Система для контроля водного баланса почвы

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при водно-балансовых исследованиях на мелиорированных землях. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и упрощение конструкции. Система включает емкость 1 с монолитом почвы, емкость 2 контроля уровня, водоподпитывающий узел 3 и узел 4 сброса, узел 10 перемещения емкости контроля уровня, блок 11 управления и программный блок 18 с датчиком положения емкости 2 контроля уровня. При изменении уровня грунтовых вод в ёмкости 1 с монолитом почвы изменяется уровень в емкости 2 контроля уровня, о чем сигнализирует электроконтактный датчик 15 уровня в блок 11 управления, который, управляя электромагнитными клапанами 5, 6, 7 и 8 осуществляет слив или долив воды через дозированные емкости узлов сброса 4 или водоподпитывания 3. Информация о количестве доз служит для контроля изменения уровня в емкости 1 и отражается в блоке 12 питания и регистрации. В результате сравнения сигналов с датчика 18 положения емкости 2 контроля уровня 2 и программного блока 13 уровень воды в емкости 1 приводится в соответствие с моделируемым уровнем грунтовых вод. 3 ил. а Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1697640 А1

s А 01 G 25/16, 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. Ю ,I

4», 1 l

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815674/15 (22) 23.04.90 (46) 15.12.91. Бюл. М 46 (71) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (72) И.П.Туманов, С.М.Баклашкин, В.Л.Лысов и В.И.Солилин (53) 631.347.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1436445, кл. А 01 G 25/16, 1987. (54) СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОДНОГО

БАЛАНСА ПОЧВЫ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при водно-балансовых исследованиях на мелиорированных землях, Цель изобретения— расширение технологических возможностей и упрощение конструкции. Система включает емкость 1 с монолитом почвы, емкость 2 контроля уровня, водоподпитывающий узел 3 и узел 4 сброса, узел 10 перемещения емкости контроля уровня, блок 11 управления и программный блок 18 с датчиком положения емкости 2 контроля уровня, При изменении уровня грунтовых вод в емкости 1 с монолитом почвы изменяется уровень в емкости 2 контроля уровня, о чем сигнализирует электроконтактный датчик

15 уровня в блок 11 управления, который, управляя электромагнитными клапанами 5, 6, 7 и 8 осуществляет слив или долив воды через дозированные емкости узлов сброса 4 или водоподпитывания 3. Информация о количестве доз служит для контроля изменения уровня в емкости 1 и отражается в блоке

12 питания и регистрации. В результате сравнения сигналов с датчика 18 положения емкости 2 контроля уровня 2 и программного блока 13 уровень воды в емкости 1 приводится в соответствие с моделируемым уровнем грунтовых вод. 3 ил.

1697640

Изобретение относится к сельскому хозяйству, и может быть использовано при водно-балансовых исследованиях на мелиорированных землях.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, упрощение конструкции.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы для контроля водного баланса почвы; на фиг. 2 — кинематическая схема узла перемещения панели регулирования; на фиг. 3— функциональная схема программного блока.

Система содержит емкость 1 с монолитом почвы и измерительную емкость 2 контроля уровня, выполняющую роль регулятора уровня грунтовых вод в емкости

1, которые соединены как сообщающиеся сосуды.

Емкость 2 контроля уровня снабжена посредством входного патрубка и патрубка водослива с водоподпитывающим узлом 3 и узлом 4 сброса, выполнен ными в виде дозированных емкостей (дозаторов). Узлы водоподпитывающий 3 и сброса 4 снабжены перепускными электромагнитными клапанами 5-8 на входах и выходах и смонтированы вместе с емкостью 2 контроля уровня на панели 9 регулирования:, передвигающейся в заглушенной скважине с помощью узла 10 перемещения емкости контроля уровня (панели 9 регулирования), Устройство содержит также блок 11 управления с электрокоммутационной схемой (не показана), блок 12 питания и регистрации, программный блок 13 и источник 14 водоподачи. Уровень жидкости в емкости 2 контроля уровня и дозированных емкостях

3 и 4 регистрируется блоком 11 управления с помощью электроконтактных датчиков

15-17 уровня..

Кроме того, система содержит датчик 18 положения (например, емкостного, реостатного или индуктивного типа), который размещен на панели 9 регулирования и предназначен для преобразования ее механического перемещения в изменение того или иного электрического параметра, Узел 10 перемещения панели регулирования (фиг. 2) предназначен для вертикального ее перемещения с целью изменения уровня грунтовых вод в емкости 1 и включает в себя реверсивный электродвигатель 19 постоянного тока, соединенный с зубчатой передачей 20 посредством эластичной муфты 21, ходового винта 22, установленного в опорах 23, а также направляющие 24 панели 9 с гайкой 25, Блок 11 управления с электрокоммутационной схемой предназначен для управле10

30

55 ния всем устройством и включает в себя электронные ключевые элементы, электромагнитные реле, стабилизатор опорного напряжения, генератор.синусоидального напряжения, схему переключения, структура которых основана на применении стандартных логических элементов (элементы

И-НЕ, ИЛИ и т.п.) на базе серийных микросхем (например, серий К155, К511) реле и конденсаторах самых разнообразных типов.

