Будова і принцип дії вологоміра “Дністер”.

Електричні методи вимірювання вологості засновані на використанні залежності електричних параметрів ґрунту від вологості в слабкому електричному полі. В якості параметрів використовують електричний опір, провідність, а також їхні складові та похідні величини.

У залежності від частоти електричного струму, на якій проводять вимірювання, електричні методи поділяють на кондуктометричний, заснований на вимірюванні електричного опору ґрунту на постійному або змінному струмі низької частоти (до Гц), високочастотний (діелькометричний), заснований на вимірюванні повного опору або повної провідності ґрунту, а також його складових на частотах Гц та надвисокочастотний, який базується на вимірюванні затухання відбитої від ґрунту електромагнітної хвилі частотою понад Гц.

 

В кондуктометричних вологомірах використовується безпосереднє вимірювання електричного опору ґрунту або опору проміжного пористого сорбенту, що знаходиться в контакті з ґрунтом.

Найпростішим кондуктометричним вимірником вологості є вологомір «Дністер» (рис. 2). Він складається з контактного первинного перетворювача зондового типу і вимірювальної схеми, змонтованої в переносному коробчатому корпусі. Живиться схема від сухої батареї напругою 4,5 В.

 

Рис. 2. Схема кондуктометричного вологоміра «Дністер».

 

Первинний перетворювач складається з пружинистих контактів 1, закріплених на стрижні, який знаходиться в трубчастому кожусі 2, і ручки 3. У вихідному положенні контакти знаходяться всередині кожуха. Натиском на ручку 3 перетворювач вдавлюють в ґрунт на глибину, на якій необхідно виміряти вологість. Потім піднімають кожух до упору, що призводить до вивільнення пружинистих контактів і втиснення їх в грунт. Після цього роблять корекцію вимірювальної схеми у такій послідовності: вмикають вимикач SA, регулятор струму (потенціометр R4) повертають вліво до упору, натискають одночасно кнопки SB1 і SB2, регулятором „установка нуля” (потенціометр R3) виставляють струм 60 мкА.

Підключивши перетворювач до вимірювальної схеми, знову натискають кнопку SB2 і ручкою „регулятор струму” плавно виставляють струм 60 мкА. Відпустивши кнопку SB2, мікроамперметр покаже значення струму, який за допомогою таблиці переводять у вологість грунту в процентах від НВ. Максимальна похибка вологоміра не перевищує ±5% НВ.

На точність вимірювань суттєво впливає соляний склад грунтового розчину, структура грунту і перехідний опір контакту електрод-грунт. Враховуючи ці недоліки, вологомір „Дністер” рекомендується використовувати для орієнтовного визначення строків поливу.

Більш високу точність можна одержати при вимірюванні вологості за допомогою проміжного сорбента. За цим методом вимірюють електричний опір не грунту, а пористого сорбента, який розмішують у грунті так, щоб він знаходився з ним відносно вологості у зрівноваженому стані. Як сорбенти використовують гіпс, нейлон, складову та інші матеріали.

Найбільш часто використовують вологоміри з гіпсовими блоками. Їх виготовляють у вигляді циліндрів або зрізаних конусів з діаметрами основи 25...50 мм, щоб було зручно вставляти в пробурену свердловину. У середині блока розміщують електроди з корозієстійкого матеріалу. Електричний опір шару гіпсу між електродами залежить від вологості і при вологій рівновазі з ґрунтом характеризує його вологість. Для зменшення впливу поляризації вимірювання проводять струмом частоти 1...2 кГц.

Використання як сорбенту хімічно чистого гіпсу дозволяє суттєво зменшити вплив соляного складу ґрунтового розчину, тому що гіпс нейтралізує вплив солей, вступаючи з ними в реакцію. Це веде до поступової втрати здатності нейтралізувати солі і тому строк використання обмежується одним літнім сезоном.

Гіпсові перетворювачі є дуже інерційними, а по скільки вологість ґрунту в природних умовах весь час змінюється, то це вносить додаткову похибку, котра залежить від швидкості зміни вологи. Вологоміри з гіпсовими перетворювачами можна використовувати для автоматизації поливу, доповнивши мікро амперметр електроконтактним пристроєм.