Как измерить количество воды в почве электрическим способом

[Любитель_Манниха]

Кстати. Я по поводу реализации сего ничего не могу сказать, но - возможно ли "на коленке" измерять теплоёмкость?
Думается, что от влажности будет сильная прямая зависимость.

[Smol]

Наверное можно, если экспрессно нагревать взятую пробу грунта определенной массы/объема и замерять, насколько быстро она нагревается. Тут еще и теплопроводность будет влиять. а она тоже сильно от содержания влаги зависит.
Проблема в том, что для разных типов грунтов скорость такого нагрева будет разной (минералы грунта разные, соответственно - для каждого нужна своя кривая теплопроводности), а хотелось бы иметь универсальный датчик, поэтому я и предлагаю - в режиме взрыва (лазером?) испарить основную несвязанную воду из небольшого образца (не тронув при этом в нем кристаллогидраты и прочие устойчивые гидроксисоединения), а потом померять, сколько при этом испарилось воды, но уже не в образце грунта, а в составе образовавшейся в результате такого взрыва на какие-то мгновения воздушно-паровой смеси. По специально разработанной программе из-за нестационарного режима процесса, понятно, что тут все решает время - если тянуть с замером, то ничего не заметим (пик уже пройдет), а если замерить раньше, чем нагрелось и испарилось - то пика еще не будет.
Мне кажется, это проще, чем замерять массу образца до и после высушивания. Хотя и это тоже вполне возможно - современные тензодатчики миниатюрные, достаточно точные и надежные. И температуру до 1000 гр.С держат, хотя лучше бы их использовать не выше 250. (Тогда они точнее).

[Любитель_Манниха]

Ну, я исхожу из того, что теплоёмкость воды сильно отличается от таковой для любого минерала или органики,
возможно для точности +/- десяток процентов будет достаточно воткнуть в грунт некую ячейку с нагревателем и термодатчиком, измерить начальную температуру, сообщить определённую тепловую энергию, измерить конечную температуру.

[Smol]

Согласен с Вами, только если Вы воткнете ячейку в песок - будут одни показатели, в глину - другие, в торф - третьи, в иловые осадки сточных вод - четвертые. Ибо кривые скорости нагрева для этих грунтов очень сильно отличаются, думаю, что в разы. А хотелось бы иметь универсальный прибор, для которого тип грунта не важен.
Почему и идея - мерить не в грунте, а в том, что из грунта испарилось (причем - мерить оперативно!), оно-то практически одинаковое.

Может быть все это делать, сочетая с гравиметрическим измерением навески/объема образца до и после. Главное - очень быстро (за доли секунды) образец высушить. А это лучше делать лазером. Особенно, если образец небольшой, думаю - нормально будет порядка 1 г. Причем. его можно раскопать совочком откуда-то снизу грунта (с нужной глубины), положить в чашку, уплотнить слегка, взвесить, включить лазер, выключить, взвесить после (это все с момента помещения образца автоматически делается) - и получить цифру влажности. Потом сухой из чашки выкинуть - и положить еще один, для повторного параллельного измерения.

[Evgen2]

Ну, а если такой вариант: в почву засовывается датчик внутри которого формируется керн образца почвы строго определенного объема (типа как это делалось на автоматических межпланетных станциях).

цена у этого варианта будет примерно такая же, как у автоматической межпланетной станции

[Smol]

Это был старый вариант, от него уже отказались. А что Вы скажете про новые?

[Evgen2]

Кстати. Я по поводу реализации сего ничего не могу сказать, но - возможно ли "на коленке" измерять теплоёмкость?
Думается, что от влажности будет сильная прямая зависимость.

Во-первых, это энергозатратно. От батарейки полгода работать не будет. Так же, как вариант с буром и лазером. Во-вторых, кроме теплоемкости, важна теплопроводность. Сухой торф, например - теплоизолятор настолько, что горящая крупинка торфа может спокойно плавать на поверхности воды. (Плавает потому как гидрофобный)

[Smol]

От батарейки полгода работать не будет...

Новое условие. Весьма сложно выполнимое. А в чем причина минимизации энергорасходов? У всех агрономов есть автомашины, в них есть электропитание, можно и от обычной бытовой электросети запитаться?
Где предполагается приборы использовать? На колхозных полях? (Как я понимаю, на дачных садовых участках они просто уже не нужны, и дачники без них справляются).

