Тензиометр своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Для того чтобы определить необходимость полива посадок, используют специальные приборы - тензиометры. Это оборудование показывает увлажненность почвы. Благодаря регулярному измерению влажности грунта можно создать график орошения и использовать его при планировании капельного полива.

Устройство тензиометра

Прибор самой простой конструкции представляет собой устройство, состоящее из сенсора в виде пористого керамического зонда, водной камеры и вакуумметра. Все части прибора соединены между собой герметично. Если зонд заполнить дистиллированной водой и поместить его с почву, вода с растворенными в ней веществами через пористые стенки будет уходить в грунт или наоборот. Этот процесс продолжается до установления равновесного давления между почвенной влагой и водой в зонде. Показатель давления в приборе характеризует капиллярный потенциал почвенной влаги. С его помощью определяют необходимость полива и составляют графики орошения.

Величина этого потенциала зависит от ряда факторов:

Вида почвы и ее гранулометрического состава;
Структуры почвы
Порозности почвы

Для одной и той же культуры величина потенциала будет на супесях, черноземе или тяжелых суглинках разной.

Большинство тензиометров оснащены манометром, а также цветовой шкалой для простой интерпретации данных. Это упрощает пользование прибором и позволяет оценить уровень показателя почвенной влаги даже неквалифицированному работнику.

Показатели тензиометра свидетельствуют об увлажненности почвы:

0 – 80 hPa – грунт переувлажнен;
80 – 100 hPa – очень влажно, полив не требуется;
100 – 350 hPa – оптимальная влажность почвы;
350 – 450 hPa – недостаточная влажность грунта;
450 – 500 hPa – рекомендуется полив;
500 – 550 hPa – полив обязателен;
550 – 600 hPa – сильная засуха.

Подготовка тензиометра к установке

Перед погружением в грунт тензиометр требует определенной подготовки:

От прибора отсоединяют манометр и керамический наконечник помещают в емкость с водой;
Через время (от 8 до 12 часов) в колбе появится вода;
Перед установкой уровень воды доводят до максимума, оставляя 1-2 см до верха и вставляют манометр.

После установки тензиометра в почве должно пройти некоторое время (от 1 до 12 часов), прежде чем прибор начнет показывать достоверные значения.

Глубина установки и показания прибора

Прибор устанавливают на фиксированное место. Этот участок должен иметь типичную для всей территории, занятой посевами, почву. Поэтому тензиометр не размещают по краям поля, а фиксируют на участке с посевами. Если на поле представлены несколько типов почв, для получения достоверных результатов рекомендуется устанавливать не один, а несколько тензиометров.

Тензиометр устанавливают на расстоянии 0,1 – 0,15 м от капельной ленты для огорода. Для его фиксации в почве бурят отверстие диаметром на 5мм больше чем диаметр тензиометра. В ямку насыпается увлажненный грунт (на высоту 10 мм), устанавливается устройство. Промежутки заполняются тем же увлажненным грунтом. Важно, чтобы керамический наконечник находился в достаточно плотном контакте с почвой не нарушенного строения.

Для правильной диагностики важное значение имеет глубина фиксации устройства. Для овощных культур с неглубокой (до 0,5 м) корневой системой глубина установки тензиометра меняется в зависимости от фаз развития растений:

При высадке – от 15-20см;
Во втором периоде развития – от 30 до 40 см.

Наблюдение за показаниями влажности почвы позволят скорректировать или составить график орошения, в котором будут учтены потребности каждой культуры в поливе.

Правила пользования и хранения тензиометром

Установка прибора должна проводиться после полива участка. Показания снимают в утренние часы;
Во время полива или после него в прибор добавляют испарившуюся или вытекшую воду. Рекомендуется использовать дистиллированную воду с добавлением в нее 3%-го раствора гипохлорида натрия для дезинфекции и предотвращения образования налета из водорослей и бактерий;
В ирригационный период следят за чистотой прибора, предотвращают попадание внутрь грязи, в том числе, с рук.

В конце ирригационного сезона тензиометры вынимают, промывают керамический наконечник водой и обрабатывают раствором гипохлорида натрия. Хранят их в дистиллированной воде.

Тензиометре – прибор для определения капиллярной составляющей потенциала почвенной влаги.

Тензиометр с аналоговым дисплеем обеспечивает возможность использовать классический метод определения влажности почвы. Глиняная ячейка тензиометра транспортирует воду изнутри наружу за счет своей капиллярности в сухой среде. В закрытой трубе создается отрицательное давление, которое измеряется и отображается манометром.

Как и все продукты STEP Systems, этот тензиометр основан на последних технических достижениях. Специалистами разработаны и внедрены самые надежные и современные компоненты.

Единица измерения – гПа (гектопаскаль); 1 гПа = 1 мбар.

Помошник садовода в капельном орошении или п ринцип работы тензиометра

Вода в земле находится под влиянием определенных связывающих сил с соответствующим натяжением воды. Когда водонасыщенная ячейка входит в контакт с почвой, существующее отрицательное давление в почвенной воде передается на манометр через глиняную ячейку, заполняется водой и считывается там.

Как это работает? С уменьшением влажности почвы увеличивается всасывающее усилие почвенной воды, что показывается манометром как отрицательное давление. Обязательное условие – хороший контакт глиняного тела с землей, будьте внимательны приосуществлении работ.

Примечания по поливу

Оптимальные значения сильно зависят от типа почвы: песчаные почвы имеют гораздо меньшую влагоемкость, чем глинистые или суглинистые. По этой причине на песчаных почвах орошение должно начинаться намного раньше, чем, например, на суглинистых.

