Устройство для автоматического управленияполивом при подпочвенном орошении

 

ОПИСАНИЕ(812238

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.06.79 (21) 2787435/30-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл 3

А 01 G 25/06

Гевудврстввииый комитет

СССР ао двлвм изобретений и открытий

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень №10

Дата опубликования описания 25.03.81 (53) УДК 631.347. .62.522 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. С. Григоров и В. Д. Кагальников

Волгоградский сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОЛИВОМ ПРИ ПОДПОЧВЕННОМ ОРОШЕНИИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в автоматизированных системах подпочвенного орошения для регулирования почвы.

Известно устройство для автоматического управления, у которого регулятор напора выполнен в виде поплавковой камеры, гидравлически связанной с электромагнитным клапаном (1) .

Недостаток его — сложность конструкции.

Известно также автоматическое устройст- 1о во для управления поливом при подпочвенном орошении, которое имеет трубопровод с запорным органом, имеющим электропривод, пульт управления, включающий программное реле времени, блок выдачи команд измерения с исполнительными элементами, сравнивающий блок и пороговый элемент, узел питания с выходами по постоянному и переменному токам, и измеритель влажности почвы (2).

В этом устройстве команда на полив выдается в зависимости от выходной величины тока первичного преобразователя влажности (датчика) сорбционного типа. Однако для точной оценки наличия и распределения влаги на орошаемом участке требуется большое количество датчиков, а следовательно, и линий связи их с исполнительными органами, что снижает качество управления поливом и усложняет систему.

Цель изобретения — увеличение надежности и качества управления поливом.

Это достигается тем, что измеритель влажности выполнен в виде двух равных отрезков проволоки малой проводимости, намотанных внутри по высоте двух равных по объему цилиндров из диэлектрика с патрубками на верхнем и нижнем основаниях, первые из которых подсоединены к трубопроводу, а вторые имеют выход в почву посредством исполнительных элементов блока выдачи команд измерения.

На фиг. 1 схематически изображен измеритель влажности; на фиг. 2 — блок-схема устройства для автоматического управления поливом при подпочвенном орошении; на фиг. 3 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит подводящий трубопровод 1 с запорным органом 2, расположенным за измерителем влажности и имеющим два одинаковых штуцера 3, на кото812238 рые насажены гибкие наполнительные трубки 4 с зажимами 5, нормально перекрывающими трубки 4. Концы трубок 4 соединены с внутренней полостью двух герметичных равных по объему цилиндров 6, которые для измерения расхода жидкости по уровню их наполнения за фиксированные промежутки времени снабжены двумя равными отрезками проволоки 7 малой проводимости, с целью повышения точности измерения достаточно хорошо натянутыми внутри цилиндров 6 по их высоте. Для опорожнения в поч- 1О ву цилиндры имеют штуцеры 8 с гибкими трубками 9, на которых имеются зажимы

10, нормально перекрывающие трубки 9.

Блок-схема устройства (фиг. 2) включает узел 11 питания, обеспечивающий срабатывание запорного органа 12 типа задвиж15 ки с электроприводом, которая в положении

«Открыто» подключает к узлу питания преобразователь 13 постоянного напряжения и блок 14 выдачи команд измерения в виде командного электропневматического прибора. 2о

Измеритель 15 влажности подключен к преоб разователю 13 постоянного тока через подстроечные сопротивления 16 и 17 таким образом, чтобы направление движения токов в измерителе 15 влажности было противоположным. Блок выдачи команд измерения

25 воздействует на зажимы 5 и 10 обоих цилиндров 6 путем запитывания постоянным током исполнительных элементов 16 — 19, выполненных в виде электромагнитов и воздействующих своими штоками на зажимы 5 и

10 обоих цилиндров. Выход измерителя 15 влажности подключен к сравнивающему блоку 20, содержащему пороговый элемент в виде триггера, включающего в работу программное реле 21 времени. Все устройство крепится на металлической раме (на фиг. 1 не показана), причем зажимы 5 и 10 укреплены так, что одна их сторона жестко соединена с рамой, а другая уперта в шток электромагнитов 16 в 19.

Для исключения ложного срабатывания измерителя 15 влажности в момент опорожнения обоих цилиндров, в устройстве предусмотрена подача специальной команды

«Измерение», которая подается блоком 14 в момент наполнения обоих цилиндров путем подключения измерителя 15 влажности 4s ко входу сравнительного блока 20.

Устройство работает следующим образом.

