Сорбционный влагообменный датчик влажности почво-грунтов и способ его изготовления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

<1>949462 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.08.80 (21) 2987811/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070882, Бюллетень ¹29

Р1 М К з

G 01 N 25/56

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 533.275 (088 ° 8) Дата опубликования описания 07 ° 08.82 (72) Автор изобретения

Э.И.Пяро (71) Заявитель

Агрофизический научно-исследовательс итут (54) СОРБЦИОННЫЙ ВЛАГООБМЕННЫЙ ДАТЧИК

ВЛАЖНОСТИ ПОЧВО-ГРУНТОВ И СПОСОБ

ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к почвенной влагометрии и может быть использовано в качестве элемента систем регулирования водного режима сельскохозяйственных объектов.

Известны сорбционные влагообменные датчики, применяемые для дистанционного измерения влажности почвогрунтов, содержащие пористый сорбент с заключенными в нем электродами. В качестве пористого сорбента

- применяются гипс, цемент, синтетическая ткань, стекловолокно, кварцевый песок, почва, керамика, по. ристое стекло fl).

Однако гипс разрушается в воде, что изменяет микрогеометрию и тем самьвк характеристику датчика, у цемента длительный период стабилизации структуры сорбента и, следовательно, его пористости. Стекловолокно и синтетическая ткань имеют несовершенный контакт между слоями их и электродами: исключается строгое воспроизведение структуры пористого пространства от датчика к датчику при его изготовлении вследствие рыхВ ,лости ткани. Кварцевый песок не дает удовлетворительного контакта с элект. родами, что можно сказать и.о почве в качестве сорбента при низкой ее влажности, керамика и пористое стекло требуют высоких температур обжига или спекания, что создает трудности при выборе материала электродов и включения их в сорбент.

Известен сорбционный влагообменный датчик влажности почво-грунтов, содержащий сорбент, который состоит из пористого стекла с заключенными в нем кольцевыми концентрическими никель-молибденовыми электродами 2).

Недостатком известного датчика яв.ляется употребление в качестве матери-. ала для пористого сорбента частиц стекла, что требует сложной технологии его изготовления, применения специального импортного оборудования и использования для изготовления электродов тугоплавких малоокисляемых металлов (например, никельмолибденовой проволоки) °

Цель изобретения — упрощение и

25 удешевление технологии изготовления сорбционного влагообменного датчика влажности почво-грунтов.

Укаэанная цель достигается применением в качестве материала для

30 изготовления пористого сорбента

949462

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Орехова М.Г. Кондуктометрические и емкостные сорбционные датчики влажности почвы. — Сб.трудов по агрономической физике. вып. 34. Гидрометеоиздат, Л., 1973, g. 139-144.

2. Струкачев В.И. Исследование сорбционных датчиков почвы. Автореферат кандидатской диссертации, Саратов, 1967 (прототип). датчика порошкообраэного поливинилхлорида (ПВХ).

Причем пористый сЬрбент датчика получают путем спекания порошкообразного поливинилхлорида. При постоянной температуре 155-230 С в течение 40-7 мин соответственно при давлении 10-15 г/см

На чертеже изображен предлагаемый сорбционный влагообменный датчик почво-грунтов. 10

Датчик представляет собой блок из пористого сорбента 1 с заключенными в нем электродами 2,снабженными выводами 3 в полихлорвиниловой изоляции. 15

Пористый сорбент выполнен из час. тиц ПВХ путем спекания их по указанному режиму.

П р н м е р„ Сорбент выполнен из порошкообразного ПВХ эмульсион- 20 ной полимеризации ПВХ-Е-62. ГОСТ

14039-68 в размером частиц 0,010,055 мм путем спекания при посто2 янном давлении 13 г/см и постоянной температуре 160+5 С в течение 25

40 мин или при 22515 С в течение

3+1 мин соответственно.

Во всем диапазоне указанных температур обеспечиваются заданные свойства сорбента (пористость и механическая прочность). Коаксиальные электроды выполнены из нержавеющей стальной сетки Х18Н10Т ГОСТ 5632-72

1,4 мм 1,4 мм ° 0,55 мм.

Выводы электродов, проходящие через сорбент, изолированы клеем для ПВХ (например ВИНИКС ТУ-6-15-687).

Сорбент на основе ПВХ имеет активную пористость, равную 35,3%. цредлагаемый датчик позволяет из- 40 мерить предполивную влажность тепличного грунта с точностью до 2Ú.

О влажности почво-грунтов судят по изменению электрических параметров датчика (электропроводности, 45 электросопротивлению, емкости).

Употребление порошкообразного

ПВХ вместо стекла для изготовления пористого сорбента датчика влажности позволяет упростить технологический 50 режим изготовления сорбента за счет использования готового порошкообраэного материала с широким набором фракций (0,001-0,22 мм) ° Возможность спекания частиц ПВХ при зна- 55 чительно более низком температурном режиме позволяет проводить этот процесс в обычном сушильном шкафу, на 250ос в тонкостенных (до 1 мм) прессформах из доступного материа- . ла (.цюраль).

Существенно сокращается время из. готовления благодаря уменьшению времени выхода на режим.

Невысокая температура (160-230 С) спекания позволяет применять более дешевый материал для электродов (например нержавеющая сталь).

Незначительное давление подпрессовки .(до 15 г/см ), осуществляемое только плавающим пуансоном, позволяет избежать применения специального прессового оборудования.

Воэможность применения клея на основе ПВХ просто решается вопрос об электроизоляции выводов электродов, проходящих через сорбент.

Высокая устойчивость к действию сильных и слабых кислот и щелочей, раствором солей, окислению и старению, микрофлоре, воде отличает ПВХ от стекла, не все сорта которого обладают этим свойством.

1. Сорбционный влагообменный датчик почво-грунтов, состоящий из влагочувствительного элемента, содержащего сорбент с заключенными в нем электродами, о т л и ч а ю щ и йс я тем,. что, с целью упрощения технологии и улучшения эксплуатационных свойств датчика, пористый сорбент выполнен из порошкообразного поливинилхлорида.

2. Способ изготовления сорбционного влагообменного датчика, о тл и ч а ю шийся тем, что пористый сорбент датчика получают путем спекания порошкообраэного поливинилхлорида при постоянной температуре

155-230 С в течение 40-7 мин соответственно и при постоянном давлении 10-15 г/см .

949462

z

Составитель Н.Проскурнина

Редактор A.Øàíäoð Техред Т.Маточка. Корректор С.Шекмар

Заказ 5735/30 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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