Автогенераторные измерительные преобразователи двух-компонентной диэлькометрии сельскохозяйственных материалов
Автор Ананьев Игорь Петрович, 07.09.2009
| Страницы: 1 2 3 4 5 |
АНАНЬЕВ Игорь Петрович АВТОГЕНЕРАТОРНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ ДИЭЛЬКОМЕТРИИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Специальность: 06.01.03 – агропочвоведение, агрофизика
Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург Работа выполнена в Государственном научном учреждении ордена Трудового Красного Знамени Агрофизическом научно-исследовательском институте Россельхозакадемии Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,
доктор технических наук, профессор
Р.А. Полуэктов
доктор технических наук, профессор
В.Г. Кнорринг
доктор технических наук, профессор
А.А Бегунов. Ведущая организация: ГНУ Сибирский физико-технический институт аграрных
проблем Сибирского отделения Россельхозакадемии (ГНУ
СибФТИ СО Россельхозакадемии) Защита диссертации состоится « » 2009 г. в часов минут на заседании диссертационного совета Д 006.001.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук в ГНУ АФИ Россельхозакадемии по адресу: 195220, Санкт-Петербург, Гражданский пр., д. 14. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ АФИ Россельхозакадемии Автореферат разослан « » 2009 года. Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Е.В. Канаш Факс: (812) 534-19-00
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Диэлькометрия – измерение диэлектрических свойств мтериалов – является фундаментальным методом исследования и широко используется в технологиях сельскохозяйственного производства для контроля состояния материалов, качества сырья и продукции и параметров технологических процессов. В настоящее время диэлькометрия применяется как один из основных методов влагометрии сельскохозяйсвенных материалов: зерна, кормов (сено, силос, сенаж, комбикорм, травяная мука, плщеное зерно), почв и тепличных грунтов, удобрений, обеспечивая экспрессность измерний, возможность работы в режиме “on-line”, приемлемую точность, простоту использвания и невысокую стоимость средств измерений.
Однако существующие диэлькометрические средства инструментального контроля агротехнологий являются, в основном, однопараметрическими и не используют возмоностей двухкомпонентной диэлькометрии, основанной на измерении как действительного, так и мнимого компонентов комплексной диэлектрической проницаемости (КДП) матриалов. В работе впервые показана возможность одновременного определения влажности и плотности зерновой массы по измеренным двум компонентам диэлектрической пронцаемости, что открывает пути повышения точности измерения влажности растительных дисперсных материалов, являющейся основным контролируемым параметром в технолгиях производства и переработки зерна. Двухкомпонентная диэлькометрия почв дает воможность определять влажность и электропроводность почв и осуществлять мониторинг общего содержания элементов минерального питания, что важно для управления технолгиями земледелия открытого грунта, точного земледелия, овощеводства открытого и зщищенного грунта.
Известные «классические» средства двухкомпонентной диэлькометрии, исползуемые для исследования диэлектрических свойств материалов в лабораторных условиях (измерительные мосты и анализаторы электрических цепей), являются дорогостоящими и поэтому не используются в технологическом контроле. Появившиеся в последнее время за рубежом и охраняемые как объекты промышленной собственности двухкомпонентные диэлькометрические измерители влажности и электропроводности почв, использующие частотный метод измерения (WET-сенсор английской компании Delta-T Devices Ltd., T5 фирмы США Decagon Devices Inc.), а также дорогостоящие измерители, использующие метод пространственно-временной рефлектометрии-TDR (приборы Easy Test Института агрофизики Польской академии наук, TDR система английской компании Campbell Scietific Ltd.) ограничивают создание отечественных конкурентоспособных разработок.
В связи с этим поиск новых решений и разработка конкурентоспособных средств двухкомпонентной диэлькометрии и, в первую очередь, измерительных преобразователей, пригодных для инструментального контроля агротехнологий в полевых условиях, и иследование новых возможностей их применения в технологическом контроле, являются актуальной проблемой, направленной на повышение эффективности сельскохозяйственого производства.
В диссертационной работе эта проблема решена путем разработки впервые преложенных автогенераторных двухкомпонентных диэлькометрических преобразователей (ДДП), обеспечивающих разделение информации о действительном и мнимом компонетах комплексной диэлектрической проницаемости материала, введенного в электроманитное поле первичного измерительного преобразователя (ПИП), благодаря инерционной стабилизации амплитуды колебаний на линейном участке амплитудной характеристики усилителя колебаний автогенератора.
