|
Название (рус):
|
Автогенераторный двухкомпонентный диэлькометрический преобразователь влажности и электропроводности почв с емкостным зондом
|
|
Название (англ.):
|
The soil water content and bulk electrical conductivity transducer with a capacitive probe based on a self-excited oscillator measuring bicomponent permittivity
|
|
Секция:
|
Секция 4. Информационные измерительные системы и приборы в сельскохозяйственной науке и практике
|
|
Авторы (рус.):
|
Ананьев И.П., Белов А.В.,Зубец В.С., Назарова Н.П.
|
|
Авторы (англ.):
|
Ananyev I.P., Belov A.V., Zubetz V.S., Nasarova N.H.
|
|
Аннотация (рус.):
|
Рассмотрены принципы построения, конструкция, методы градуировки и полученные градуировочные характеристики автогене-раторного двухкомпонентного диэлькометрического преобразователя (ДДП) влажности и электропроводности почв с емкостным зондом штыревого типа. В ДДП используется автогенератор с усилителем ко-лебаний с управляемым усилением и каналом инерционной стабилиза-ции амплитуды колебаний, а также делитель резистор - колебательный контур с емкостным зондом, включенный в цепь положительной об-ратной связи автогенератора. По двум выходным параметрам ДДП – частоте автоколебаний и модулю коэффициента передачи делителя определяются действительный ε΄ и мнимый ε" компоненты комплекс-ной диэлектрической проницаемости: и электропровод-ность σ тестируемого материала. При использовании ДДП для иссле-дования почв, диэлектрические характеристики почв (ε΄, σ) определя-ются градуировкой ДДП как измерителя диэлектрических характери-стик с применением электрических эквивалентов ε΄ и σ. Важной зада-чей технологий точного земледелия является измерение влажности и общего содержания растворенных элементов минерального питания в почве. Эта задача может быть решена градуировкой ДДП по образцам почвы, увлажняемых до заданных значений объемной влажности с использованием для увлажнения водных растворов солей заданной электропроводности σР. При такой градуировке содержание раство-ренных солей в почве оценивается по объемной влажности θ почвы и электропроводности почвенной воды σW, которые определяют элек-тропроводность почвы σ, а количество солей может быть найдено с учетом ионного состава солей. Рассмотрена методика определения электропроводности почвенной воды σW с помощью показателя соле-ности почвы XS (Malicki, Walczak - 1999), определяемого производной ∂σ/∂ε΄ на графиках зависимости σ от ε΄ при различных значениях элек-тропроводности увлажняющего раствора σР. Приведены градуировоч-ные характеристики, полученные при использовании кварцевого песка в качестве модельного образца почвы и увлажняющих растворов KCl заданной электропроводности.
|
|
Аннотация (англ.):
|
Operating principle, design, methods of calibration and obtained calibration characteristics of the volumetric soil water content and bulk electrical conductivity transducer with a capacitive probe based on a self-excited oscillator measuring bicomponent permittivity are considered in this article. The self-excited oscillator provided with a voltage control gain high-frequency amplifier and inertial stabilization of oscillation amplitude as well as a divider which is connected into a positive feedback circuit of the oscillator and consists of a resistor and a resonant oscillatory circuit with the capacitive sensor is used in this transducer. Using two output parameters of the bicomponent permittivity measuring transducer (BPMT): the oscillation frequency and the module of a transfer-function coefficient of the divider: resistor – resonant oscillatory circuit, one can determine real ε' and imagi-nary ε" components of complex dielectric permittivity and also electrical conductivity (ε0 = 8,854 F/m, fOSC – oscillation frequency) of the material under test. When BPMT is used for soil dielectric characteristics investigation, soil permittivity ε΄ and bulk electrical conduc-tivity σ find using BPMT calibration as a dielectric characteristics measur-ing device with application of metering electrical equivalents. The impor-tant problem of precision agriculture technologies is measuring soil water content and total content of mineral nutrition dissolved elements in soil. This problem is solved by BPMT calibration using soil samples moistening up to given values of volumetric water content with help of water solutions of given electrical conductivity σP. Under this calibration the dissolved salt content in soil is estimated by soil volumetric water content and electrical conductivity of soil water σW, which both determine electrical conductivity of bulk soil σ. The salts content can be finding with salt ionic composition taking into account.
The method of soil water electrical conductivity σW determination is considered, with help of salinity index XS (Malicki, Walczak – 1999) which is finding as a derivative ∂σ/∂ε΄ in the graph of σ dependence on ε΄ under different values of moistening solution electrical conductivity σP. The calibration characteristics are shown, received for quartz sand as a model soil sample and moistening KCl solution of given electrical conductivity.
|
|