[Evgen2]

Это был старый вариант, от него уже отказались. А что Вы скажете про новые?

всякое механическое перемещение энергозатратно, сложно с точки зрения реализации, ненадёжно и не подходит для стационарной установки - один раз можно пробурить, а что дальше? Бурить рядышком - это еще один-два привода.

[Smol]

Зачем бурить, когда можно совочком/лопатой? Растения не живут глубже 30-40 см, а для такой глубины никакой бур не нужен.

[Evgen2]

От батарейки полгода работать не будет...

Новое условие. Весьма сложно выполнимое.

"Да, решение должно быть простым, дешевым, воспроизводимым в полевых условиях, и имело возможность стационарной работы. "...т.е. стационарной работы в полевых условиях
у кетайцев работает, у нас тоже должно будет - главное, научится правильно спать.

[Smol]

у кетайцев работает...

А у них на каком принципе? И универсально ли оно для всех видов грунтов? (может в Китае лёсс один, не то что у нас - то глина, то суглинок, то торф, то чернозём, то дерново-подзолистые с камнями).

[Evgen2]

Зачем бурить, когда можно совочком/лопатой?

""Да, решение должно быть простым, дешевым, воспроизводимым в полевых условиях, и имело возможность стационарной работы. ".
Совочком и лопатой - это не дёшево.

Растения не живут глубже 30-40 см

рекомендую сходить в лес и попробовать копнуть на 20 см.

а для такой глубины никакой бур не нужен.

Бур нужен, если все делается автоматически, как на межпланетной космической станции.

[Smol]

Совочком и лопатой - это не дёшево

Есть у войск РХБЗ так называемый "комплект отбора проб КПО-1" http://www.specoborona.ru/products/485/6267/. Так вот, туда как раз совок и лопата/кирка входят. И еще - герметичные баночки для образцов. разного объема. Дешево и надежно.

рекомендую сходить в лес и попробовать копнуть на 20 см.

Я дачник-огородник, поэтому не надо мне про агротехнику рассказывать. В лесу никто не сажает, поэтому и мерить влажность почвы там незачем. Сажают на полях, причем срок посадки действительно зависит от влажности почвы. А на полях весной никаких корней и коряг нет (если за полем смотрят). И взять на поле пробы на влажность (причем с различной глубины и с различных точек) - ерундовое дело.

Бур нужен, если все делается автоматически, как на межпланетной космической станции.

Тогда и стоит столько же.

[Evgen2]

у кетайцев работает...

А у них на каком принципе? И универсально ли оно для всех видов грунтов? (может в Китае лёсс один, не то что у нас - то глина, то суглинок, то торф, то чернозём, то дерново-подзолистые с камнями).

хз на каком, но написано, что измеряют ёмкость. Если там процедура калибровки из описания неясно, у других кондуктометрических/дильэлектрометрических в отечественной терминологии либо есть калибровка, либо выбирается тип почвы из меню. Для ардуиновского датчика за сто рублей, который воткнуть в цветочный горшок проблематично из-за плотности корней, рекомендуют калибровку типа "воткните в горшок и залейте водой до упора"

[Smol]

В общем, если это для цветочных горшков - то надо тупо скопировать китайцев и все. Если же нужно решение для колхозных полей (чтобы агроном знал, когда начинать посадку) - без нового типа приборов/минилабораторий, основанных на экспресс-высушивании образца почвы, дело не пойдет - слишком почвы разные. И поля по-разному увлажнены, двух одинаковых нет. Не будешь же приборы под каждое поле калибровать.

Я не имею в виду еще один тип датчиков, которые зарываются рядом с растением и сигналят, когда им сухо - мол, полей меня. Для таких устройств вполне пойдет вариант с кондуктометрией, они меряют не саму величину, а ее отклонение от нормы. Поэтому там тип почвы не так важен, выросло сопротивление раза в полтора-два (а может - и на 10%) от фиксированного исходного - надо сигналить.

[Evgen2]

Совочком и лопатой - это не дёшево

Есть у войск РХБЗ так называемый "комплект отбора проб КПО-1" http://www.specoborona.ru/products/485/6267/. Так вот, туда как раз совок и лопата/кирка входят. Дешево и надежно.

Всякая работа ручками человека - это дорого. Ну разве что это не человек, а солдат. В этом случае - ненадёжно.

рекомендую сходить в лес и попробовать копнуть на 20 см.

