1.4 Вимірник параметрів ґрунтів впг-4ц

В основу ВПГ-4ц покладений новий спосіб виміру вологості матеріалів, розроблений УКРНДГМІ в 2001 р. Особливість цього методу та, що він більш чуттєвий до ємнісної складової комплексної електропровідності ґрунту, чим усі відомі дотепер. Прилад ВПГ-4ц захищений патентами України №239 від 16.01.1993р., №27798 від 16.10.2000 р. і заявкою № 2004031597 від 04.03.2004 р. Усеукраїнський державний науково-виробничий центр стандартизації, метрології, сертифікації і захисту прав споживачів (УКРМЕТРЕСТАНДАРТ) визнав прилад ВПГ-4ц придатним для виміру вологості і температури ґрунту (протокол №36-2/182 від 04.03.2004 р.) (Рис.5).

1 - цифровий вимірювальний блок; 2 - наконечник переносного датчика в збільшеному виді; 3 - сполучний шнур ; 4 - переносний датчик вологості ґрунту; 5 - стаціонарний датчик вологості ґрунту.

Рисунок 5 - Зовнішній вигляд вимірника параметрів ґрунтів ВПГ-4ц

Це забезпечує переваги нового методу перед відомими, тому що, доведено більшістю досліджень, що саме активна складова є причиною виникнення помилок при вимірі вологості ґрунту, зв'язаних з нестабільністю щільності, механічного і хімічного її складу. На основі цього методу розроблений універсальний пристрій вимірника вологості матеріалів. Градуіровочні графіки вологості ґрунту практично лінійні. При вимірі вологості повітря вони лінійні в діапазоні 20 - 100 %. Дослідження показали також достатню лінійність графіків вологості коренеплодів цукрового буряка і зерна.

1.5 Інші методи і засоби

Серед інших методів і засобів, що можуть бути використані для виміру вологості ґрунту, слід зазначити датчик вологості ґрунту корпорації Sutron (США), надвисокочастотний вологомір ґрунтових зразків СВП-5, радіолокатор для визначення вологості ґрунту, фотооптичний вологомір ґрунтових зразків, переносної ІЧ-вологомір ІRMM-106, вологомір "ВИМС-1" (для бетону, цегли, піску, деревини, зерна), цифровий вологомір для сіна і силосу WІLE-25 і ряд інших.

1.5.1 Датчик вологості ґрунту корпорації Sutron (сша)

Датчик електричного опору (Рис. 6), призначений для контролю вологості ґрунту в стаціонарних умовах. Конструктивно він виконаний таким чином, що основна стінка циліндра є напівпроникною (пропускає тільки воду), а усередині циліндра знаходяться два ізольованих електричних електроди і речовина, котра здатна усмоктувати воду з ґрунту. Якщо внутрішня усмоктувальна сила датчика більше чим у ґрунті він усмоктує воду, і віддає воду, якщо, навпаки, смоктальна сила ґрунту більше. Таким чином, між осмосом усередині датчика й осмосом ґрунту завжди існує динамічна рівновага. Діапазон осмотичних сил знаходиться в границях від 10 до 200 сантібар, а обмірюваний електричний опір - у границях від 500 до 30000 Ом. Датчик сертифікований Міжнародною організацією по стандартизації.

Рисунок 6 - Датчик вологості ґрунту корпорації Sutron (США)

Недоліками такого типу датчиків є велика інерційність і неможливість використання їх на будь-яких полях, а тільки на тих, котрі в даний момент не обробляються (Такий же недолік і нейтронного вологоміра ВНП-1). Крім того, датчик - сорбційний (усмоктувальний), а це означає, що сорбціонна здатність його з плином часу може змінюватися, а з нею і його градуіровочні параметри. Адже ґрунт - не інертна, а активне середовище. Активність, а найчастіше й агресивний характер цього середовища може привести до того, що внутрішній наповнювач датчика почне хімічно взаємодіяти із ґрунтом, що, у свою чергу, приведе до змін його електричних градуїровочних характеристик.

Разом з тим виникають визначені проблеми, обумовлені конструкцією датчика і зв'язані з його установкою на окремих полях. Для установки таких датчиків на полях іншого підходу поки що не знайдено, як ручним способом копати лопатою шурфи і встановлювати такі датчики на глибинах 10, 20, 30, ... 100, ...150 см (Такий же метод установки датчиків Даніліна, де використані вугільні електроди). У протилежність цим датчикам, стаціонарні датчики УКРНДГМІ (рис. 5) для глибин 10, 20, ... 50 см і глибше, зібрані в загальний монолітний циліндр, що має діаметр ґрунтового бура АМ-26. Такий збірний датчик-моноблок легко можна вставити у свердловину , зроблену в ґрунті буром АМ-26 і не потрібно рити шурфи лопатою. Висота кожного окремого датчика складає рівно 10 см, і це забезпечує точну установку всіх датчиків на необхідну глибину. Глибину установки датчиків корпорації Sutron важко контролювати.