Измеритель влагосодержания почвы

Авторы патента:

G01N27/22 - путем измерения электрической емкости

G01N27/00 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

G01N22/04 - определение влагосодержания

A01G25/167 - Садоводство; огородничество (ярлыки с наименованием G09F 3/00;G09F 7/00)

Владельцы патента RU 2652144:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов, например почвы, зерна, минеральных удобрений и т.п. Измеритель содержит измерительный генератор, измеритель тока и процессор, а также содержит несколько электродов, подключаемых попарно или все к одному и расположенных на разной глубине в сыпучем материале, причем процессор запрограммирован на определение влажности в каждом уровне сыпучего материала по корреляции проводимость-влажность и/или емкость-влажность и на осуществление суммирования влажности в каждом уровне сыпучего материала. При этом электроды снабжены термоусадочным материалом и имеют выточку вблизи заостренного конца, верхние концы электродов соединены перемычкой. Технический результат – повышение точности измерений. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов, в основном, почвы, а также зерна, минеральных удобрений и т.п.

Известны такие устройства, преимущественно резистивного или емкостного принципа действия, см., например, пат. России № RU 134656, содержащий пару электродов, а также пат. №10464, 111669, 145821.

Недостатком известных датчиков является усредненное определение влажности в сравнительно толстом слое почвы. Но влажность почвы в обычное летнее время (не во время таяния снегов) сильно зависит от глубины, на которой проводится измерение. В результате - реальное содержание воды в почве определяется не совсем адекватно.

Задача и технический результат изобретения - более адекватное определение влагосодержания почвы.

Для этого измеритель определяет влажность почвы на нескольких уровнях глубины, соответствующих эффективной глубине проникания корневой системы конкретной сельскохозяйственной культуры. То есть измеритель содержит электрический генератор, измеритель тока и процессор, а также содержит несколько электродов, подключаемых попарно или все к одному и расположенных на разной глубине в сыпучем материале, причем процессор запрограммирован на определение влажности в каждом уровне сыпучего материала по корреляции проводимость-влажность и/или по корреляции емкость-влажность и на осуществление суммирования влажности в каждом уровне сыпучего материала.

Причем определение влажности в каждом конкретном слое измеритель может проводить по электрической проводимости слоя, по его электрической емкости или и по тому и по другому вместе. Точнее, эти два измерения проводятся по очереди, и затем процессор вычисляет среднеарифметическое этих двух измерений. Это расширяет пределы надежного измерения влажности и повышает его точность.

Измерение проводимости осуществляется переменным током малой частоты (чтобы не вызвать электролиз и поляризацию электродов), а измерение электрической емкости осуществляется на средних и высоких частотах. Генератор при этом перенастраивается на другую частоту или используется второй генератор. Оба измерения должны производиться непродолжительное время (чтобы не вызвать электролиз и поляризацию).

В качестве электродов можно использовать стержень из нержавеющей стали (например, электродную проволоку от нержавеющих электродов для электросварки), имеющий конусную выточку вблизи заостренного конца и изолированный на большей части своей длины термоусадочным материалом (см. фиг. 1).

Измерение проводимости может осуществляться двумя способами. Либо электроды располагаются попарно на небольшом расстоянии (чтобы уменьшить влияние растекания тока) на разной глубине, и попарно измеряется электрическое сопротивление между ними, то есть проводимость (величина, обратная электрическому сопротивлению). Назовем этот способ «попарным». Именно так должны быть расположены электроды и при измерении влажности емкостным способом.

Либо один из электродов, имеющий значительно большую площадь (назовем его «заземлением»), закапывается глубоко в грунт (так, чтобы его сопротивление растеканию было не менее чем на порядок меньше, чем у остальных электродов), и все остальные электроды измерителем по очереди соединяются с ним. То есть во втором способе измеряется сопротивление растеканию каждого измерительного электрода относительно заземления. Расположение электродов во втором случае напоминает веер. Назовем этот способ «заземлительным».

На фиг. 1 показан предлагаемый электрод, а на фиг. 2 и 3 - соответственно примерное расположение электродов при попарном (фиг. 2) и поочередном (фиг. 3) измерении проводимости.

Электрод состоит из стержня 1 из малокорродирующего материала, например из нержавеющей стали (идеально - с позолотой на конце), имеющего конусную выточку 2, и из надетой на стержень и термоусаженной пластмассовой трубки 3. К верхнему концу стержня присоединяется электрический провод. Причем для соблюдения точного расстояния между стержнями и для погружения их на одинаковую глубину при попарном измерении проводимости и при измерении емкости их верхние концы могут быть соединены прочной диэлектрической перемычкой с образованием П-образной конструкции.

1. Измеритель влагосодержания почвы, содержащий электрический генератор, измеритель тока и процессор, отличающийся тем, что содержит несколько электродов, подключаемых попарно или все к одному и расположенных на разной глубине в сыпучем материале, причем процессор запрограммирован на определение влажности в каждом уровне сыпучего материала по корреляции проводимость-влажность и/или по корреляции емкость-влажность и на осуществление суммирования влажности в каждом уровне сыпучего материала.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что процессор запрограммирован так, что два измерения проводятся по очереди - по корреляции проводимость-влажность и по корреляции емкость-влажность, и затем процессор запрограммирован вычислять среднеарифметическое этих двух измерений.

3. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электродов используется стержень из нержавеющей стали, имеющий конусную выточку вблизи заостренного конца и изолированный на большей части своей длины термоусадочным материалом.

4. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что электроды располагаются попарно на небольшом расстоянии на разной глубине и попарно измеряется электрическое сопротивление между ними, то есть проводимость.

5. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что один из электродов, имеющий значительно большую площадь, закапывается глубоко в грунт и все остальные электроды измерителем по очереди соединяются с ним.

6. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что верхние концы электродов соединены прочной диэлектрической перемычкой с образованием П-образной конструкции.

Группа изобретений относится к области медицинского тестирования, в частности к определению концентрации аналита в образце. Способ определения концентрации аналита в образце включает: введение образца с аналитом в электрохимическую ячейку; определение первой концентрации аналита; определение результата измерения параметра, коррелирующего с физическим свойством электрохимической ячейки; вычисление поправочного коэффициента и определение концентрации аналита с учетом поправочного коэффициента.

Способ эксплуатации двигателя с датчиком влажности // 2643406

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к системам двигателя с датчиком влажности. Представлены способы и системы эксплуатации двигателя с емкостным датчиком влажности.

Способ эксплуатации двигателя с датчиком влажности // 2643406

Система емкостных датчиков измерения влажности в зерновом бункере // 2641635

Изобретение относится к устройствам для определения влажности зерна. Каждый зерновой бункер содержит блок сбора данных, соединенный с множеством емкостных кабелей для измерения влажности, причем каждый содержит множество сенсорных узлов, расположенных вдоль него с шагом.

Система емкостных датчиков измерения влажности в зерновом бункере // 2641635

Способ и устройство для экспрессного контроля теплотехнических качеств материалов строительных конструкций // 2625625

Изобретение относится к способам и устройствам определения физических свойств веществ путем электрических измерений. Способ экспрессного контроля теплотехнических качеств материалов строительных конструкций включает в себя операции по измерению емкости, преобразованию ее в пачки импульсов, передаче информации в измерительно-вычислительный блок, вычислению значений искомых параметров по индивидуальным формулам для каждого параметра и регистрации этих значений на индикаторном элементе.

Способ контроля толщины осадка // 2624589

Использование: для контроля толщины осадка в осадкообразующих жидкостях. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля толщины осадка основан на изменении емкости датчика при увеличении толщины осадка и заключается в размещении в сосуде с жидкостью, образующей осадок, предварительно отпарированного датчика контроля толщины осадка, содержащего электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, согласно изобретению с двух диаметрально расположенных углов датчика устанавливают дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу размещается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, причем внутренний Г-образный электрод образуют зубом и основанием соответствующей плоской гребенки, при этом потенциал дополнительных электродов обеспечивают по величине и знаку равным потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку.