При включении узла 11 питания открывается запорный орган 12, при этом подключается преобразователь 13, обеспечивая работу блока 14 выдачи команд измерения и измерителя 15 влажности. После включения (момент времени а на фиг. 3) блока 14 выдачи команд измерения устройство работает по выдаваемым им командам. Через 10 мин в момент б подается команда на опорожнение обоих цилиндров 7, запитываются электромагниты 18 и 19 сроком на

10 мин. Такт как в первоначальный момент цилиндры 6 пусты, то за первый цикл эта команда отрабатывается «вхолостую».

В течение отрезка времени в — г (10 мин) блок 14 подготавливает измеритель 15 влажности к работе, а именно зажимы 5 и 10 в исходном положении, т. е. закрыты, цилиндры 6 пусты. В момент времени б, т. е. через 30 мин после включения, подается команда на наполнение одного из цилиндров 6, для чего запитывается электромагнит 16, который воздействует на зажим 5 этого цилиндра. Наполнение длится 15 с (в течение интервала времени г — д) после чего электромагнит 16 обесточивается и зажим 5 переходит в исходное положение.

После наполнения первого цилиндра в течение интервала времени д — е происходит орошение участка. В момент времени е блок

14 подает команду на наполнение второго цилиндра, при этом запитывается электромагнит 17, который воздействует на зажим

5 второго цилиндра. Наполнение длится 15 с в течение интервала времени ж — а, равный 1 мин, дается на стабилизацию уровня воды во втором цилиндре. Таким образом, к моменту а оба цилиндра наполнены, и подается команда «Измерение». Если расходы воды в моменты времени г — д и е — ж не равны друг другу, то это влечет за собой неодинаковое наполнение обоих цилиндров, а следовательно, и разные величины сопротивления, так как шунтируются неодинаковые по длине отрезки проволоки малой проводимости. При этом пороговое устройство сравнивающего блока 20 остается в исходном положении, так как входное напряжение, равное сумме падения напряжения на обоих отрезках проволоки, отлично от нуля и не опрокидывает его из одного устойчивого состояния равновесия в другое. Таким образом, блок 20 не подает команды на прекращение полива и в момент времени б блок 14 обеспечивает опорожнение обоих цилиндров путем запитывания электромагнитов 18 и 19, которые воздействуют на зажимы 10 обоих цилиндров. Продолжительность команды 10 мин для полного опорожнения цилиндров. К интервалу времени в — г решающий блок вновь приводится в исходное положение, и начинается новый цикл измерения.

При срабатывании порогового устройства сравниваюгцего блока 20 в один из моментов времени а триггерный элемент блока

20 через самоблокируюшиеся реле включает программное реле 21 времени, которое через магнитный пускатель запорного органа 12 обеспечивает закрытие задвижки на срок, установленный на реле 21 времени. Этот интервал выбирается равным 2 — 3 сут, пока влажность в активном слое почвы не опускается до нижнего предела полевой влагоемкости и можно назначать следующий полив. Тогда реле 21 через магнитный

812238 пускатель открывает запорный орган 12, и блоки 13 — 15 снова включаются в работу.

Налаживание устройства сводится к установке порога срабатывания триггера в сравнивающем блоке 20 и тарировке измерителя 15 влажности, которая осуществляется в момент работы блоков 12 — 15 путем наполнения обоих цилиндров заведомо равными объемами электропроводной жидкости (воды) и получения суммарного падения напряжения на обоих отрезках, равного нулю, что достигается подстроечными элементами 16 и 17.

Все устройство размещается в распределительном колодце и обслуживает площадь подвешенную к распределительному трубопроводу 1.

Применение данного устройства позволяет упростить управление влажностью почвы на орошаемом участке путем сокращения числа датчиков влажности и линий связи их с пультом управления поливом, а также контролировать степень увлажнения сразу всего участка, так как постоянный расход в голове участка устанавливается лишь тогда, когда стабилизируются расходы во всех подпочвенных увлажнителях и можно прекращать полив.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления поливом при подпочвенном орошении, содержащее трубопровод с запорным органом с электроприводом, пульт управления, включающий программное реле времени, блок выдачи команд измерения с исполнительными элементами, сравнивающий блок и пороговый элемент, узел питания с выходами по постоянному и переменному токам, и измеритель влажности почвы, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности и качества управления поливом, измеритель влажности выполнен в виде двух равных отрезков проволоки малой проводимости, намотанных внутри по высоте двух равных по объему цилиндров из диэлектрика с патрубками на верхнем и нижнем основаниях, первые из которых подсоединены к трубопроводу, а вторые имеют выход в почву посредством исполнительных элементов блока выдачи команд измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 515497, кл. А 01 G 25/06, 1974.

2. Отчет по НИР ВСХИ, инв. № Б495603, ч. 2, с. 36, 1978 (прототип).

812238 жЗа г,Риг.3

Редактор М. Циткина

Заказ 229/2

Составитель Г. Параев

Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Тираж 7йй Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4