Исследования выполнены в ГНУ Агрофизический научно-исследовательский иститут Россельхозакадемии по планам НИР на 2001-2005, 2006-2010 гг.
Цель и задачи исследований. Целью работы является создание теории, техничских решений, макетная апробация и исследование характеристик автогенераторных имерительных преобразователей двухкомпонентной диэлькометрии сельскохозяйственных материалов для средств инструментального контроля агротехнологий.
троля агротехнологий на основе автогенераторной двухкомпонентной диэлькометрии.
Научная новизна работы определяется ее основными научными положеними, выносимыми на защиту:
1. С использованием обобщенной эмпирической модели диэлектрических свойств зерна злаковых культур, разработанной в Исследовательском центре Министерства селского хозяйства США, диссертантом впервые показана возможность одновременного оределения влажности и плотности зерновой массы по измеренным значениям действтельного ?' и мнимого ?" компонентов КДП ? = ? ? ? j? ?? , что открывает перспективу пстроения двухкомпонентных диэлькометрических влагомеров зерна с автоматической коррекцией влияния плотности на показания влажности и влагомеров-плотномеров зерна.
2. Впервые предложен метод автогенераторной двухкомпонентной диэлькометрии, основанный на использовании автогенераторов с инерционной стабилизацией амплитуды колебаний и обеспечивающий определение компонентов комплексной диэлектрической проницаемости, а также электропроводности сельскохозяйственных материалов по двум выходным параметрам автогенератора. Показаны преимущества использования этого мтода для построения средств инструментального контроля агротехнологий по сравнению с известными методами.
3. Разработаны функциональные и принципиальные электрические схемы автогнераторных ДДП, содержащих в качестве основных структурных элементов усилитель высокочастотных колебаний с усилением, управляемым напряжением, частотнизбирательный делитель, включенный в цепь положительной обратной связи усилителя и состоящий из резистора и колебательного контура, в состав которого введен емкостной или индуктивный первичный измерительный преобразователь (ПИП), и цепь инерционой стабилизации амплитуды колебаний, обеспечивающую удержание амплитуды колбаний на линейном участке амплитудной характеристики усилителя путем детектировния выходного напряжения колебаний, сравнения его с опорным напряжением и подачи усиленного напряжения рассогласования на вход управления усилением усилителя колбаний. В качестве двух выходных параметров автогенераторного ДДП используются чатота автоколебаний, напряжение на средней точке или модуль коэффициента передачи делителя kU, либо напряжение управления усилением UУПР.
4. Разработаны основы теории автогенераторных ДДП как с емкостными, так и с индуктивными ПИП. Показано, что при отсутствии фазового сдвига колебаний в усилитле автогенератора, автогенераторный ДДП обеспечивает полностью раздельное определние действительного компонента ?' КДП тестируемого материала по частоте автоколебний и электропроводности ? материала по модулю коэффициента передачи делителя kU или по напряжению управления усилением UУПР при включении емкостного ПИП в праллельный колебательный контур делителя, либо при включении индуктивного ПИП в последовательный колебательный контур. Исследованы динамические процессы возниновения и установления автоколебаний и устойчивости стационарного режима для автгенераторных ДДП с емкостным ПИП. Показано, что при отсутствии фазового сдвига клебаний в усилителе автогенератора колебания в стационарном режиме всегда устойчивы, если выполняется условие самовозбуждения колебаний.
Получены расчетные формулы для определения параметров высокочастотного тракта ДДП, ПИП и диэлектрических характеристик тестируемого материала по выхоным параметрам ДДП как для автогенераторного ДДП с емкостным ПИП в параллельном колебательном контуре делителя автогенератора, так и для автогенераторного ДДП с идуктивным ПИП в последовательном колебательном контуре делителя автогенератора с учетом комплексной передаточной функции усилителя колебаний. Показано, что взаиная зависимость определяемых параметров при наличии фазового сдвига в усилителе клебаний может быть устранена с помощью цепей фазовой коррекции.
5. Предложены принципы построения автогенераторных ДДП с емкостной коаксальной ячейкой для влагомера зерна со свободной засыпкой пробы и алгоритм автоматческой коррекции влияния случайного значения плотности при засыпке на результат оределения влажности, и макетированием такого автогенераторного ДДП экспериментално показана возможность снижения для зерна пшеницы случайной погрешности от влиния плотности до значений, не превышающих соответствующие значения для влагомеров, использующих взвешивание пробы или нормирование ее плотности уплотнением.