Способ и устройство для определения режима течения водогазовой смеси // 2619797

Изобретение относится к нефтегазодобывающей области, в частности к системе поддержания пластового давления, и может быть использовано для контроля качества мелкодисперсной смеси воды и газа при закачке смеси в пласт через систему поддержания пластового давления.

Экспресс-метод оценки качества нефтяных дизельных топлив // 2618960

Изобретение относится к способам анализа преимущественно жидких углеводородных топлив, содержащих продукты этерификации растительных или животных жиров, или масел, и может быть использовано на автозаправочных станциях и нефтебазах.

Схема для определения распределения по фазам в многофазовых средах, содержащих, по меньшей мере, одну высокопроводимую фазу // 2612855

Использование: для определения распределения по фазам в многофазных средах. Сущность изобретения заключается в том, что схема включает три расположенные друг над другом плоскости из проволочных электродов, которые натянуты в корпусе сенсора, при этом электроды расположены в каждой плоскости на небольшом расстоянии друг от друга; две из плоскостей электродов изолированы от исследуемой среды с помощью изоляционного слоя и одна из этих двух плоскостей электродов функционирует как плоскость излучения, и другая плоскость функционирует как плоскость-приемник, и обе эти плоскости повернуты относительно друг друга под углом и расположены параллельно; третья плоскость электродов напротив не изолирована и имеет заземление и тем самым находящиеся с ней в контакте высокопроводимые части фазы аналогично заземлены, и при этом схема соединена с электронным измерительным устройством, чтобы измерять электрическую емкость или проницаемость среды в отдельных пунктах пересечения, которые образуются электродами излучения и электродами-приемниками, при этом электронное измерительное устройство загружает последовательно соответствующие электроды излучения переменным напряжением, в то время как другие электроды излучения включаются на массу и электронное измерительное устройство одновременно параллельно на всех электродах-приемниках осуществляет функцию моментального ответа сигнала тока.

Способ вихретокового контроля протяжённых электропроводящих объектов и устройство для его реализации // 2651618

Группа изобретений относится к способам и устройствам для бесконтактного контроля качества протяженных объектов из электропроводящих материалов при производстве и эксплуатации, а также в других отраслях промышленности, где требуется контроль протяженных электропроводящих объектов бесконтактным методом.

Системы измерения глюкозы и способы представления информации в виде значков // 2651064

Группа изобретений относится к медицине. Группа изобретений представлена системами измерения глюкозы и способом отображения информации о статусе глюкозы в крови пациента.

Чувствительный элемент с контактной площадкой // 2650838

Согласно изобретению чувствительный элемент для определения физического свойства газа, в первую очередь для определения концентрации газового компонента, или температуры, или твердого компонента, или жидкого компонента отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержит твердоэлектролитную пластинку (21) и расположенные друг против друга в его продольном направлении первый концевой участок и второй концевой участок, при этом чувствительный элемент содержит функциональный элемент, который расположен вне второго концевого участка (202), который на первом концевом участке электрически соединен с контактной площадкой (43, 44), расположенной на втором концевом участке (202) чувствительного элемента (20) на его наружной поверхности.

Способ и устройство для распознавания жидкости // 2650045

Предложены способ и устройство для распознавания жидкости, содержащей положительно заряженные частицы и/или отрицательно заряженные частицы. Согласно изобретению электрическое поле прикладывается к жидкости посредством приложения напряжения к положительному электроду и отрицательному электроду, расположенным в жидкости, для притягивания отрицательно заряженных частиц к положительному электроду, чтобы сконцентрировать отрицательно заряженные частицы в первой части жидкости, и притягивания положительно заряженных частиц к отрицательному электроду, чтобы сконцентрировать положительно заряженные частицы во второй части жидкости, причем напряжение регулируется на основании по меньшей мере одного из веса заряженных частиц и величины заряда заряженных частиц.

