Курсовая работа (т): Наблюдение за температурой почвы

Наблюдение за температурой почвы

Введение

Наблюдения за температурой пахотного слоя почвы проводится в весенний период с момента подсыхания почвы до мягкопластичного состояния (хотя бы на одном из наблюдательных участков) и до появления массовых всходов теплолюбивой культуры, посеянной на данном наблюдательном участке или до напуска воды в чеки при наблюдениях на рисовом поле.

В южных районах, где мягкопластичное состояние почвы бывает и зимой, сроки начала наблюдений устанавливает УГКС.

Наблюдения проводятся в дни обхода участков в 15-16 ч на глубинах 5 и 10 см от поверхности почвы. Если обходы наблюдательных участков ведутся на гидрометстанции раньше 15-16 I то об этом делают специальное примечание в книжке КСХ-1 (в таблице «Температура пахотного слоя почвы»).

При измерении температуры почвы можно использовать: Электрический Транзисторный Термометр ТЭТ - 2 и Электротермометр АМ-29.

. Электрический Транзисторный Термометр ТЭТ - 2

.1 Назначение

Термометр электрический транзисторный ТЭТ - 2 представляет собой прибор переносного типа, предназначенный для использования в сельскохозяйственном производстве, и может быть использован для измерения температуры почвы в пахотном слое глубиной от 3 до 50 см, температуры продуктов в бункерах, буртах глубиной до 150 см, температуры воздуха в складских помещениях, фермах, теплицах, и т. п. помещениях, температуры малоагрессивных жидких, сыпучих и газообразных сред.

Прибор рассчитан для эксплуатации в лабораторных и полевых условиях.

.2 Технические данные

Измеряемые диапазоны:

)        Точные - о минус 10 до плюс 10оС;

От + 10 до + 30оС;

От + 30 до + 50оС;

)        Грубый от минус 40 до плюс 80оС.

Цена деления на точных диапазонах - 0,2оС, на грубом диапазоне - 2оС.

Основная погрешность измерения:

         для точных диапазонов ±0,5°С;

         для грубого диапазона в интервале от минус 40 до плюс 65°С±2°С;

         для грубого диапазона в интервале от 05 до 80°С±3°С.

Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающей среды от + 20±5оС, не превышает 0,2°С на каждые 10°С изменения температуры.

Показатели тепловой инерции датчиков, не более:

)        радиационно-защищенный в неподвижном воздухе         400 с.;

)        радиационно-защищенный при обдуве - 5 м/с 120с.;

)        почвенный в воде 16с.;

)        почвенный в сухом песке 60с.;

)        герметичный в воде 12с.;

)        кислотоупорный в воде        15с.

Дополнительная погрешность при отклонении измерительного устройства от горизонтального положения и любом направлении на 30° по абсолютной величине не превышает половины основной погрешности измерительного устройства.

Дополнительная погрешность при изменении напряжения питания в пределах номинальной области рабочих напряжений (1,55±0,1) В (пределах сектора контроля напряжения по шкале) по абсолютной величине не превышает основной погрешности измерительного устройства.

Защитный экран радиационно-защищенного датчика при облучении световым потоком со спектром, приближенным к солнечному с интенсивностью 0,5 кВт/м2 не допускает пере грев датчика более 2,5°С.

Питание - батарейное от сухого гальванического элемента 373 «Марс» напряжением (1,55 ±0.1) В.

Потребляемая мощность не более 10 мВт.

Суммарное время безотказной работы элемента питания в пределах его срока службы не менее 120 часов непрерывной работы. При прерывной работе это время значительно больше.

Измерительное устройство может эксплуатироваться в климатических условиях:

)        при температуре от минус 30 до +40°С;

)        при относительной влажности до 95% при температуре + 25еС:

в) кратковременно в условиях снега и дождя.

Измерительное устройство в укладочной таре выдерживает пребывание в климатических условиях:

)        при температуре от минус 40 до + 65°С;

)        при относительной влажности (95±3) % ЩЙ температуре + 30°С.

Масса составных частей, не превышает:

         измерительного устройства 2.0 кг

         почвенного датчика 0.4 кг

датчика-щупа 5.0 кг

         радиационно-защищенного 0.2 кг

         герметичного датчика 0.15 - 0.40 кг

         кислотоупорного         датчика 0.2 - 1.7кг

         коммутационной          коробки 1.1 кг

Габариты составных частей, не превышают:

         измерительного устройства 230X152X96 мм

         коммутационной          коробки     220X136X100 мм

датчиков, см. табл. 1.