Примечание: чем суше почва, тем выше отрицательное давление. Если почва хорошо пропитана, отрицательное давление достигает 0 мбар.

Подготовка к вводу в эксплуатацию

Поместите глиняный наконечник тензиометра в воду примерно на 12 часов, чтобы воздух из глиняного тела полностью вытеснился. Используйте мягкую водопроводную воду или, еще лучше, дистиллированную.

Установка

Заполните трубку из оргстекла водой до края и герметично закройте, просто прикрутив манометр. Никогда не прикасайтесь к глиняному корпусу рукой, иначе нельзя будет гарантировать быструю замену воды и надежную работу. Найдите немного влажное место на обрабатываемой площади, которое соответствует потребностям в воде. Выкопайте яму (лопатой или, возможно, пробоотборником) на желаемую глубину (в соответствии с глубиной укоренения культуры). Глиняное тело должно иметь прямой контакт с землей, при необходимости слегка надавите. В некоторых случаях тензиометр можно использовать и под углом. Если это возможно, измеренные значения следует записывать ежедневно, это единственный способ получить достоверную историю влажности.

Поддержание

Регулярно проверяйте уровень воды на тензиометре. Если он упал в нижнюю четверть трубки из оргстекла, необходимо долить воду. Если потеря воды слишком быстрая (в течение 1-2 дней), проверьте тензиометр на герметичность.

Повторная калибровка

Манометр должен иметь возможность реагировать на минимально возможную силу. Базовая настройка может измениться в результате ударов или сильных колебаний температуры. Снятый манометр вы можете легко повторно откалибровать. На нижней стороне защитного стекла имеется выемка шириной около 5 мм. Используйте отвертку и легким вращательным движением снимите крышку.

Откройте ножницы примерно на 5 мм под указателем слева и справа от стержня указателя, накройте указатель фольгой, так как он может далеко отскочить при нажатии на спусковой крючок. Затем нажмите на указатель, как на рычаг. Следующим действием поместите указатель на вал так, чтобы он находился на нуле под действием атмосферного давления. Затем снова закройте крышку, слегка надавив.

Тензометр — прибор для электрического измерения силы, который преобразует действие силы на объект в электрический сигнал, отражающий величину приложенной силы, вызывая изменения тока в цепи, который может быть измерен и отображен в единицах измерения силы.

Тензометр

Принцип действия тензометра

Для того, чтобы понять, как тензометры могут быть использованы как электрические приборы измерения силы, необходимо понять положения о давлении и растяжении.

Давление — это внутренняя реакция предмета или материала на силу. Растяжение — величина деформации, образованной в результате приложенной силы.

Если сила приложена, например, к стержню, то стержень испытывает давление и растяжением реагирует на приложенную силу путем изменения формы.

Чем больше сила, тем больше величина деформации. Это тот принцип, который позволяет использовать большинство тензометров, как электроизмерительные приборы для измерения силы.

Тензометр состоит из тонкого провода, обычно из никеля или платины, который заплетен вокруг штырей в виде сетки. Сетка встроена в бумажный или пластиковый несущий лист, который приклеивается или связывается с материалом, к которому будет приложена сила. Соединительные провода связывают сетку с цепью, которая предназначена для обеспечения показаний, приложенной силы. Таким образом, растяжение, образующееся в материале как результат приложенной силы, будет передан на тензометр, так как тензометр связан с материалом. Так как материал сдавлен, провод сетки будет растянут или сжат.

Так как сила приложена к материалу, к которому привязан тензометр, тензометр чувствует деформацию, образованную в результате давления, и изменяет свое сопротивление.

Например, если приложенная сила вызывает увеличение длины сетки, то ее поперечная область уменьшается, так как провод становится тоньше по мере его растяжения. Оба фактора в сочетании увеличивают сопротивление сетки. Изменение сопротивления тензометра вызывает изменение тока в цепи, измеряющей силу. Изменение тока в цепи измеряется и показывается прибором, шкала которого промаркирована в единицах измерения силы.

ПИД-регулятор прибор для управления технологическим процессом, основанный на трех законах регулирования: пропорциональном, интегральном и дифференциальном

Исполнительный механизм устройство, преобразующее выходной сигнал регулятора в перемещение регулирующего органа

Электрический исполнительный механизм устройство, преобразующее выходной сигнал регулятора при помощи электрической энергии, чтобы произвести механическое движение

При взаимодействии жидкости с газом или с другой жидкостью, нерастворимой в ней, между молекулами этих веществ, на границе их соприкосновения, образуется т.н. поверхность разделения фаз. Существует множество технологических задач, цель которых – придание нужных свойств именно границе раздела фаз.

Основная термодинамическая характеристика межфазного разделения – поверхностное натяжение (в случае системы взаимодействия жидкость-газ) или межфазное натяжение (при взаимодействии жидкости с другой жидкостью). Для их измерения используются специальные приборы – тензиометры.

Тензиометры KRUSS серии K

Тензиометры серии K измеряют поверхностное и межфазное натяжение по методу кольца дью Нуи или пластины Вильгельми, а также плотность ньютоновских жидкостей (кроме K6). Тензиометры серии K100 имеют ряд дополнительных возможностей для проведения комплексных исследований.

Более подробную информацию по каждой модели можно получить, перейдя по ссылке. В сводной таблице приведено сравнение рабочих характеристик тензиометров серии К.

Тензиометры KRUSS серии BP

Тензиометры серии ВР измеряют динамическое поверхностное натяжение на основе метода давления в пузырьке. Применяются для исследования активных компонентов (ПАВ, ВМС и т.п.) в быстро протекающих процессах, например, при распылении аэрозолей, пенообразовании, эмульгировании и пр.

Читайте также: