устройство для измерения динамического действия дождя на почву

Формула изобретения

Устройство для измерения динамического действия дождя на почву, включающее корпус, пористую измерительную пластину, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, электрически связанными с прибором индикации, отличающееся тем, что боковая внутренняя поверхность корпуса снабжена микроячейками, гидравлически связанными между собой и заполненными полиакриламидом.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки опасности водной эрозии.

Известно множество устройств измерения динамического действия дождя на почву (Методы исследования водной эрозии почв. - Кишинев: 1976. - С.129-136) и (Гидротехника и мелиорация. - 1983. - № 7. - С.21-23).

Устройства включают измерительную пластину, которая фиксирует динамическое давление капельного потока жидкости.

Недостаток известных устройств - низкая точность измерений. Плоская плотная поверхность измерительной пластины отличается от пористой поверхности почвы, что вносит погрешность в результаты измерений.

Наиболее близким по цели и совокупности существенных технических признаков к предлагаемому техническому решению является устройство для измерения динамического действия дождя на почву, включающее корпус, пористую измерительную пластину, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, описанное в АС СССР 1362418, опубликованное 30.12.1987, бюл. № 48.

Недостаток известного устройства - ограниченные функциональные возможности при измерении динамического действия на почву дождя с добавками полиакриламида.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что боковая внутренняя поверхность корпуса снабжена микроячейками, гидравлически связанными между собой и заполненными полиакриламидом.

Корпус является каркасом для соединения деталей устройства. Он ограничивает с боковых сторон замкнутую полость. Пористая пластина с порами, заполненными водой, моделирует пористое пространство поверхности почвы. При попадании капель в поры измерительной пластины в пористой влаге возникает гидродинамическое давление, которое деформирует эластичный экран. Деформацию экрана фиксируют датчики и отображает прибор индикации. Внутренняя боковая поверхность корпуса снабжена микроячейками. Средний диаметр микроячеек составляет от 2 до 5 мм. При диаметре менее 2 мм повышается трудоемкость равномерного заполнения полиакриламидом микроячеек. При диаметре микроячеек более 5 мм повышается вероятность стекания полиакриламида к основанию корпуса. Глубину ячеек принимают не менее 3 мм. При меньшей глубине ячейки повышается вероятность стекания полиакриламида. Ячейки просечками стенок гидравлически связаны между собой. Это обеспечивает равномерное распределение полиакриламида по поверхности корпуса. Микроячейки заполнены полиакриламидом в гелеобразном состоянии. Полиакриламид, постепенно растворяясь в воде, заполняющей поры измерительной пластины, создает раствор, соответствующий каплям дождя с добавками полиакриламида.

Конструкцию устройства поясняет фигура. На фиг. показан разрез устройства для измерения динамического действия дождя на почву. В корпусе 1 установлена пористая измерительная пластина 2, поры которой заполнены водой 3. Внутренняя боковая поверхность корпуса 1 снабжена микроячейками 4, которые заполнены полиакриламидом 5. Нижняя поверхность пористой пластины 2 снабжена эластичным экраном 6, на котором закреплены датчики 7, электрически связанные с прибором индикации 8.

Устройство работает следующим образом. Заполняют микроячейки 4 полиакриламидом 5. Поры пористой измерительной пластины 2 заполняют водой 3. Полиакриламид 5 поступает в воду 3 и создает раствор, соответствующий каплям дождя с добавками полиакриламида. Его помещают в капельный поток дождя с добавками полиакриламида жидкости (на фиг. не показан). Пористая пластина 2 размещается перпендикулярно оси капельного потока жидкости. Капля дождя ударяет в пору. В поровой жидкости 3 формируется гидроударное давление, которое деформирует эластичный экран 6. Датчики 7 фиксируют величину деформации эластичного экрана 6 и передают информацию на прибор индикации 8.

Величина деформации пропорциональна величине динамического действия капельного потока на почву. Устройство измерения тарируют по интенсивности твердого стока со стоковых площадок для капельных потоков жидкости с различной интенсивностью и крупностью капель.

Пористую пластину выполняют из водопрочного материала: полимеров, композитов, цементного камня, Толщину пористой измерительной пластины принимают от 3 до 8 мм. Площадь пористой пластины принимают не менее 10 см². При меньшем размере пластины увеличивается продолжительность измерений. В качестве эластичного экрана применяют белую резину толщиной не менее 300 микрон. Продолжительность измерений принимается от 6 до 10 мин. Сокращение периода измерений менее 6 мин снижает точность измерений из-за недостаточного числа капель, попадающих на пластину. Увеличение продолжительности измерений более 10 мин увеличивает затраты труда, без повышения точности измерений. Корпус устройства выполняют из твердого полимерного материала, например поликарбоната. При штамповке на внутренней боковой поверхности корпуса создают микроячейки, гидравлически связанные между собой просечками стенок.

В качестве датчиков используют тензорезисторы, прибора индикации - тензостанцию.

По сравнению с аналогом предложенное устройство обеспечивает измерение динамического действия на почву дождя с добавками полиакриламида, за счет наличия микроячеек, заполненных полиакриламидом.