Программный блок 13 (фиг. 3) предназначен для изменения уровня грунтовых вод и емкости 1 по заданной программе и содержит таймер 26, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 27, цифроаналоговый преобразователь 28 и элемент сравнения 29.

Система работает следующим образом.

При выпадении осадков повышается уровень воды в емкости 1 с монолитом почвы и соответственно в соединенной с ней емкости 2 контроля уровня. Через сливную трубку и электромагнитный клапан 7 управляемый блоком 11 управления через электрокоммутационную схему, инфильтрат поступает в дозатор 4 сброса инфильтрата, При наборе определенного количества (дозы) инфильтрата в дозаторе электрокоммутационной схемы клапана 7 закрывается, а клапан 8 открывается для слива дозы инфильтрата, Процесс продолжается до восстановления первоначального уровня грунтовых вод. Сведения о количестве доз, т.е. о количестве инфильтрата, поступает из блока 11 управления на цифровое табло и самопишущий прибор в блоке 12 питания и регистрации.

В случае испарения влаги понижается уровень грунтовых вод в емкости 1 и в емкости 2 контроля уровня, блок управления через электрокоммутационную схему открывает клапан 6 и определенное количество воды из водоподпитывающего узла 3 поступает в емкость 2. Процесс продолжается до восстановления первоначального уровня, долив осуществляется дискретно, величина дозы определяется дозаторами водоподпитывающего узла 3, управляемого блоком 11 управления. Информация о количестве доз слива, т,е. о количестве испарившейся влаги, поступает на другой счетный и самопишущий приборы в блоке 12. Электромагнитный клапан 5, управляемый блоком

11, регулирует поступление воды из источника 14 водоподачи в дозатор 3.

Периодически с таймера 26 на вход перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства 27 поступают командные импульсы, переключающие за1697640 писанную в нем программу изменения уровня грунтовых вод, а следовательно, и положения панели 9 регулирования. С выхода устройства 27 сигнал в виде цифрового кода поступает в цифроаналоговый преобразователь 28, где,преобразуется в аналоговый сигнал, который затем в качестве опорного поступает на элемент 29. Одновременно на этот элемент 20 поступает также аналоговый сигнал с датчика 18 положения, который сравнивается с опорным. В случае отклонения сигнала с датчика 18 положения от опорного элемент 29 вырабатывает выходной сигнал, который через блок 1! управления поступает на реверсивный электродвигатель узла 10 перемещения.

Блок 11 включает электродвигатель блока

10, перемещая по направляющим 24 с помощью ходового винта 22 панель 9 регулирования вверх или вниз в зависимости от полярности выходного сигнала блока 29 сравнения, которая от того, в какую сторону смещен центр датчика 18 положения, совпадающий с верхним срезом сливной трубки водослива в емкости 2 контроля уровня, а следовательно, с уровнем грунтовых вод в емкости 1 с монолитом почвы, Перемещение панели в ту или иную сторону происходит до тех пор, пока выходной сигнал не станет равным нулю и блок 11 управления включит электродвигатель. Одновременно с перемещением панели 9. по сигналу блока

11 управления через электрокоммутационную схему открываются клапаны 5 и 6 или 7 и 8 (в зависимости от направления перемещения) и происходит долив или слив жидкости через емкость 2, при этом информация о количестве долитой или слитой жидкости не поступает в блок 12 питания и регистрации. Процесс продолжается до совпадения уровней воды в емкости 1 и емкости 2 контроля уровня, а затем устройство переключается на режим измерений испарившейся или инфильтрованной влаги.

Таким образом, в течение всего периода работы устройства уровень воды в емко10

45 сти 1 с монолитом почвы изменяется по заранее заданному режиму, соответствующему естественному изменению уровня грунтовых вод на контрольном участке почвы, предваритЕльно определяемому экспериментальным путем.

Формула изобретения

Система для контроля водного баланса почвы, включающая емкость с монолитом почвы, гидравлически связанную с емкостью контроля уровня, которая снабжена входным патрубком и патрубком водослива и размещена с возможностью вертикального перемещения и оснащена узлом сброса, подсоединенным к патрубку водослива, и водоподпитывающим узлом, установленным между входным патрубком и источником водоподачи, а также блок управления, выход которого подключен к соответствующим перепускным электромагнитным планкам, установленным на входах и выхОдах узла сброса и водоподпитывающего узла, а входы — к датчикам уровня, размещенным в этих узлах, блок питания и регистрации и узел перемещения емкости контроля уровня, подключенный к соответствующему выходу блока управления, при этом блок питания и регистрации связан с соответствующим входом блока управления, о т л и ча ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и упрощения конструкции, она снабжена датчиком положения емкости контроля уровня и программным блоком, выполненным в виде последовательно соединенных таймера, перепрограммируемого постоянно запоминающего устройства, цифроаналогового преобразователя и элемента сравнения, причем выход. датчика положения подключен к входу элемента сравнения программного блока, шина питания которого связана с выходом блока питания и регистрации, а выход элемента сравнения подключен к соответствующему входу блока управления.

1697640 йома И

Оку И

1 ! гд ! ! !

I ! ! от далиикю д

22 ол длОКа Ю

Составитель И.Туманов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор НЖитев

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

Заказ 4336 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5