6. Разработаны автогенераторные ДДП с зондовыми емкостными датчиками для полевых почвенных измерений, включая стационарные балансовые измерения в составе агрометеорологической станции и измерения при маршрутном обследовании полей, и экспериментально показана возможность одновременного измерения объемной влажности ? и электропроводности ? почв в диапазоне ? = 0…100 %, включающем также чистую воду, и диапазоне ? = 0…0,1 См/м, что позволяет использовать их для измерений в незсоленных почвах сельскохозяйственного использования.
7. Впервые предложен и разработан метод экспериментального определения харатеристик пространственной чувствительности автогенераторных ДДП с емкостными и индуктивными ПИП, основанный на использовании малых диэлектрических тел, возмщающих электромагнитное поле ПИП.
8. Теоретически обоснована возможность бесконтактного определения влажности и электропроводности почв с помощью автогенераторного ДДП с кольцевой рамочной антенной, включенной в качестве индуктивного ПИП в последовательный колебательный контур автогенератора и устанавливаемой над почвой при измерениях, в диапазоне рабчих частот автогенераторного ДДП 20…40 МГц.
Практическая ценность результатов работы.
1. Разработанные принципы построения и основы теории автогенераторных ДДП с емкостными и индуктивными ПИП являются базой для создания нового класса перспетивных средств инструментального контроля агротехнологий, перечень которых дан в зключительной части автореферата. Все изложенные в диссертации технические решения по автогенераторной двухкомпонентной диэлькометрии защищены патентом РФ на избретение № 2361226 с приоритетом от 28.09.2007 г., автор Ананьев И.П., подтверждащим мировую новизну и изобретательский уровень и обеспечивающим конкурентоспсобность разработок.
2. Результаты экспериментальных разработок принципиальных электрических схем автогенераторных ДДП с использованием современной элементной базы микрэлектроники необходимы для построения и практической реализации автогенераторных двухкомпонентных диэлькометрических приборов и других средств инструментального контроля.
3. Полученные результаты экспериментальной проверки возможности существеного снижения случайной погрешности от влияния плотности на показания влажности во влагомерах зерна со свободной засыпкой пробы при использовании автогенераторных ДДП и предложенного алгоритма автоматической коррекции влияния плотности будут использованы для создания нового класса простых в эксплуатации и дешевых влагомеров зерна.
4. Разработанные, изготовленные и отградуированные образцы автогенераторных ДДП влажности и электропроводности почв с четырехштыревым емкостным зондом ипользуются в составе многофункциональной 32-канальной автоматической агрометеорлогической станции Меньковской опытной станции Агрофизического НИИ для исследвания динамики и профиля влажности и электропроводности корнеобитаемого слоя почвы в течение вегетационного периода.
5. Разработанный автогенераторный ДДП с емкостным штыревым зондом для имерения влажности и электропроводности пахотного слоя почв и полученные градуирвочные характеристики будут использованы в создаваемом по плану НИР Агрофизичского НИИ на 2006-2010 гг. приборе для маршрутного обследования состояния земель сельскохозяйственного назначения.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на: Третьем международном симпозиуме по гигрометрии и влагометрии (Англия, Лондон, Национальная физическая лаборатория, апрель 1998 г.); Международной научнпрактической конференции «Современные проблемы опытного дела» (Санкт-Петербург, АФИ, июнь 2000 г.); Международной научно-технической конференции «Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве» (Белоруссия, г. Минск, Гос. аграрн. техн. университет, июнь 2000 г.); Международной конференции «Физические методы в сельском хозяйстве – на пути к точности и качеству» (Чешская Республика, Прага, август 2001 г.); Международной научно-практической конференции «Агрофизика XXI века» (к 70-летию образования Агрофизического института) (Санкт-Петербург, июль 2002 г.); Чевертом международном симпозиуме по гигрометрии и влагометрии (Тайвань, Тайпей, 119 сентября 2002 г.); Международной научно-практической конференции «Информационые технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяйственных процессов АГРОИНФО-2003» (Новосибирск – Краснообск, отябрь 2003 г.); Второй международной научно-практической конференции «Земледельчская механика в растениеводстве» (Москва, ГНУ ВИМ, декабрь 2003); Девятой междунродной научно-практической конференции «Автоматизация и информационное обеспечние производственных процессов в сельском хозяйстве» (г. Углич, 19-20 сентября 2006 г.); Международной научно-практической конференция «Информационные технологии, системы и приборы в АПК – АГРОИНФО-2006» (Новосибирск - Краснообск, 17-18 октяря 2006 г.); Четвертой международной конференции «Современное приборное обеспечние и методы анализа почв, кормов, растений и сельскохозяйственного сырья» (Москва, ВВЦ, 18-19 октября 2006); Международной конференции «Современная агрофизика – всоким агротехнологиям» (Санкт-Петербург, 25-27 сентября 2007 г.); совместном заседнии бюро Отделения земледелия и бюро Отделения защиты растений РАСХН 28 мая 2008 г. по вопросу: Перспективы использования автогенераторный двухкомпонентной диэлкометрии в инструментальном контроле сельскохозяйственных объектов; Десятой межднародной научно-практической конференции «Автоматизация и информационное обеспчение производственных процессов в сельском хозяйстве» (г. Углич, 16-17 сентября 2008 г.); Международной конференции по точному земледелию в Вагенингене, Нидерланды, 9 июля 2009 г. Комплекс средств инструментального контроля агрофизических характристик почв и зерна, основанных на разработанном диэлькометрическом методе, награден золотой медалью на международной выставке-ярмарке АгроРусь-2008 (СанкПетербург, Ленэкспо, 22-30 августа 2008 г.).
Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 34 работах, включая 8 публикаций в журналах из перечня реферируемых журналов ВАК, 1 патент РФ и 2 авторских свидетельства СССР на изобретения. Патент РФ на изобретение № 2361226, автор Ананьев И.П., защищает все принципиальные технические решения по автогенераторной двухкомпонентной диэлькометрии, изложенные в диссертации, и сдержит 4 независимых пункта формулы изобретения, 34 зависимых, 139 страниц описния, формулы и чертежей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести раздлов, основных результатов и выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 295 страницах машинописного текста, содержит 82 рисунка и 22 таблицы. Список лтературы включает 412 наименований.
Введение. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, рассмотрены цель и задачи исследований, научная новизна и основные научные положения, выносимые на защиту, практическая ценность результатов работы, апробация результатов.
В настоящее время получила широкое развитие разработка средств инструметального контроля агротехнологий, использующих взаимосвязь диэлектрических свойств сельскохозяйственных материалов с их агротехнологическими характеристиками. Диэлкометрия, т.е. измерение диэлектрических свойств материалов, является одним из фундментальных методов исследования свойств веществ, основанным на взаимодействии элетромагнитного поля (ЭМП) с материальной средой, который развит в работах Максвелла [1904, 1954], Лорентца [1909, 1933], Дебая [1929], Коула К. и Коула Р. [1941], Френкеля [1945], Фрелиха [1949], Сканави [1949, 1958], Хиппеля [1959, 1960], Тамма [1959], Ландау [1982], Брауна [1961], Эмме [1967], Де Лоора [1968, 1974], Барфута и Тейлора [1981], и других.
Основным методом диэлькометрии является измерение диэлектрических свойств материалов в частотной области (frequency domain), при котором на материал воздейсвуют гармоническим ЭМП, а диэлектрическую проницаемость определяют как комплекную величину:
? = ? ? ? j? ?? , (1) где действительный компонент ?' комплексной диэлектрической проницаемости ? (КДП) характеризует способность вещества обратимо поляризоваться в электрическом поле, а мнимый компонент КДП ?" (фактор потерь) характеризует необратимые тепловые потери при поляризации и связан с электропроводностью ? материала соотношением:
где ? – круговая частота ЭМП, ?0 = 8,854 Ф/м -электрическая постоянная. Два компонета ?', ?" КДП, а также ? определяют по электрической емкости, проводимости и частоте ? тока питания емкостного датчика (первичного измерительного преобразователя – ПИП) с тестируемым материалом.
