СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН ИЛИ ОРУДИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к методам и средствам определения качества работы почвообрабатывающих машин или орудий при их испытании и эксплуатации и может быть использована для определения глубины обработки почвы.
Известны методы и средства измерения глубины обработки почвы рабочими органами при испытании почвообрабатывающих машин и орудий (СТО АИСТ 4.2-2004. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной и мелкой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей [Текст]. - Введ. 2005-04-15. - Новокубанск: ФГНУ «РосНИИТиМ»: Изд-во РосНИИТиМ, 2004. - 35 с.), включающие линейку. Измерения глубины обработки почвы проводят по следу рабочего органа с интервалом 1,0 м по ходу движения агрегата.
Количество измерений составляет не менее 25 по каждому рабочему органу в каждой повторности. Повторность опыта четырехкратная (две по ходу движения, две по ходу обратно).
Известны методы и средства измерения глубины обработки почвы при испытании сельскохозяйственной техники (СТО АИСТ 4.3-2004. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для обработки пропашных культур. Методы оценки функциональных показателей [Текст]. - Введ. 2005-04-15. - Новокубанск: ФГНУ «РосНИИТиМ»: Изд-во РосНИИТиМ, 2004. - 32 с.), включающие линейку (щуп). Измерения проводят по каждому рабочему органу с равномерным интервалом по ходу движения машины, орудия. Общее число измерений на каждой учетной делянке должно быть не менее 50.
Глубину обработки почвы при испытании борон (машин для сплошной обработки всходов) определяют путем измерения расстояния от основания зуба бороны до линии погружения его в почву.
Для этого на каждой учетной делянке при остановках машины на участке с ровным микрорельефом мелом отмечают границу погружения в почву 10 зубьев переднего, среднего и заднего рядов бороны. Затем агрегат выглубляют из почвы и проводят измерения глубины погружения зубьев бороны в почву.
Известны методы и средства измерения глубины обработки почвы при испытании сельскохозяйственной техники (СТО АИСТ 4.1-2004. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей [Текст]. - Введ. 2005-04-15. - Новокубанск: ФГНУ «РосНИИТиМ»: Изд-во РосНИИТиМ, 2004. - 32 с.), включающие бороздомер и линейку. Бороздомером глубину обработки почвы измеряют по двум учетным проходам плуга по борозде, образованной задним корпусом. В местах измерения борозду очищают от насыпи (валика). Количество измерений по каждому проходу не менее 50.
Глубину обработки почвы чизельными плугами, плугами-рыхлителями, плоскорезами-щелевателями и плоскорезами-щелерезами, машинами для борьбы с ветровой и водной эрозией почвы измеряют по следу прохода стоек рабочих органов линейкой.
Данные измерений записывают в учетные ведомости, которые обрабатывают методом математической статистики и определяют среднюю глубину хода рабочих органов, стандартное отклонение и коэффициент вариации по машине в каждой повторности за опыт.
Недостатком таких методов и средств является трудоемкость процесса измерения и получения информационных сведений о глубине обработки почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин или орудий на основе статистических данных количества измерений, получаемых с применением ручных средств на площади учетных делянок. На достоверность результатов измерений сказывается присутствие человеческого фактора.
При механическом взаимодействии средств измерения с почвой возникают трудности в установлении и определении уровней отсчета верхней и нижней границ глубины взрыхленного слоя почвы, образованного в результате влияния различного типа рабочих органов на ее структуру.
Цель полезной модели - автоматизация определения глубины обработки почвы на основе применения бесконтактного измерителя расстояния.
Для обеспечения поставленной цели предлагается система контроля глубины обработки почвы для испытания почвообрабатывающих машин или орудий, схема, которой приведена на чертеже.
Предлагаемая система контроля состоит из лазерного датчика расстояния 1, зеркал 2, электромагнитных реле 3, микропроцессорного электронного распределителя напряжения 4 и компьютера 5.
Процесс определения глубины обработки почвы при испытании почвообрабатывающих машин или орудий заключается в следующем.
Система контроля глубины обработки почвы устанавливается на почвообрабатывающую машину или орудие для испытания. При установке системы контроля соблюдается совмещение оптической оси излучения лазерного датчика расстояния 1 с центральной областью наклонных зеркал 2 таким образом, чтобы отраженное от зеркал излучение имело перпендикулярное направление от рамы к поверхности почвы.
С учетом конструкционно-технологических характеристик почвообрабатывающей машины или орудия (числа рабочих органов и скорости движения) программно компьютером задается распределение и число измерений на учетном участке, необходимые для достоверной статистической оценки глубины обработки почвы, согласно агротехнических требований.
При работе почвообрабатывающей машины или орудия на заданном технологическом режиме микропроцессорный электронный распределитель напряжения 4, поочередно, с выдержкой на определенный период времени (с учетом времени отклика, обусловленного технической характеристикой включенного датчика расстояния) поочередно отключает электромагнитные реле 3, которые возвратно-поступательным движением перемещают зеркала для направления излучения к поверхности почвы.
Измеренные суммарные расстояния от датчика до зеркал и от зеркал до почвы передаются на персональный компьютер 5, значения которых сохраняются в его энергонезависимой памяти.
Значения каждого измерения глубины обработки (взрыхленного слоя) почвы определяется как разность суммарного расстояния от датчика до зеркала и от зеркала до основания рабочих органов, определенных при калибровке системы для всех положений зеркал и измеренного в опыте суммарного расстояния до почвы.
Измеренное значение глубины обработки почвы на площади учетного участка обрабатывается статистически. Определяется среднее значение глубины обработки почвы, квадратичное отклонение и коэффициент вариации.
Предлагаемая система контроля глубины обработки почвы позволит определить наиболее рациональный способ распределения необходимого числа измерений и размер учетного участка применительно к типу испытываемого почвообрабатывающего средства для получения достоверных сведений о качестве его работы.