Таблица 1.

*Диаметр погружаемой части

.3 Состав изделия (рисунок 1)

) Устройство измерительное (1 шт.);

) Датчик почвенный (1шт.) (применение Lкаб. = 1.5 м);

) Датчик-щуп длинной 1.5 м (1шт.) (применение Lкаб. = 1.5 м);

) Элемент 373 ГОСТ 12333-74 (1шт.);

) Ремень (1шт.);

) Паспорт (1 экз.);

) Техническое описание и инструкция по эксплуатации (1 экз.).

.4 Устройство и работа изделия

Работа электротермометра основана на замере напряжения перехода «Эмиттер-база» полупроводникового триода (транзистора), которое уменьшается с увеличением температуры среды и увеличивается с уменьшением.

Прибор состоит из датчиков, присоединяемых к измерительному устройству с помощью розетки 2РМ14Б4ПВ1.

Электрическая схема прибора (рисунок 2) представляет собой неравновесный мост с включенным в одном из плеч перехода «Эмиттер-база» транзистора, используемого в качестве датчика температуры.

В качестве датчиков температуры используются транзисторы типа ГТ-108Г. Параметры транзистора-термодатчика характеризуются при токе эмиттера 0,5 мА, температуре 0°С, напряжением на переходе «эмиттер-база» в пределах 184- 194 мВ.

Для одного комплекта электротермометра используются транзисторы с разбросом характеристического напряжения ± 1 мВ.

Величина характеристического напряжения устанавливается с точностью ±0,2 мВ, путем изменения тока эмиттера при помощи резистора К29, устанавливаемого в разъемы каждого датчика.

Транзисторы Т1 и Т2 образуют схему стабилизации напряжения питания моста. Выходное напряжение, снимаемое с эмиттеров транзисторов - 0,4 В.

Резисторы R1, R2, R4, R5 образуют баластное сопротивление. Сдвоенный переменный резистор R2-R3 предназначен для: настройки стабилизатора (уменьшение влияния нестабильности напряжения питания). Резистор R11 служит для введения нестабилизированного тока в плечо сравнения.

Плечо сравнения многосекционное, состоит из резистора R10, R12 - R17. Температуры равновесия - 0°С, 20°С и 40°С. Резисторы R7 и R17 служат для настройки плеча сравнения. Резистор R25 служит для установления тока через транзисторный датчик температуры на уровне 0,5 мА.

Резисторы R18 - R24 и R26 служат для согласования чувствительности датчика температуры с чувствительностью электроизмерительного прибора.

Терморезистор R23 служит для температурной компенсации рамки прибора М-265М. Резистор R11 намотан из медного провода, что позволяет ввести термокомпенсацию температурного хода транзисторов Т1 и Т2.

Рисунок 1. - измерительное устройство; 2 - датчик щуп; 3 - почвенный датчик; 4 - розетка 2РМ14Б4Г1В1

Резистор R28 служит ограничителем тока, при случайном закорачивании эмиттера с коллектором. Кнопка Кн предназначена для включения прибора и шунтирования электроизмерительного прибора при переносе.

Элемент 373 («Марс») на 1,5 В служит источником питания прибора.

.5 Устройство и работа составных частей изделия

Измерительное устройство (рисунок 3 - 4) выполнено в металлическом корпусе 1 со съемными ремнями 2 для переноски. На передней панели 3 корпуса размещены измерительным прибор 4, ручка переключения диапазонов измерения 5, и кнопка включения прибора 6. Для предохранения прибора от попадания пыли и влаги (дождя, снега), на переднюю панель 3 одевается предохранительная съемная крышка 7. Конструкция крышки позволяет пользоваться электротермометром на одном диапазоне не снимая ее.

Рисунок 2

Почвенный датчик (рисунок 5) представляет собой металлический трубчатый стержень с ручкой, заканчивающийся наконечником, облегчающим проникновение датчика в почву. На конце стержня укреплен чувствительный элемент-транзистор, который отделен от металлического стержня втулкой с низком теплопроводностью. На металлическом стержне нанесены риски н цифры деления, позволяющие определить глубину погружения датчика. Максимальная глубина погружения датчика - 50 см.

Радиационно-защищенный датчик (рисунок 6) выполнен в виде конструкции, закрепляемой на стене или балке с помощью кронштейна. Термодатчик-транзистор закреплен в теплоизоляционной втулке и оснащен блендой-радиатором, предотвращающим попадание прямого или теплого и светового излучения непосредственно на поверхность транзистора.

