Устройство-эффектор водного потенциала почвы и его применение - RU2020101431A

1. Устройство, содержащее:

a. корпус, содержащий по меньшей мере один участок, который является водопроницаемым;

b. изменяющийся в объеме материал (VCM), способный удерживать воду, причем указанный изменяющийся в объеме материал увеличивается или уменьшается в объеме в ответ, соответственно, на повышение или понижение содержания воды, и причем указанный изменяющийся в объеме материал находится в непосредственном контакте с внутренней поверхностью указанного по меньшей мере одного водопроницаемого участка указанного корпуса;

c. сжимаемую вставку, выполненную с возможностью поддержания по меньшей мере заданного внутреннего давления внутри указанного устройства; и

d. приемник, выполненный с возможностью взаимодействия с изменяющимся в объеме материалом, сжимаемой вставкой или с ними обоими при достижении заданного порогового значения содержания воды или при его превышении, и выполненный с возможностью преобразования сигнала при взаимодействии, при прекращении взаимодействия или как при взаимодействии, так и при прекращении взаимодействия.

2. Устройство по п. 1, в котором указанный изменяющийся в объеме материал занимает 10-90% объема пространства внутри указанного корпуса.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором указанная сжимаемая вставка заполняет все пространство внутри указанного корпуса, которое не заполнено указанным изменяющимся в объеме материалом.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором указанный приемник выполнен с возможностью преобразования силы, приложенной указанным изменяющимся в объеме материалом, сжимаемой вставкой или ими обоими, в электрический или механический сигнал.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором указанный приемник содержит датчик давления, датчик перемещения, датчик силы, клапан или измерительное устройство.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором указанный водопроницаемый участок содержит пористый материал.

7. Устройство по п. 6, в котором указанная пористая среда представляет собой натуральную, синтетическую или полусинтетическую мембрану.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, в котором сжимаемая вставка содержит заполненное газом внутреннее пространство.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, в котором изменяющийся в объеме материал содержит гидрогель.

10. Устройство по любому из пп. 1-9, в котором изменяющийся в объеме материал содержит биоцид.

11. Устройство по любому из пп. 1-10, в котором гидрогель представляет собой биоцид.

12. Устройство по любому из пп. 1-11, в котором изменяющийся в объеме материал включает акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 2-бромакриловую кислоту, 2-(бромметил)акриловую кислоту, 2-этилакриловую кислоту, метакриловую кислоту, 2-пропилакриловую кислоту, акрилат натрия, метакрилат натрия или их производные, гидроксид натрия, или гомополимеры, гетерополимеры или их производные, полимеризованные с помощью сшивающего агента из диакрилата, диакриламида и дивинила.

13. Устройство по любому из пп. 1-12, в котором изменяющийся в объеме материал включает алкилакриламид, N-(3-аминопропил)метакриламида гидрохлорид, N-трет-бутилакриламид, диацетонакриламид, N,N-диэтилакриламид, N,N-диэтилметакриламид, N,N-диметилакриламид, N-[3-(диметиламино)пропил]метакриламид, N-этилакриламид, N,N′-гексаметилен-бис-(метакриламид), N-гидроксиэтилакриламид, N-(гидроксиметил)акриламид, (4-гидроксифенил)метакриламид, 2-гидроксипропилметакриламид, N-(изобутоксиметил)акриламид, N-изопропилакриламид, N-изопропилакриламид, N-изопропилметакриламид, метакриламид или гомополимеры, гетерополимеры или их производные, полимеризованные с помощью сшивающего агента из диакрилата, диакриламида и дивинила.

14. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором изменяющийся в объеме материал содержит сополимеры сополимера малеинового ангидрида, сополимеров поливинилового спирта, сшитого полиэтиленоксида, сшитой карбоксиметилцеллюлозы или привитого сополимера крахмала.

15. Устройство по любому из пп. 1-14, которое также содержит диафрагму между указанным изменяющимся в объеме материалом, вставкой или ими обоими и указанным приемником, причем указанная диафрагма передает силу от указанного изменяющегося в объеме материала, вставки или от того и другого на указанный приемник.

16. Устройство по любому из пп. 1-15, функционально связанное с системой полива таким образом, что система полива активируется или отключается в ответ на получение указанного преобразованного сигнала.

17. Устройство по любому из пп. 1-16, функционально связанное с системой измерения водного потенциала почвы.

18. Устройство по любому из пп. 1-17, выполненное с возможностью его использования при измерении водного потенциала.

19. Устройство по любому из пп. 1-18, выполненное с возможностью его использования для воздействия на водный потенциал в водосодержащей среде, расположенной вблизи указанного устройства.

20. Устройство-датчик влажности для измерения водного потенциала на переменных глубинах, содержащее:

a. по меньшей мере одно устройство по любому из пп. 1-19;

b. по меньшей мере один регулируемый удлинитель, выполненный с возможностью вставки указанного по меньшей мере одного устройства в водосодержащую среду на заданную глубину;

c. передатчик, выполненный с возможностью беспроводной передачи данных, относящихся к водному потенциалу, измеренных указанным устройством-датчиком влажности.

21. Устройство по п. 20, содержащее множество устройств по любому из пп. 1-19, в котором каждое из указанных устройств отделено указанным по меньшей мере одним регулируемом удлинителем.

22. Устройство по любому из пп. 1-21, которое также содержит панель солнечных элементов, выполненную с возможностью обеспечения питания указанного устройства, причем указанная панель солнечных элементов расположена в области указанного устройства, выполненной таким образом, чтобы во время работы указанного устройства она находилась над грунтом.