К настоящему времени диэлектрические свойства основных сельскохозяйственных материалов (почв, торфа, зерна, трав, пищевых продуктов) в частотной области, т.е. копоненты КДП ??, ??, исследованы в широком диапазоне электромагнитных волн от постянного тока и низких частот до частот в единицы-десятки гигагерц [Smith-Rose-1933, 1935; Лещанский-1971; Троицкий-1973, 1974; Киселев-1974; Поздняков-1979, 2002; Капачевский-1983; Hoekstra-1974; Selig-1975; Poley-1978; Бобров-1989; Campbell-1990; Wesink-1993; Peplinski-1995; Kelleners-2005] – для почв, [Лыч-1975] – для торфа, [Nelso1953, 1965, 1973, 1976, 1991; Jorgensen-1970; Corcoran-1970; Statson-1970, 1972; Chug1973; Секанов-Кулешов-1975; Секанов-монография-1985] – для зерна, [Коряков-Секано1985] – для трав, [Nelson-1994] – для фруктов, овощей и пищевых продуктов, [Рогов-1964, 1988] – для мясных продуктов.
Исследования диэлектрических свойств зерна показали, что основным фактором, определяющим диэлектрические свойства зерна, является влажность, а к дополнителным, наиболее значимым факторам относятся плотность зерновой массы, гранулометрческий состав, структура зерна (плотность зерновки, содержание белка, крахмала, клейквины), концентрация электролитов, а также температура [Столбов-1978; Секанов-1985, 2000; Nelson-1953, 1965, 1973, 1976, 1991; Jorgensen-1970; Corcoran-1970; Stetson-1970, 1972; Chugh-1973].
Возможность одновременного определения влажности и плотности зерновой массы по измеренным значениям действительного ?' и мнимого ?" компонентов КДП в мегагецовом диапазоне частот, в котором значительно упрощается построение двухкомпоненных диэлькометрических измерителей, впервые показана нами с использованием обощенной эмпирической модели диэлектрических свойств зерна злаковых культур, разрабтанной в Исследовательском центре Министерства сельского хозяйства США Нельсоном и Крашевским [Nelson-1991; Kraszewski-1989]. Модель, полученная по совокупным даным для кукурузы, пшеницы, ячменя, овса, ржи и соевых культур при температуре 24 ?С, дает следующие выражения для действительного ?' и мнимого ?" компонентов КДП:
? ? ? 3 ? где M (%) - влажность зерновой массы, ? (г/см3) – плотность зерновой массы, fm (Гц) – частота воздействующего электромагнитного поля, а коэффициенты в модели равны: k1 = 0,504 (%)-1 ? (г/см3)-1; k2 = 1 (%)-1/2; k3 = 106 Гц; k4 = 0,146 (г/см3)-2; k5 = 0,004615 (%)-2 ? (г/см3)-2; k6 = 0,32; k7 = 1,743. Модель действительна в следующих диапазонах входящих в (3) переменных:
f = 5 МГц…5 ГГц, М = 8…26 %, ? = 0,6…1,3 г/см3. (4) Средняя погрешность предсказания модели составляет 5 % для ?' и 10 % для ?" [Nelso1991]. Под влажностью зерновой массы (влажностью зерна) здесь и далее понимается оношение массы воды в зерне к массе влажного зерна, т.е. массовая доля воды в зерне. Это понятие влажности положено в основу действующего ГОСТ 13586.5-93. Зерно. Метод оределения влажности. Под плотностью зерновой массы здесь и далее понимается масса единицы объема зерна.
Обоснованием возможности одновременного определения влажности и плотности зерновой массы по измеренным значениям действительного ?' и мнимого ?" компонентов КДП является графическое представление двухкоординатных полей значений действтельного ?' и мнимого ?" компонентов КДП, а также значений тангенса угла диэлектричских потерь tg? = ? ?? ? ? и действительного ?' компонента КДП зерновой массы, вычисленых по уравнениям модели (3), для семейства кривых равных влажностей в диапазоне влажностей и плотностей, соответствующих модели (рис. 1). Из рис. 1 видна достаточная разрешающая способность графического определения М и ?, особенно для графика в кординатах ?', tg ?. Эта возможность может быть реализована в микропроцессорных узлах приборов в виде электронных таблиц, графиков или формул. Вместе с тем, при постронии двухкомпонентных диэлькометрических измерителей влажности и плотности зернвой массы, для обеспечения достаточной точности измерений необходимо проведение градуировок, связывающих выходные параметры двухкомпонентного измерителя с вланостью и плотностью зерновой массы конкретных злаковых культур.
