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.
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.