Я дачник-огородник, поэтому не надо мне про агротехнику рассказывать. В лесу никто не сажает, поэтому и мерить влажность почвы там незачем.
.

Заказчикам обсуждаемого устройства изначально требовалось именно это. Точнее - на болотах/тофопочве. Там, где могут расти деревья и кусты.
Заказчик, правда, диссипировал. Также вроде бы как влажность почвы теоретически должна интересовать строителей-проектировщиков. На практике у нас тут одни деятели собрались на болоте строить большой магазин на блочном фундаменте и очень сильно удивились, когда выкопали яму...

Сажают на полях, причем срок посадки действительно зависит от влажности почвы. А на полях весной никаких корней и коряг нет (если за полем смотрят). И взять на поле пробы на влажность (причем с различной глубины и с различных точек) - ерундовое дело.

но вы же не про поле говорили, а про то, где растут и где не растут растения

[Smol]

но вы же не про поле говорили, а про то, где растут и где не растут растения

Не "где", а "на какой глубине". Уверяю Вас, даже в лесу корни деревьев глубже 30-40 см не бывают. Особенно там, где подпочвенные воды близко (у меня дача в Ногинском районе, что примерно то же, что у Вас в Шатуре).

Заказчик, правда, диссипировал.

Не удивляюсь. Ибо сам не знал, чего хотел.

Также вроде бы как влажность почвы теоретически должна интересовать строителей-проектировщиков.

Им геоподоснова нужна, причем - на довольно большой глубине, там бурить шурфы надо и смотреть керны (у нас в Подмосковье плывунов много, своего рода - зыбучих песков), никакие кондуктометры для определения влажности поверхностного слоя почвы там просто не нужны.

[Evgen2]

В общем, если это для цветочных горшков - то надо тупо скопировать китайцев и все.

Те китайцы, у которых датчик за что рублей даже для цветочного горшка не годны

Если же нужно решение для колхозных полей (чтобы агроном знал, когда начинать посадку) - без нового типа приборов/минилабораторий, основанных на экспресс-высушивании образца почвы, дело не пойдет - слишком почвы разные. И поля по-разному увлажнены, двух одинаковых нет.

Агроном и так знает, без всяких датчиков. Как минимум, в Московской области, как показал мини-опрос причастных к посевам. И датчики влажности почвы им нафиг не нужны, особенно сейчас, когда все хорошо залито.

Не будешь же приборы под каждое поле калибровать.

Вообще-то не проблема калибровать. И типов почвы не так много. Например, в наших местах есть тофопочва, песок и дернисто-подзолистые. Карта почв у агронома должна быть.

Я не имею в виду еще один тип датчиков, которые зарываются рядом с растением и сигналят, когда им сухо - мол, полей меня. Для таких устройств вполне пойдет вариант с кондуктометрией, они меряют не саму величину, а ее отклонение от нормы. Поэтому там тип почвы не так важен, выросло сопротивление раза в полтора-два (а может - и на 10%) от фиксированного исходного - надо сигналить.

так "фиксированное исходное" - оно и есть калибровка. И проще всего такую калибровку делать при 100% влажности - засунул датчик, выбрал режим калибровки, залил водой из ведра (если это не сухой торф), нажал кнопку - запомнил значение.

[Evgen2]

но вы же не про поле говорили, а про то, где растут и где не растут растения

Не "где", а "на какой глубине". Уверяю Вас, даже в лесу корни деревьев глубже 30-40 см не бывают. Особенно там, где подпочвенные воды близко (у меня дача в Ногинском районе, что примерно то же, что у Вас в Шатуре).

Я тут в прошлом году фотку сделал как раз в таком месте. Под листьями торф, глубина как раз 30-40 см

2015-11-01 16-06-24.JPG

Заказчик, правда, диссипировал.

Не удивляюсь. Ибо сам не знал, чего хотел.

Знал. Заказчик эксплуатирует гидротехнические сооружения, которые обводняют торфяники.

Также вроде бы как влажность почвы теоретически должна интересовать строителей-проектировщиков.

Им геоподоснова нужна, причем - на довольно большой глубине, там бурить шурфы надо и смотреть керны (у нас в Подмосковье плывунов много, своего рода - зыбучих песков), никакие кондуктометры для определения влажности поверхностного слоя почвы там просто не нужны.

хз, в описании нескольких дивайсов я видел такое описание