Герметичный датчик (рисунок 7) выполнен в металлическом корпусе цилиндрической формы. Герметизация осуществляется путем заливки эпоксидным компаундом с одной стороны и сплавом «Розе» с другой. Датчик предназначен для измерения температуры неагрессивных сред.

Кислотоупорный датчик (рисунок 8) имеет ту же конструкцию, что и герметичный. Но в отличие от герметичного торец датчика покрыт лаком для предохранения от коррозии. Датчик может работать в малоагрессивных средах (РН от 4 до 8) и насыщенных солевых растворах.

Коммутационная коробка (рисунок 9) представляет собой устройство, подключающее вход измерительного устройства к одному из десяти датчиков. Коммутационная коробка имеет металлический корпус, который можно крепить стационарно.

На передней панели выведена ручка переключения датчиков.

К коммутационной коробке с торцов установлены 11 розеток для подключения датчиков и соединительного кабеля.

Датчик-щуп (рисунок 10) имеет конструкцию, аналогичную с почвенным датчиком. Максимальная глубина погружения датчика - щупа 150,0 см.

1.6 Маркировка и пломбирование

Измерительное устройство и коммутационная коробка имеют фирменные планки с обозначением типа, номера группы характеристического напряжения, порядкового номера и года выпуска прибора.

Каждый датчик имеет пластину обозначений с указанием:

)        номера группы датчика;

)        порядкового номера датчика.

Измерительное устройство после настройки пломбируется.

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 7

Рисунок 8

Рисунок 9

Рисунок 10

.7 Тара и упаковка

Измерительное устройство и датчики укладываются в укладочные ящики.

Термометр электрический транзисторный ТЭТ-2 в полном комплекте в укладочных ящиках упаковывается в транспортировочную тару. Пространство между стенками упаковочного ящика и укладочными ящиками заполняется древесной стружкой.

В каждый ящик вложен упаковочный лист, подписанный упаковщиком и контролером ОТК, с указанием:

)        наименование завода-изготовителя или его товарного знака,

)        наименование упаковочных предметов,

)        дата упаковки.

На верхней крыше транспортировочного ящика нанесены черной краской манипуляционные знаки «ОСТОРОЖНО. ХРУПКОЕ!» «БОИТСЯ СЫРОСТИ!» «ВЕРХ. НЕ КАНТОВАТЬ!»

.8 Инструкция по эксплуатации. Общие указания

Проверка комплектности прибора производится по таблице состава изделия.

К эксплуатации термометра электрического транзисторного ТЭТ-2 допускаются лица, ознакомленные с правилами работы с электроизмерительной аппаратурой после изучения технического описания и инструкции по эксплуатации.

Запрещается вскрывать измерительное устройство и датчики. Все настроенные органы схемы установлены в заданное положение и перемещение их категорически запрещается.

При переноске прибора недопустимы удары и резкие толчки, могущие повредить механизм электроизмерительного, прибора.

Почвенный датчик температуры предназначен для измерения температуры пахотного слоя. Он должен входить в почву без особых усилий. Недопустимо приложение чрезмерных механических усилий на рукоятку датчика, также вводить его в твердую почву без предварительного бурения.

Радиационно-защищенный датчик, при установке в местах, незащищенных от прямых солнечных лучей, устанавливать таким образом, чтобы он был защищен наружным экраном датчика (т. е. наклонная часть экрана была обращена на юг), в противном случае может возникнуть большая погрешность при измерении температуры.

Кислотоупорные датчики покрыты тонкой плёнкой лака для защиты от слабоагрессивных сред, в которых может производиться замер температуры.

При эксплуатации необходимо обращать внимание на то чтобы она не нарушалась.

Необходимо следить за состоянием контактов штырьевых разъемов для подключения датчиков. Для защиты их от пыли имеются специальные заглушки, которые необходимо надевать, если датчики не подключены к измерительному устройству или коммутационной коробке.

Измерительное устройство имеет брызгозащищённое исполнение. При переносе оно должно быть закрыто крышкой.

Для переноски измерительного устройства к месту измерения температуры необходимо пользоваться специальными ремнями, входящими в комплект прибора.

Разъемы кабелей датчиков, установленных стационарно, необходимо предохранять от попадания пыли и влаги при эксплуатации, обвертывая полиэтиленовой пленкой.