Визуализация методом магнитоиндукционной томографии с помощью одной катушки // 2647150

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам визуализации методом магнитоиндукционной томографии. Способ включает в себя получение доступа к множеству результатов измерения характеристик катушки, полученных для образца с помощью одной катушки, которую возбуждают радиочастотной (РЧ) энергией от источника РЧ-энергии, при этом каждый из множества результатов измерения характеристик катушки получен с помощью одной катушки в одном из множества отдельных местоположений относительно образца и соотнесения данных о положении катушки с каждым из множества результатов измерения характеристик катушки.

Электрический сенсор на пары гидразина // 2646419

Изобретение относится к устройствам и материалам для обнаружения и определения концентрации паров гидразина в атмосфере или пробе воздуха (химическим сенсорам) и может быть использовано в медицине, биологии, экологии и различных отраслях промышленности.

Устройство и способ для регистрации электропроводных частиц в жидкости // 2645787

Группа изобретений относится к области регистрации электропроводных частиц в жидкости, текущей в трубе со скоростью. Сущность изобретений заключается в том, что устройство для регистрации электропроводных частиц в жидкости, текущей в трубе со скоростью, дополнительно содержит блок самотестирования, предназначенный для осуществления автоматически или по внешнему запросу систематического количественного контроля функций обработки сигналов блока обработки сигналов и/или систематического количественного контроля передающих катушек и/или улавливающих катушек и/или для осуществления по внешнему запросу калибровки блока обработки сигналов посредством калибровочного эталона, устанавливаемого вместо передающих и/или улавливающих катушек.

Способ определения содержания частиц сажи в выхлопной струе авиационного газотурбинного двигателя в полёте // 2645173

Изобретение относится к способу определения частиц сажи в выхлопной струе газотурбинного двигателя (ГТД) в полете. Для осуществления способа измеряют в полете ток нейтрализации с электростатических разрядников самолета электрических зарядов, генерируемых частицами сажи в выхлопной струе газа ГТД, определяют расход газа через сопло двигателя, измеряют значение электризации аэрозолей атмосферы за счет соприкосновения их с поверхностями самолета, определяют среднее значение плотности электрического заряда струи газа на всех режимах полета, определяют содержание частиц сажи в струе по градуированным зависимостям «чисел дымности» от среднего значения плотности электрического заряда и влияния аэрозолей атмосферы.

Способ определения эффективного заряда ионов в жидких металлических растворах // 2644622

Использование: для определения эффективных зарядов ионов в жидких металлических растворах. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения эффективного заряда ионов в жидких металлических растворах включает получение исследуемого жидкого металлического раствора в результате контактного плавления образцов, составляющих эвтектическую систему, при одновременном пропускании электрического тока, отличающийся тем, что в процессе роста жидкой прослойки электрический ток пропускают в направлении, ускоряющем рост жидкой прослойки по сравнению с бестоковым, диффузионным, режимом, а сила тока уменьшается обратно пропорционально квадратному корню из времени, чем достигается псевдодиффузионный режим роста жидкой прослойки, при котором протяженность жидкой прослойки растет пропорционально квадратному корню из времени, что позволяет определить эффективные заряды ионов в полученном жидком металлическом растворе путем сравнения скорости роста жидкой прослойки в псевдодиффузионном и диффузионном режимах.

Способ определения количества свободного углерода при конверсии углеводородов в конверторах // 2643600

Изобретение относится к способам получения водорода в местах его применения, минуя стадию его хранения, и касается способа определения количества свободного углерода при конверсии углеводородов в конверторах.

Свч-устройство для измерения влажности почвы // 2641715

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройству для измерения влажности почвы, и может использоваться в сельском хозяйстве для исследования физико-механических свойств почвы, в частности влажности почвы.