Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)

6. szám - Dr. Szalai György–Dr. Varga Sándor: A talajnedvesség mérésről (Hozzászól: Dr. SágiKároly és dr. Szabó László)

232 Hidrológiai Közlöny 1972. 6. sz. Dr. Szalai Gy.—dr. Varga S.: A talajnedvesség mérésről A mérési módszerrel kapcsolatos nehézségek felsorolása során utolsónak említettük a mérőelektródák kialakításának és a talajjal való kapcsolatuknak a problémáját. Ezzel összefüggésben ki kell emelnünk, hogy itt az egész mérési módszer egyik legfontosabb kérdéséről van szó, amelv a módszer egész történetét végigkíséri. Az első műszerek szúróelektródás mérőszondákkal készültek, amelyekről azonban gyorsan kiderült, hogy nem biztosítják, a talajjal való folyamatos, szoros, érintkezést, s az általuk szolgáltatott adatok illuzórikusak. Ezeknek az elektródáknak a hátrányait voltak hivatva kiküszöbölni a különböző ékalakú — a talajba oldalirányban besajtolható lapelektródák, illetve később, a pozórus kontakttestbe épített (gipszblokkmódszer) elektródák. E próbálkozások közül az utóbbi volt a legsikeresebb, mivel állandó környezeti feltételeket biztosít, s a gipsz, alacsony oldódási tényezője miatt, még a sóhatást is csökkenti. Legtökéletesebb kivitelét a hazánkban is ismert, ugyancsak kiegyenlítetlen Wheatsone híddal felszerelt Bouyou cos-féle műszerrel kapcsolatban ismerhettük meg. Sajnos a gipszblokkok nagyon „lustán" reagálnak a változó nedvességtartalomra, s nedves talajnál a mérések nagyon pontatlanokká válnak. Nehézséget okoz és a mérések pontosságát befolyásolhatja a kapacitászavarok következtében az ellenállásmérő berendezésben előálló pontatlan liídegyensúly, a porózus anyag és az elektródok közötti nem konstans átmeneti ellenállások, végül egyáltalán az a körülmény, hogy rendkívül nehéz teljesen azonos pontosságú blokkokat készíteni. Az utóbbi évek kutatásainak eredménye a pneumatikus mérőszonda, mely kiküszöbölni látszik a megelőző konstrukciók hátrányainak jelentős részét és különösen az elektródok és a talaj állandó, jó érintkezésének a biztosításával tűnik ki. A szonda magyar változatát Dvoracsek Miklós [7] dolgozta ki. 4. Módosított műszer íolyamatos talajnedvesség-mérés céljára Az agrártudományi Egyetem Földméréstani és Kultúrtechnikai Tanszékén mintegy hat éve foglalkozunk a talaj nedvesség mérés elektronikus módszereivel. Az általunk kifejlesztett és az alábbiakban röviden ismertetendő műszer kiegyenlített hídkapcsolású. Konstrukciós megoldásában olyan újszerű elemeket tartalmaz, amelyek a műszer használatát rendkívül egyszerűvé és gyorssá teszik. A műszer legfontosabb elemét képező kiegyenlített Wheatstone-híd speciális kialakításával elértük, hogy egy méréshatárban 100 ohmtól 200 kohmig mér. Ez a jelenleg alkalmazott (pneumatikus) talajszondáink mellett messzemenően lehetővé teszi a VK és II V közötti tartományban való mérést talajtípustól függetlenül. A nullindikáció érzékenységének fokozása lehetséges. (A „sensibility" gomb benyomása esetén kb. ötszörösre nő az érzékenység.) A hídban alkalmazott speciális precíziós „Gamma helipot" (3. ábra) egyben a műszer sorozatgyártását könnyíti meg, mivel az ohmskálát csak egyszer kell előállítani, a továbbiakban minden„P": Gamma helipot typ,IP1510N

!2838 5W 4kQ 0,1% tin. 3. ábra. Az új konstrukciójú talajnedvességmérő ka/pcsolási rajza Puc. 3. CxeMa KOMMynuKaijuu lUMeptimeAsi e/iaoicaocmti noeoü KoucmpyKtfmi Fig. 3. Circuit diagram of the newly developed soil moisture meter egyes műszerpéldányon változtatás nélkül alkalmazható, hiszen ezek a mérőpotenciométerek 0,1 % körüli linearitással rendelkeznek. A műszer ohmskálája lényegében három — különböző alapegységgel megrajzolt — logaritmikus skálából áll össze. Ez lehetővé tette, hogy a kalibráció során kapott, akár súly százalékos, akár térfogatszázalékos nedvességtartalom értékeket e fölé az azonos alapú logaritmikus szakaszokból álló skála fölé felrakva, az ohm értékekhez tartozó mindenkori nedvességtartalmat közvetlenül leolvashassuk (4. ábra). Tekintettel arra, hogy kettős logaritmikus ábrázolásban a súlyszázalékosan, vagy térfogat százalékosan kifejezett nedvességtartalom és a mért talajellenállás kapcsolatát ábrázoló görbe egyenes (5. ábra), azonkívül, hogy a hőmérsékletváltozás hatása — ebben a kettős logaritmikus ábrázolásban — a kalibrációs egyenesnek önmagával párhuzamos vízszintes irányú eltolásában jelentkezik, kézenfekvő, egyszerű és teljesen pontos hőfokkorrekcióra nyílik lehetőség, ebben a megoldásban. Az eltolható felső skála jobb oldalánál, a rögzítetten felvitt hőfokértékekhez mozgatva e felső skálát, közvetlenül a mért ohmértékhez és talajhőmérséklethez tartozó, automatikusan korrigált, helyes nedvességtartalom olvasható le (1. kép). A műszer bekapcsolása, valamint a megfelelő mélységben elhelyezett mérőelektródáknak a műszerre való kapcsolása után ismerve a talajréteg hőmérsékletét, továbbá feltételezve, hogy a talajrétegre vonatkozóan a kalibrációt már elvégeztük, a mérés a következőkből áll: a) Az elmozdítható felső skálát úgy állítjuk be, hogy jobb széle a felvitt hőmérsékletskálán a mért talajhőmérséklet vonalában legyen. v) Az ohmskála forgatógombjával „nullázva" a műszert, a mutatóhelyzet egyszerű felvetítésével leolvassuk a nedvességtartalmat. Kalibrált műszernél tehát tulajdonképpen az ohmértéket nem is kell leolvasni! A műszernek ezzel a kivitelével megvalósult a kalibrációs görbének a műszerbe való hibátlan „betáplálhatósága", ugyanakkor lehetővé vált a teljesen egzakt hőfokkorrekció is.