СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ПОЧВАХ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ПОЧВАХ


RU (11) 2277324 (13) C2

(51) МПК
A01G 7/00 (2006.01)
G01V 3/04 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.06.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004116352/12 
(22) Дата подачи заявки: 2004.05.31 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.05.31 
(43) Дата публикации заявки: 2000.01.01 
(45) Опубликовано: 2006.06.10 
(56) Аналоги изобретения: ФЕДОТОВ Г.Н., ЖУКОВ Д.В, ПОЗДНЯКОВ А.И. Диффузионно-адсорбционные потенциалы в почвах и их измерение. Лесной вестник, 2003, №3, с.145-148. RU 2122047 С1, 20.11,1998. SU 742849, 25.06.1980. 
(72) Имя изобретателя: Федотов Геннадий Николаевич (RU); Пахомов Евгений Ильич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Московский государственный университет леса (RU) 
(98) Адрес для переписки: 141005, Московская обл., г. Мытищи, МГУЛ, патентный отдел 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ПОЧВАХ

Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано при определении электрических свойств почв. Если сделать насадку на один из электродов из модельной системы и соединить ее с почвой через солевой мостик, то, проводя измерения дважды: один раз между почвами (почвенными горизонтами) без насадки на электрод, а другой раз с насадкой, размещая оба электрода в каждом из почвенных горизонтов, можно, алгебраически суммируя результаты измерений, определить искомую величину диффузионно-адсорбционного потенциала между почвенными слоями без отбора почвенных проб. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам определения электрических свойств почв.

Известен способ определения диффузионно-адсорбционных потенциалов в почвах [1], заключающийся в использовании электродов, изготовленных из сухих гальванических элементов Лекланше. Такие электроды представляют собой графитовый стержень, находящийся в смеси угольного порошка, пиролюзита и оксида марганца, пропитанных загущенным раствором хлорида аммония, содержащим хлориды цинка и меди. Контакт электрода с почвой осуществляется через загущенный достаточно концентрированный раствор. Эти электроды удобны в работе и при их использовании исключена возможность разбавления почвенного раствора электролитом.

Основным недостатком способа измерения электрических полей в почвах с помощью таких электродов является разная подвижность катионов и анионов, находящихся в загущенном растворе электрода. На границах электрод-почва возникают неконтролируемые диффузионные скачки потенциала. При измерении диффузионно-адсорбционных потенциалов между различными почвенными слоями это приводит к значительным ошибкам.

Известен способ измерения электрических полей в почвах [2], заключающийся в использовании электродов, соединяемых с почвой через солевые агаровые мостики с насыщенным раствором хлорида калия. При размещении между электродами и почвой солевых мостиков с растворами хлорида калия или нитрата аммония - веществ, подвижности ионов которых близки, диффузионный потенциал на границе электрод-почва минимизируется. В этом случае скачки потенциалов на границах электрод - приэлектродный раствор и приэлектродный раствор - раствор солевого мостика у обоих электродов практически равны и компенсируют друг друга. Уменьшение диффузионных потенциалов приводит к тому, что измеряемая разность потенциалов близка к разности потенциалов между точками почвенного объема.

Основным недостатком данного способа измерения в почвах диффузионно-адсорбционных потенциалов является не учитываемая ошибка измерения, связанная с наличием на границах электрод-почва концентрационных скачков потенциала. Измеряемая разность потенциалов является алгебраической суммой трех скачков потенциалов:

концентрационного на границе первый электрод-почва;

диффузионно-адсорбционного на границе между почвенными слоями;

концентрационного на границе второй электрод-почва.

Полученные при измерениях подобным способом данные не вполне корректны, а определяемые величины диффузионно-адсорбционных потенциалов не точны.

Наиболее близким к заявляемому является способ определения диффузионно-адсорбционных потенциалов как алгебраической суммы потенциалов измерений [3]. Одного при измерении разности потенциалов между почвенными слоями, а второго при измерении разности потенциалов между отобранными из почвенных горизонтов образцами почв, которые размещают на непроводящей поверхности и соединяют между собой агаровым солевым мостиком с насыщенным раствором хлорида калия. Таким образом удается измерить сумму всех трех потенциалов и отдельно сумму скачков потенциалов на границах электродов с почвой. Алгебраическая сумма полученных значений дает искомую величину диффузионно-адсорбционного потенциала.

Основным недостатком данного способа измерения в почвах диффузионно-адсорбционных потенциалов является необходимость брать пробы из почвенных слоев. Это усложняет и замедляет процесс измерений. При взятии проб всегда в большей или меньшей степени происходит нарушение почвенной структуры, что неконтролируемым образом может менять их состояние и, соответственно, потенциалы. Кроме того, размер пробы всегда значительно превышает размер электрода, а это ограничивает возможности по частоте снятия электрических характеристик почвенного слоя.

