УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ СЛОЕ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для определения механической характеристики почвы.
Известно устройство для определения твердости почвы в горизонтальном слое по авторскому свидетельству №1698758 G 01 N 33/24, которое содержит нож, полую стойку с тензометрическим звеном и подвижным деформатором, выполненным в виде стержня с конусным наконечником. Устройство предназначено для измерения твердости почвы в горизонтальном слое по высоте равным диаметру цилиндрической части корпуса деформатора, поэтому оно не может измерять твердость почвы, например в пахотном слое 20-30 см., высота которого больше диаметра конуса деформатора в несколько раз.
Установка тензометрического звена во внутренней полости защитного кожуха существенно увеличивает габариты деформатора по ширине, усложняет конструкцию, монтаж и настройку.
Наличие различных зазоров в сопряжении элементов устройства не исключает попадание на тензометрическое звено влаги и почвы, что отрицательно влияет на достоверность полученных показателей.
Конструкция устройства не позволяет в полости защитного кожуха устанавливать мало габаритные силоизмерительные датчики или приборы прямого измерения, например динамометры.
Известно более совершенное устройство для измерения твердости почвы в горизонтальном слое по А.с. №1201773 G 01 N 33/24 которое в основе содержит защитный нож, вертикальную тензометрическую стойку с деформатором. Тензометрическая стойка верхней частью неподвижно соединена с
основанием четырехзвенного механизма, а к нижней ее части через предохранительное устройство также неподвижно закреплен деформатор.
Нож установлен перед деформатором и может вертикально перемещаться и фиксировать относительно стойки.
Для практического применения устройство имеет следующие недостатки:
Процесс изготовления и настройки тензометрической стойки требует специального оборудования, трудоемок и длителен по времени. Тензометрическая стойка из-за появления в процессе длительной эксплуатации остаточной деформации не обеспечивает требуемой точности измерения твердости почвы.
Конструкция устройства не позволяет для измерения твердости почвы устанавливать и использовать серийные силоизмерительные датчики или приборы. Для упрощения конструкции, изготовления, настройки, повышения надежности и точности измерения твердости почвы в горизонтальном слое предлагается вертикальный деформатор почвы выполнить в форме двух плечевого рычага (коромысла) и в основании устройства установить шарнирно на оси качания. Плечо, которое находится над основанием соединить с силоизмерительным датчиком или прибором.
Предлагаемое устройство изображено на фигуре 1.
Устройство состоит из основания 1 с элементами крепления узлов. Деформатор 2 выполнен по форме вертикального двух плечевого рычага (по форме коромысла) и в основании установлен шарнирно на оси 3. Плечо выступающее над основанием, с помощью шарнирной тяги 4 соединено с силоизмерительным датчиком 5, прикрепленного к стойке 6. Перед деформатором установлен защитный нож 7, который может вертикально перемещаться и фиксироваться в основании. За деформатором установлено регулируемое по высоте относительно основания опорное колесо 8. В передней части основания, перед защитным ножом, в кронштейне 9 и в основании имеются
отверстия 10 для крепления устройства к энергосредству, например к рычагам гидронавески трактора.
Технологический процесс измерения твердости почвы на глубине Н (фигура 1) в слое h определяется следующим образом:
После настройки и навески устройства на энергосредство с помощью опорного, регулируемого по высоте колеса 8 устанавливают глубину Н погружения деформатора 2 в почву. Затем относительно нижнего обреза деформатора защитный нож перемещают вверх и фиксируют на расстоянии h-высоту слоя почвы, в котором измеряют твердость, кг/см.
После завершения выполнения перечисленных операций устройство с помощью гидросистемы энергосредства (трактора) опускают на поверхность почвы и заглубляют деформатор и защитный нож до упора колеса 8 в почву. Затем включают скорость 1-1,5 км/час и устройство начинает измерять твердость почвы в слое h, при этом защитный нож разрезает и раздвигает перед деформатором слой почвы высотой H-h, т.е. в этом верхнем слое почвы исключается контакт деформатора с почвой.
Под действием сопротивления (твердости) слоя почвы h плечо деформатора, расположенное под основанием воспринимает это сопротивление, пропорциональное твердости почвы и относительно оси 3 поворачивается с верхнем плечом, расположенным над основанием, которое через тягу 4 передает это усилие (реакцию) на датчик 5.
Датчик 5 формирует электрический сигнал пропорционально сопротивлению-твердости почвы и по кабелю передает его в счетно-запоминающее устройство для последующей обработки на компьютере.