177782. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a talaj öntözővíz szükségletének és ezzel kapcsolatosan a talaj pf értékének meghatározására, valamint ez utóbbira szolgáló berendezés
5 177782 6 vastagsági méret mellett az eredő dielektromos tényezőt kismértékben befolyásolja, de szigetelési tulajdonságai még kielégítőek legyenek; amelyek elektródjai olyan méretűek, hogy az eredő kapacitás a kis nedvességtartalmú tartományban ne csökkenjen 10 pikofarad érték alá; — amelynek bemenő áramköre zavarérzéketlen; — amelynek mérőfrekvenciája elég nagy ahhoz, hogy dielektromos tényező hőfokfüggése kicsi legyen, de ne legyen tűi nagy ahhoz, hogy ez a dielektromos tényező változását és a zavarérzékenységet hátrányosan befolyásolja s ezáltal a berendezés érzékenységét leronthassa és a külső zavaró tényezők az eredményt meghamisíthassák. Kísérleteink során bebizonyosodott, hogy a mérőfrekvencia 1—15 MHz között változhat. Megállapítottuk azt is, hogy az egyes elektródok előállítási értékszórását egymáshoz képest minimálisra csökkentendő a lineáris nedvesség-kapacitás karakterisztikát ezzel a mérőfrekvenciával, valamint korrekciós áramkör alkalmazásával érjük el. A találmány szerinti berendezés lényege mindezeknek megfelelően az, hogy a talajban elhelyezett, ismert talajvízfeszültség-görbéjű, porózus anyagú, célszerűen gipszkeverékből álló próbateste, e próbatestbe épített, egy vízzáróan és villamosán szigetelt és egy szigeteletlen elektródja, az elektródok, valamint a hozzájuk csatlakoztatott zavarérzéketlen bemeneti áramkör által meghatározott 1—15 MHz közötti mérőfrekvenciával működtetett és lineáris nedvesség-kapacitás karakterisztikát biztosító korrekciós áramkörrel ellátott, a próbatest dielektromos jellemzőjét megállapító készüléke van. Ami a próbatest anyagát illeti, úgy találtuk, hogy különösen előnyös az a gipszkeverék, amely 20—-30 súly% légszáraz, 160—240 N/cm2 húzószilárdságú gipszből, 2—5 súly% kvarchomokból, 4—8 súlv% műgyantából, pl. stironitból, mintegy 0,1 súly% éterből és a maradék súly% desztillált vízből áll. A próbatest a talajban célszerűen állandó jelleggel van elhelyezve. Különösen ajánlható a találmány szerinti berendezésnek az a kiviteli alakja, amelynek zavarérzéketlen bemeneti áramkörében a nagyfrekvenciás differenciálkomparátor invertáló bemenete és első kimenete közé negatív visszacsatoló ellenállás, a neminvertáló bemenet és a második kimenet közé ellenállásokból képezett osztó, töltővezetékében ellenállás van kötve, továbbá a nagyfrekvenciás differenciál-komparátor első kimenetéhez bináris osztólánc, ehhez monostabíl multivibrátor van csatlakoztatva, míg a diódákból, ellenállásokból, kondenzátorokból, valamint potenciométerből felépített korrekciós áramköre bemenetével a zavarérzéketlen bemeneti áramkör nagyfrekvenciás differenciál-komperátora második kimenetéhez, kimenetével pedig a multivibrátor bemenetéhez van kötve. Mivel a berendezéssel végeredményben a próbatest pF-értekét kívánjuk mérni, előnyös, ha a dielektromos jellemzőt kimutató alapműszer eleve a pF-értékekre van kalibrálva. A következőkben a találmányt a próbatest két, a hozzá csatlakozó készülék egy példaképpeni kiviteli példája kapcsán a csatolt 2—4. ábrákra való hivatkozással magyarázzuk meg részletesebben. A 2. ábra a próbatest egyik, 3 3. ábra egy másik kiviteli alakjának metszete, 3 4. ábra a próbatest elektródjaihoz csatlakoztatható készülék egy példaképpeni kiviteli alakjának kapcsolási rajza. A 2. ábrán metszetben bemutatott 2 próbatest az 1 talajban van elhelyezve. A 2 próbatest gipszkeverékből készült, amelynek összetétele példánkban a következő: 27 súly% 200 N/cm2 húzószilárdságú, MSZ 57—58 szabványszámú I. osztályú formagipsz, 3 súly'’ ; kvarchomok, 5 súly% stironit, 65 súly" 0 kétszer desztillált víz. A keverés és az öntés 22 C hőmérsékleten, 40—60% légnedvesség mellett, buborékmentesen történt. A felületi feszültség csökkentésére a desztillált vízbe 0,1 súly?/; étert cseppentettek. A 3 szigetelt és a vörösréz 4 szigeteletlen elektród távolsága esetünkben pl. 4 mm, az elektródok a próbatest belsejében, annak szélétől 5 mm távolságban vannak, felületük 4 cm2. A 3 szigetelt elektród szigetelése a kereskedelmi forgalomban RISAN elnevezéssel kapható műanyag szigetelő anyagból készült. A 6 szigetelt kivezetés 240 ohmos kétvezetékes szalagkábel, amelynek kisértékű és közel állandó önkapacitása van. A 2 próbatest és a 6 szigetelt kivezetés, valamint a kivezetés végződésében kialakított 7 csatlakozók védelmére a 8 betonlap, illetve az azt lefedő 9 fedél szolgál. A 3. ábrán bemutatott próbatest mindenben azonos a 2. ábráéval azzal a különbséggel, hogy a vörösréz elektródok kialakítása itt eltérő: nevezetesen a 3 szigetelt elektród belső csőként, a 4 szigeteletlen elektród ezt körülvevő külső csőként van kialakítva. A külső 4 szigeteletlen elektród csövének palástja helyenként 5 furatokkal van ellátva avégböl, hogy meggyorsítsa a próbatestnek a két elektródcső között levő részében a nedvesség potenciál kiegyenlítődését. Az elektródok mérete itt: a belső 3 elektród átmérője pl. 5 mm, a külső 4 elektródé 13 mm, a palástmagasságuk egyaránt 25 mm. A 4. ábrán a próbatest dielektromos jellemzőjét megállapító készülék kapcsolási vázlatát látjuk. A 3 szigetelt elektród 7 csatlakozójához csatlakoztatott vezetéke az ICI differenciál komparátor invertáló bemenetére van kötve és az R7 ellenálláson keresztül töltődik. Amikor az elektród feszültségszintje eléri a pozitív bemeneten levő referencia feszültségszintet, akkor az ICI differenciál komparátor átbillen és az E elektród feszültségét kisüti, a töltödési folyamat elölről kezdődik. Az áramkör hiszterézis tartománya az Rj—R2 osztóval képzett pozitív és az Rj negatív visszacsatoló ellenállással állítható be. Az ICI, R7, RÍ, R2, R3 elemek zavarcr/éketlen bemeneti áramkört alkotnak. Az áramkör OU( első és OU2 második kimenetén ellenkező fázisú négyszög impulzusok jelennek meg, amelyeknek impulzusideje az E elektród kapacitásától és ezen keresztül a próbatest nedvességtartalmától függ. Tekintettel a nagy mérőfrekvencia zavarérzékenységére, a négyszögjeleket az IC2 bináris osztólánc segítségével alacsonyabb frekvenciájú jelekké osztjuk le. A leosztott jelek az IC3 monostabil multivibrator! átbiilentik. Az 1C3 monostabil multivibrátor visszabillentését a D,—D1 diódákkal és a Pj potenciométerrel Cf. C2: C, kondenzátorokkal, R4: R;: R6 ellenállásokkal képzett korrekciós áramkör határozza meg, mely az ICt differenciál komparátor nagyfrekvenciás elfenfázisú jeleit használja fel. A P, potenciométer egyúttal az áramkör nullázására, a P2 potenciométer pedig a végkitérés beállítására szolgál. A potenciális talajfeszült-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
