ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ХВОИ

Полезная модель относится к аппаратам для проведения биометрического анализа элементов отдельных частей травянистых, кустарниковых и древесных растений. Прежде всего, его можно использовать для количественного определения объема хвои.
Известно устройство для биометрического определения размера хвои (Цельникер Ю.Л. Упрощенный метод определения поверхности хвои сосны и ели. Лесоведение, 1974. - №4. - С.85-88), включающее измерительные лупу и линейку. При его применении посредством линейки и измерительной лупы измеряют размеры длины, ширины и толщины образцов. Приблизительное значение их поверхности и объема вычисляют как произведение соответствующих размеров образца.
Недостатком известного устройства являются трудоемкость, сравнительно большая продолжительность определения усредненных размеров хвои и значительная ошибка при вычислении поверхности и объема. Она объясняется неправильной (не прямоугольной, изменяющейся по всем трем направлениям) формой объекта.
Известно устройство для определения объема образцов неправильной формы при помощи ртутного объемометра (Соколов Д.Б. и др. Древесиноведение. - Л.: ЛТА, 1974. - С.58-61), включающее емкость, заполненную ртутью.
При этом образец с фиксацией размещается в емкости, которая заполняется ртутью до заданного уровня. После слива ртути и удаления из емкости образца осуществляется повторная подача ртути. Объем образца рассчитывается по разнице расхода ртути с образцом и в его отсутствии.
Недостатком этого устройства является вероятность отравления ртутью, практическая невозможность определения объема крупнопористых объектов, относительная сложность прибора.
Известно устройство для определения объема образцов неправильной формы, включающее мерный сосуд, заполняемый водостойким сыпучим порошком. Определение объема образцов неправильной формы производится путем обсыпания их водостойким сыпучим порошком в мерной посуде (RU 219627). При этом взятый образец помещается в мерный сосуд, и постепенно обсыпают его при встряхивании до указателя и измеряют общий уровень. Затем образец вынимают из сосуда, встряхивают оставшийся порошок и измеряют снизившийся уровень.
Недостатком устройства является необходимость использования при проведении измерения объема образца порошка, вероятность ошибки измерения из-за возможности его насыпания на образец и необходимость двойного измерения уровня порошка. Кроме того, с его помощью крайне сложно определить объем таких легких и мелких объектов как хвоя.
Полезная модель решает задачу точного и быстрого измерения, в том числе и в полевых условиях, объема мелких и легких, небольших растительных объектов неправильной формы без использования каких-либо дополнительных препаратов (реагентов, порошков и т.п.) для проведения научно-исследовательских работ.
Технический результат заключается в ускорении измерения, простоте приборного оформления, повышении точности измерения, исключении из процесса химических реактивов и порошков, безопасности анализа.
Указанный результат при осуществлении полезной модели достигается благодаря тому, что в предлагаемом приборе для измерения объема мелких и легких растительных образцов неправильной формы используется прибор, состоящий из стандартного прозрачного мерного цилиндра малого диаметра (до 10 мм) и поршня с риской на нижней части штока и, укрепленным к низу поршня соответствующего внутреннему диаметру цилиндра, зонта из водостойкого мелкоячеистого материала, при этом в верхней части цилиндра нанесена риска для определения исходного объема воды. В качестве рабочего тела в нем применяется вода.
Определение объема хвои (и других мелких растительных объектов) осуществляется измерением объема вытесненной погружением в емкость с водой известного количества хвоинок за вычетом известного объема воды, вытесненного погружением до заданного уровня поршня с зонтом и последующего деления найденной разницы в объеме на количество единиц хвои.
Возможность, широкая доступность и дешевизна анализа обусловлена его безопасностью и простотой осуществления, возможностью проведения в любых, в том числе полевых условиях, исключением применения измерительного инструментария и реактивов. Экспрессность определения объема образца связана с тем, что проведение анализа ограничивается единственной операцией погружения хвои в цилиндр с водой и фиксированием результата. Объем исходной воды с находящейся в ней частью поршня с зонтом одинаков при любых измерениях и потому известен заранее. Последнее и указывает на высокую точность определения, поскольку измеренный образец после анализа не удаляется из воды для определения ее объема до погружения объекта.
На фиг. показан прибор для определения объема хвои.
Прибор для определения объема хвои (и других мелких и легких растительных объектов неправильной формы) состоит из стандартного прозрачного мерного цилиндра 1 малого диаметра (до 10 мм) и поршня 2 из медной проволоки диаметром 2 мм с риской 3 на нижней части штока поршня 2 и прикрепленным к низу поршня 2, соответствующего внутреннему диаметру цилиндра зонта 4, выполненного из мелкоячеистого водостойкого материала. Для удобства на цилиндр 1 также наносится риска 5, указывающая уровень воды при начале измерения объема хвои 6.
Измерение объема хвои осуществляется следующим образом. В цилиндр 1 опускается поршень 2 до дна и заливается вода до риски 5. Объем воды до риски 5 соответствует заданному исходному уровню перед анализом. Затем в цилиндр 1 опускается конкретное для данного случая количество хвоинок 7, которые поршнем 2 плотно прижимаются до дна цилиндра 1, при этом вода уходит через ячейки зонта 4. Фиксируется объем образовавшийся при этом воды в цилиндре 1 между риской 3 на поршне 2 и риской 5 на цилиндре 1. Вычисленная разница между образовавшимся и исходным объемами воды, деленная на количество единиц хвои, равна среднему объему отдельной хвои их взятого при проведении анализа количества.
Использование разработанного устройства дает возможность быстро, с высокой точностью и без привязки к лаборатории определять объем хвоинок с деревьев разных участков, результаты которого могут оказаться весьма информативными при решении некоторых прикладных, например, природоохранительных вопросов.