Устройство для определения плотности поверхностного слоя почвы по вертикали

 

Использование: мелиоративные исследования в сельском хозяйстве, изобретение может быть применено для контроля плотности поверхностного слоя почёы, позволяет 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. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГОСПАТЕНТ СССP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4935157/15 (22) 12.05,91 (46) 07.05,93. Бюл, М 17 (71) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (72) И,П.Туманов, Ю.И.Митрофанов, В.Л.Лысов и В.И.Солилин (73) Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (56) Беликов М.П., Бескин Л.И., Богданов

И.Я., Ильин K.È., Минков Б.Я., Родэ Л,Г.

"Радиационные методы контроля и измерения в гидротехнике" M. "Стройиздат" 1972 г,c,35 — 36, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЛОТНОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

ПОЧВЫ ПО ВЕРТИКАЛИ (57) Использование: мелиоративные исследования в сельском хозяйстве, изобретение может 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 Слоя почвы, по вертикали содержащее источнику

-излучения, включающий сцинтиллятор, фотоэлектронный умножитель, делитель напряжения питания и спектрометрический усилитель, помещенные в радиационный защитный корпус и соединенные с блоком о5;

„„Я2„„1814729 А3 (я) G 01 N 33/24, 9/24. А 01 0 25/00 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 соедин 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 у -излучения, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данное устройство от1814729 личается наличием новых блоков: амплитудного селектора, регулируемого источника высокого напряжения и их связями с остальными элементами устройства, а также каналом в радиационном защитном корпусе, Сравнение данного решения с другими техническими решениями показывает, что введенные в устройство блоки известны.

; Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в данное устройство проявляются новые свойства, что в совокупности с введением в радиационный защитный корпус нового совмещенного элемента, в частности сквозного. канала для соединения источника и детектора у -излучения, приводит к улучшению эксплуатационных параметров устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для определения плотности поверхностного слоя почвы по вертикали; нэ фиг,2- спектральный состав регистрируемого детектором у -излучения; на фиг.3— зависимость величины глубины (зоны исследования) от начального энергетического порога регистрации.

Устройство для определенйя плотности поверхностного слоя почвы по вертикали (фиг.1) содержит источник 1 у -излучения и детектор у -излучения, включающий Щинтиллятор 2, фотоэлектронный умножитель 3 и делитель 4 напряжения питания, помещенные в радиационный защитный корпус

5 со сквозным каналом 6, спектрометрический усилитель 7, амплитудный селектор 8, 1 егулируемый источник 9 высокого напряжения и блок 10 обработки информации. 8а фиг.2 обозначены полный спектр 11 регистрируемого детектором у -излучения и лороги 12, 13, 14 и 15 амплитудного селектора 8. . На фиг.3 представлена зависимость 16 зоны исследования (глубины) от энергии регистрируемого у -излучения, Устройство работает следующим образом.

Источник 1 у -излучения испускает кванты, которые рассеиваются в поверхностном слое почвы, регистрируются сцинтиллятором 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, находящийся между нижним порогом 12 и верхним 14, а минимальной (5 см) — между 13 и 14 порогами (фиг.2). Следовательно, для измененйя

5 глубины, т.е. вертикального профилирования поверхностного слоя почвы достаточно изменить начальный энергетический порог регистрации рассеянного у -излучения с помощью амплитудного селектора 8.

Далее импульсы счетного канала с первого выхода амплитудного селектора 8 поступают на вход блока 10 обработки информации, где регистрируются за определенное время, преобразуются по заданному алгоритму и отображаются нэ табло непосредственно в единицах плотности (прямая индикация).

Реперный канал служит для управления регулируемым источником 9 высокого на20 пряжения, стабилизируя коэффициент усиления фотоэлектронного умножителя 3. Он создается путем выделения из спектра регистрируемого детектором у -излучения, импульсов, амплитуда которых больше порога

15. Порог 15 устанавливается по вершине реперного пика, в качестве которого используется фотопик прямого излучения источника 1. Реперный пик получается за счет сквозного канала 6 в радиационном защит30 ном корпусе 5, соединяющего источник 1 у-излучения и сцинтиллятор 2. При этом диаметр канала 6, который определяет скорость счета реперного канала, выбирается исходя иэ требуемого коэффициента стаби35 лизации высокого напряжения, а следовательно, и коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя 3. Длина канала 6 определяется размером зонда, т.е. расстоянием между центрами источника 1 и

40 сцинтиллятора 2.

Импульсы реперного канала с второго выхода амплитудного селектора 8 поступают на вход источника 9 высокого напряжения, Отклонение количества сосчитанных

45 импульсов в реперном канале от заданного приводит к соответствующему изменению высокого напряжение на выходе источника

9 (при уменьшении числа сосчитанных импульсов нэпряжени на его выходе возра50 стает, а при увеличении — уменьшается), э следовательно, и к изменению напряжения, подаваемого на вход делителя напряжения

4, тем самым осуществляя стабилизацию коэффициента усиления фотоэлектронного

55 умножителя 3.

Таким образом, данное устройство позволяет по сравнению с прототипом осуществлять определение плотности поверхностного слоя почвы по вертикали, при этом плотность конт t 814729

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, эксп рессностью и экономичностью. гф

Формула 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 обработки информации, о т л и ч а 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 делигеля 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 t5 чающий выход источника гамма-излучения с приемным входом сцинтиллятора.

1814729 мзВ г 13

Риг. 2

Е кэВ

Составитель И.Туманова

Техред М.Моргентал Корректор И,Шулла

Редактор

Заказ 1845 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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