры и за1542488

5 кладываются 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 вет.ра 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 — 20Я потери поливной воды, повысить равномерность полива, т. е. улучшить его качество, и в конечном итоге расширить технологические возможности работы системы управления поливом.

Формула изобретения

1. 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 уси6 лителей-формирователей и таймера, а выход — к блоку управления исполнительными механизмами, а также датчиками освещенности, влажности воздуха и скорости

5 ветра, соединенными с соответствующи ми входами программно-вычислительного устройства.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, 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

З0 которых подключены к входам первой схемы 2И вЂ” НЕ, а третий — к первому входу схемы ЗИ вЂ” HE, второй вход которой соединен с выходом процессора, причем выход схемы ЗИ вЂ” НЕ соединен с ее же третьим входом и с первым входом второй схемы 2И вЂ” НЕ, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 2И вЂ” НЕ, а выход — к процессору.

1542488

От

&аипЮ

Pm А тчюга /

Йп Pun+ сьча f

Pm A m

Составитель Г. Параев

Редактор О. Спесивых Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 355 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101