Рис. 1. Двухкоординатное поле значений действительного ?' и мнимого ?" компонентов КДП (а), а также ?' и tg ? (б) зерновой массы, построенное по формулам модели НельсонКрашевского для семейства кривых равных влажностей М в диапазонах влажностей и плотностей, соответствующих модели. Плотность ? зерновой массы в точках кривых слева направо равна 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3 г/см3.
Отметим, что определение влажности и плотности зерновой массы по измеренным значениям компонентов КДП представляет собой косвенное измерение влажности и плоности, в соответствии с классификацией видов измерений, данной в РМГ 29-99. Рекомедации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения (п. 5.11). Это же оносится к рассматриваемым далее в разделах 2 - 6 определениям значений параметров ПИП и измеряемых диэлектрических величин, а также значений измеряемых технологческих характеристик материалов по измеренным значениям выходных параметров автгенераторного ДДП.
Анализ работ по диэлектрическим свойствам почв, являющихся гетерогенными многофазными пористыми системами, показывает, что эти свойства определяются дэлектрическими свойствами составляющих ее фаз и их взаимодействием. Основными факторами, определяющими диэлектрические свойства почв, являются: диэлектрические свойства твердой фазы, содержание воды и формы ее связи с твердой фазой, содержание и состав растворенных солей, гранулометрический состав и плотность сложения почвы, частота или длительность импульса измерительного ЭМП, температура, паразитное влиние двойного электрического слоя на измерительных электродах. Полевая диэлькометрия почв получила развитие во второй половине прошлого века в виде приборов для опредления влажности почв по компоненту ?' КДП с емкостными датчиками, работающими в диапазоне частот 1…100 МГц (частотный метод измерения) [Matthews-1963; Черняк-1964, 1987; Thomas-1966; Kuraz-1970, 1981; Selig-1975; Wobschall-1978; Хлыстун-1982; Malick1983; Судницын-1987; Robinson-1993]. Диэлькометрические влагомеры почв быстро втеснили кондуктометрические аналоги, в которых существует сильная зависимость покзаний не только от влажности, но и от содержания растворенных солей в почве. Однако электропроводность почвы вносит погрешность в определение влажности и в диэлькомерических влагомерах, вследствие возрастания диэлектрических потерь в емкостном дачике. Стремление уменьшить эту погрешность путем перехода на более высокие частоты измерения, что дает увеличение отношения информативных токов смещения к токам прводимости в емкостном датчике, ограничивается проявлением свойств длинных линий в датчиках, искажающих его электрические характеристики.
Результатом явилось применение и активное развитие во влагометрии почв метода пространственно-временной рефлектометрии с датчиком в виде отрезка двухпроводной линии, в котором уменьшаются погрешности от влияния электропроводности почв, а грдуировочные характеристики меньше зависят от вида почв [Davis-1975, 1977; Chudobia1979; Topp-1980, 1981, 1982, 1984, 1985; Patterson-1981, 1984; Topp-1984, 1998; Bake1989, 1990; Whalley-1993, 1994; Андриянов-2001]. Дальнейшее развитие этого метода привело к его использованию для одновременного определения влажности и электропрводности почв по времени прохождения и затуханию импульса в датчике, т.е. к созданию TDR-метода двухкомпонентной диэлькометрии [Dalton-1984, 1986; Dasberg-1985; Daberg-1985; Nadler-1991; Malicki-1994, 1999; Stacheder-1994; Robinson-2003].
Однако высокая стоимость средств TDR-двухкомпонентной диэлькометрии (прборы Easy Test Института агрофизики Польской академии наук, TDR система английской компании Campbell Scientific Ltd.) стимулирует создание более дешевых коммерческих средств двухкомпонентной диэлькометрии, использующих частотный метод измерения. К таким средствам относятся датчик WET Sensor английской фирмы Delta-T Devices Ltd. (рабочая частота 20 МГц) и датчик 5TE фирмы США Decagon Devices Inc. (рабочая частта 70 МГц), измеряющие влажность, электропроводность и температуру почв.
Появившиеся в последнее время за рубежом и охраняемые как объекты промыленной собственности двухкомпонентные диэлькометрические измерители влажности и электропроводности почв, использующие частотный метод измерения, а также дорогстоящие измерители, использующие метод пространственно-временной рефлектометрии ограничивают создание отечественных конкурентоспособных разработок.
| Страницы: 1 2 3 4 5 |