Целью изобретения является определение диффузионно-адсорбционных потенциалов на границе контакта различных почв или почвенных горизонтов без отбора почвенных образцов и повышение вследствие этого производительности при проведении измерений. Данный параметр характеризует завершенность почвообразовательных процессов, степень неравновесности на границе контакта и поэтому особенно важен.

Технической задачей изобретения является определение диффузионно-адсорбционного потенциала без взятия почвенных проб и разрушения стенки разреза.

Поставленная задача решается путем определения диффузионно-адсорбционного потенциала как алгебраической суммы при проведении групп измерений, при одном из которых измерительные неполяризующиеся электроды помещают в различные почвенные слои и измеряют разность потенциалов между ними, а вторую группу измерений осуществляют при размещении на одном из электродов насадки в виде почвы с фиксированной активностью катионов в ней, причем оба электрода располагают в одном почвенном слое, соединенном с насадкой и электродом через агаровые мостики с насыщенным раствором хлорида калия.

Техническая сущность изобретения поясняется схемой (фиг.1) разности потенциалов при непосредственном контакте почв, на фиг.2 - разности потенциалов при контакте почв через солевой мостик.

Аналог: РП= АД

на самом деле: РП1= АД-( 2- 1)

При измерении РП между почвами, соединенными между собой через солевой мостик (фиг.2), она равна 2- 1.

РП2= 2- 1

Это связано с тем, что солевой мостик с хлоридом калия "гасит" диффузионные потенциалы. Проведя измерения двумя способами и вычтя второе значение разности потенциалов из первого, получаем искомую величину диффузионно-адсорбционного потенциала на границе двух почв или почвенных горизонтов.

Ближайший аналог: АД=РП1-РП2.

Однако подобный подход требует отбора почвенных проб, что замедляет работу в натурных условиях и может исказить результаты за счет нарушений почвенной структуры, вносимых при отборе проб.

Заявляемый способ позволяет решить эти проблемы (Фиг.3, а и б) разности потенциалов при контакте почв 1(а) и 2(б) с модельной системой через солевой мости.

Аналогично РП20 = 2- 0, вычитая одно из другого, получаем

РП 20-РП10= 2- 1

Таким образом, если сделать насадку на один из электродов из модельной системы и соединять ее с почвой через солевой мостик, то проводя измерения дважды один раз между почвами (почвенными горизонтами) без насадки на электрод, а другой раз с насадкой, размещая оба электрода в каждом из почвенных горизонтов, можно, алгебраически суммируя результаты измерений, определить АД между почвенными слоями без отбора почвенных проб.

РП1= АД-( 2- 1)

РП20-РП10= 2- 1

АД=РП1+(РП20-РП 10)

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения диффузионно-адсорбционных потенциалов на границе контакта различных почв или почвенных горизонтов и повысить производительность при проведении измерений за счет исключения отбора почвенных проб.

Нижеследующий пример раскрывает суть предлагаемого изобретения.

Пример 1.

В качестве почв, между которыми изучали диффузионно-адсорбционный потенциал, взяли тепличный субстрат и дерново-подзолистую почву. В качестве модельной системы использовали кубанский выщелоченный чернозем.

Разность потенциалов,

мВ РП1 2- 1 РП 10 РП20 РП20-РП 10 АД заявляемый метод АД ближ. аналог 
дерново-подзолистая почва - тепличный субстрат 6,2 0,8 1,2 0,4 0,8 5,4 5,4 


Таким образом, получаемые предлагаемым способом результаты совпадают с результатами, полученными по методу - ближайшему аналогу. В то же время, предлагаемое изобретение позволяет устранить искажения, связанные с приэлектродными скачками потенциалов при измерении диффузионно-адсорбционных потенциалов в почвах, не отбирая почвенных образцов из различных горизонтов, что упрощает проведение экспериментов и позволяет проводить их, не нарушая естественное сложение почв.

Литература

1. Поздняков А.И. Методика измерений естественного электрического поля почв. // Научные доклады высшей школы, Биологические науки, 1975. №7. С.137-139.

2. Поздняков А.И. Полевая электрофизика почв. - М.: МАИК «Наука / Интерпериодика», 2002. 189 с.

3. Федотов Г.Н., Жуков Д.В., Поздняков А.И., Диффузионно-адсорбционные потенциалы в почвах и их измерение. // Лесной вестник, 2003, №3, с.34-38.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ измерения диффузионно-адсорбционных потенциалов в почвах, заключающийся в определении алгебраической суммы при проведении групп измерений, при одном из которых измерительные неполяризующиеся электроды помещают в разные почвенные слои и измеряют разность потенциалов между ними, отличающийся тем, что вторую группу измерений осуществляют при размещении на одном из электродов насадки в виде почвы с фиксированной активностью катионов в ней, причем оба электрода располагают в одном почвенном слое, соединенным с насадкой и электродом через агаровые мостики с насыщенным раствором хлорида калия.




РИСУНКИ

, ,





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru