190955. lajstromszámú szabadalom • Készülék talajvízszint változásának mérésére
1 190 955 2 A találmány tárgya készülék talajvízszint változásának mérésére, elsősorban meliorációs munkáknál szivárgási tényező helyszíni meghatározására a talajszerkezet megzavarása nélkül. A talajvízszint emelkedését ismert módon úgy határozzák meg, hogy egy mérőkutat készítenek, amelybe egy mérőfejet engednek le. A mérőfej egy úszó, amely a felszínen leolvasható mérőszalaggal van összekötve. Az emelkedő vízszint az úszó segítségével mozgatja a mérőszalagot. Az úszó helyzetét bizonyos időközönként leolvassák, az egyes emelkedési szakaszokhoz tartozó időt pedig stopperrel mérik. Az ismert megoldás hátránya, hogy az úszó beszorulhat, a mechanikus súrlódás miatt a pontosság csökken, az idő és szintleolvasás pontatlan. Célunk a találmánnyal az ismert megoldás hátrányainak kiküszöbölése és egy olyan készülék kialakítása, amellyel automatikusan mérni lehet valamely változó talajvízszint adott emelkedéséhez, ill. süllyedéséhez tartozó időt, amelyből meghatározható a változás sebessége és a szivárgási tényező. A kitűzött feladatot a találmány szerint egy olyan készülékkel oldjuk meg, amelynek mérőkútba lebocsátható mérőfeje, és ezzel összekötött felszíni egysége van. A mérőfej legalább két érzékelővel van ellátva, amelyek különböző szinteken helyezkednek el. A mérőfej érzékelői kábelen át a felszíni egység bemeneteire csatlakoznak, a felszíni egység időmérőt és ennek kimenetére kapcsolt jelzőegységet tartalmaz. Az időmérő indító, ill. leállító bemenetekkel rendelkezik, amelyek célszerűen jelformáló áramkörökön át a felszíni egység bemenetéivel vannak összekötve. A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példa és rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon a találmány szerinti készülék egy előnyös kiviteli alakjának vázlata látható. (1. ábra.) . A készülék a 4 mérőkútba lebocsátható 1 mérőfejet, az elektronikus 2 felszíni egységet és az ezeket összekötő 3 kábelt tartalmazza. Az 1 mérőfej all, 12 érzékelőkkel és a 10 földelő elektródával van ellátva. A 11, 12 érzékelők különböző hosszúságú fémtűk, amelyek célszerűen cserélhetők, és így az érzékelési szintek közötti különbség változtatható. A 10 földelő elektróda szintén fémtűvel van megvalósítva, amely legalább olyan hosszú, mint a hoszszabbik 11 érzékelő tűje. Az 1 mérőfej 11, 12 érzékelői a 3 kábelen át a 2 felszíni egység 21, 22 bemeneteire csatlakoznak. A 10 földelő elektróda a 3 kábelen át a 2 felszíni egység földelt 20 bemenetével van összekötve. A 2 felszíni egység a 25 időmérőt és ennek kimenetére kapcsolt 26 jelzőegységet tartalmazza. A 26 jelzőegység számkijelzővel és/vagy hang-, ill. fényjelzővel van ellátva. A 25 időmérő az indító, ill. leállító 251, 252 bemenetekkel rendelkezik, amelyek a 23, 24 jelformáló áramkörökön át a 2 felszíni egység 21, 22 bemenetéivel vannak öszszekötve. Az ábrázolt kiviteli alaknál a 23, 24 jelformáló áramkörök Schmitt-triggerek, amelyek bemeneté egyrészt a 21, 22 bemenetekkel, másrészt pedig az RÍ, ill. R2 ellenállásokon át a + U tápfeszültséggel vannak összekötve. A 25 időmérő a 253 órajel generátort, a 254 ÉS-kaput, a 255 számlálót és a 256 invertert tartalmazza. A 254 ÉS-kapu bemenetéi a 253 órajel generátor kimenetével, továbbá a 256 inverteren át, ill. közvetlenül a 25 időmérő 251, ill. 252 bemenetéivel vannak összekötve. A 254 ÉS-kapu kimenete a 255 számláló bemenetére csatlakozik. A 255 számláló kimenete képezi a 25 időmérő kimenetét. A fentiekben ismertetett készüléknél a talajvízszint változásának mérése vezetőképesség-érzékeléssel történik. A szokásos módon előkészített 4 mérőkútba leengedjük az 1 mérőfejet. A talaj nyugalmi N0 vízszintjét a kút leszívásával lesüllyesztettük. A 4 mérőkútban emelkedő N1 vízszint először a 10 földelő elektródát és a hosszabbik 11 érzékelőt éri el. Ennek hatására ugrásszerűen megváltozik a 10 földelő elektróda és a 11 érzékelő között mérhető vezetőképesség, azaz gyakorlatilag földelődik a 2 felszíni egységnek all érzékelővel összekötött 21 bemenete, amely eddig az R2 ellenálláson át a +U tápfeszültség potenciálján volt. A 23 jelformáló áramkör bemenetén tehát alacsony szint van, így a kimenete is alacsony szintre kerül, aminek következtében a 256 inverter magas szintet ad a 254 ÉS-kapu egyik bemenetére. Mivel az emelkedő N, vizszint még nem érte el a 12 érzékelőt, a 2 felszíni egység 22 bemenetén a + U tápfeszültségről az RÍ ellenálláson át kapott magas szint van jelen. Ugyancsak magas szint van a 24 jelformáló áramkör kimenetén és ezzel a 254 ÉS-kapu másik bemenetén is, azaz a 254 ÉS-kapu átengedi a 253 órajel generátor impulzusait a 255 számlálóra. Emelkedő N, vízszintnél tehát a 255 számláló akkor kezdi a számlálást, azaz az időmérést, amikor az N, vízszint eléri a 11 érzékelőt. Az N, vízszint tovább emelkedve eléri a 12 érzékelőt, aminek következtében alacsony szintre kerül a 2 felszíni egység 22 bemenete és a 24 jelformáló áramkörön át a 254 ÉS-kapu második bemenete is. Ez az alacsony szint tiltja a 254 ÉS-kaput és ezért a 255 számláló befejezi az időmérést. A mért eredményt a 26 jelzőegység jelzi ki. Ez előnyösen számjegyes kijelzéssel történik, de célszerű, ha a 26 jelzőegység a mérés folyamán hang- vagy fényjelzést is ad. A mért időből és a 11 és 12 érzékelők közötti ismert szintkülönbségből meghatározható a talajvízszint emelkedésének sebessége, ill. a szivárgási tényező. Mivel az időmérés akkor történik, amikor az N, vízszínt a II, ill. 12 érzékelők érzékelési szintjei között van, a készülék vízszintsüllyedés mérésére is a fentiekkel egyező módon használható. A készülék előnye, hogy az adott vízszintváltozáshoz tartozó időt nagy pontossággal automatikusan méri és kijelzi. A mérés pontosságából adódóan a talaj szivárgási tényezőjének meghatározása is pontosabb, így pl. növelni lehet a dréncsövek távolságát, csökkentve a kivitelezési költségeket. A készülék úgy is megszerkeszthető, hogy közvetlenül kijelzi a vízszintváltozás sebességét, vagy a szivárgási tényezőt, továbbá felszerelhető a használatot megkönnyítő kiegészítő egységekkel, pl. automatikus nullázással és üzemmódkapcsolóval. Speciális feladatok megoldására a készülék kettőnél több érzékelővel is ellátható. I 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
