Устройство для измерения твердости почвы

 

Предлагаемая полезная модель относится к методам и средствам определения твердости почвы, в частности для измерения твердости почвенного пахотного слоя при испытаниях сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин.

Цель полезной модели - автоматизация процесса измерения твердости почвы.

Задачей настоящей полезной модели является получение информационных сведений при проведении мониторинга твердости почвы для ресурсосберегающих технологий.

Осуществление полезной модели достигается применением в устройстве реверсивного электродвигателя с редуктором, зубчатой рейки, инкрементального роторного энкодера осевого типа, оптопар и тензометрического датчика.

Предлагаемая полезная модель относится к методам и средствам определения твердости почвы, в частности для измерения твердости почвенного пахотного слоя при испытаниях сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин.

Цель полезной модели - автоматизация процесса измерения твердости почвы.

Известно устройство для измерения твердости почвы конструкции ВИСХОМа (Вадюнина, А.Ф., Корчагина, З.А. Методы исследования физических свойств почв [Текст]: учеб. пособие. - 3-е изд., перераб. и доп./ А.Ф.Вадюнина, З.А.Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.), в конструкции которого положен принцип сжатия пружины под влиянием сопротивления, оказываемого почвой плунжеру. Вращением рукоятки твердомера погружают плунжер в почву на заданную глубину. Для извлечения плунжера из почвы рукоятку вращают в обратную сторону. Глубина погружения плунжера в почву определяется по миллиметровым делениям, нанесенным на внешней стенке стойки. Процесс контроля твердости почвы осуществляется самопишущим приспособлением.

Недостатками известного твердомера являются трудоемкость и ограниченность его использования для получения подробного мониторинга характеристик поля в системе точного земледелия.

В твердомере необходима тарировка пружин и периодическое построение тарировочных кривых, так как жесткость пружин не постоянна.

Процесс построения кривых твердомера, использование их при обработке данных, снятых при измерении и вычислении твердости почвы, и получение информации обусловлено также большим объемом работы. Для автоматизации процесса измерения твердости почвы предлагается устройство, схема которого приведена на фигуре 1.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса с основанием 1, реверсивного электродвигателя с редуктором 2, шестерни 3, зубчатой рейки 4, тензометрического датчика 5, штока 6, плунжера 7, инкрементального роторного энкодера осевого типа 8, оптопар 9 и указателя 10.

Работа устройства осуществляется реверсивным электродвигателем с редуктором. Электродвигатель питается от аккумуляторной батареи. Передача вращательных движений от реверсивного электродвигателя, редуктора и шестерни обеспечивает относительно корпуса возвратно-поступательное движение соединенных между собой зубчатой рейки, тензометрического датчика, штока и плунжера.

Под действием сопротивления почвы через шток и плунжер давление передается на силоизмерительный тензометрический датчик, который формирует сигналы пропорционально твердости почвы на заданных уровнях пахотного слоя. Линейная скорость погружения штока и плунжера в почву согласована с окружной скоростью отверстий на диске оптронного датчика.

Электрические сигналы с силоизмерительного тензометрического и оптронного датчиков усиливаются соответствующими электронными усилителями, подаются в аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллерный блок СЗУ с энергонезависимой памятью для последующей обработки результатов опытов на ЭВМ.

Предлагаемое устройство предназначено для его установки на мобильном средстве (например, квадроцикл).

Преимущества предлагаемой полезной модели заключаются в автоматизации процессов измерения твердости почвы и информационном обеспечении ресурсосберегающих технологий.

Устройство для измерения твердости почвы, включающее корпус с основанием, механизм погружения штока с плунжером в почву, средства измерения рабочего процесса и силы сопротивления почвы плунжеру, отличающееся тем, что для возвратно-поступательного перемещения зубчатой рейки и штока с плунжером применены реверсивный электродвигатель с редуктором, для измерения скорости погружения плунжера в почву установлен инкрементальный роторный энкодер осевого типа, а для контроля диапазона погружения плунжера в почву и измерения силы сопротивления почвы плунжеру устройство оборудовано оптопарами и тензометрическим датчиком.



 

Наверх