DE3743416A1 - Verfahren und geraet zur bodenprobeentnahme - Google Patents

Description

Insbesondere in der Landwirtschaft werden wegen zunehmender Umweltbelastung in jüngster Zeit regelmäßig Bodenuntersu­ chungen durchgeführt, um Einflüsse auf den Boden laufend zu untersuchen, damit Gefahren rechtzeitig erkannt und eventuell notwendige Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können, um einen möglichst gesunden und damit auch frucht­ baren Boden zu behalten. Durch die Untersuchung auf Nähr­ stoffe und einen Wechsel der angebauten Früchte läßt sich die Düngung optimieren, eine Auslaugung oder Überdün­ gung vermeiden. Es läßt sich feststellen, ob die Boden­ struktur intakt, der Boden gut durchlüftet ist und der Boden einen ausreichenden Anteil an Humus enthält usw.

Bisher erfolgte die Entnahme von Proben mit einem Hand­ werkzeug, z.B. einem Bohrstock, einer Schnecke oder ähnlichem, das in den Boden eingetrieben und dann unter Mitnahme des vom Werkzeug umschlossenen Bodenquerschnitts gehoben wird. Die entnommene Bodenprobe wird dann aus dem Werkzeug herausgekratzt, in Tüten oder Behälter gefüllt und zu einem Untersuchungslabor befördert. Diese Arbeits­ weise ist nicht nur sehr umständlich, sie führt auch dazu, daß kein sauberer Aufschluß über die Bodenschichtung mehr erzielt werden kann, wenn die Probe aus dem Werkzeug herausgekratzt worden ist. Außerdem ist die Bodenstruktur hierdurch zerstört und bestimmte Bestandteile wie Gase können praktisch nicht mehr in ihrer korrekten Konzentra­ tion ermittelt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Gerät zur Probeentnahme zu schaffen, das ein schnelleres und vermischungsfreies Probeziehen und besseren Schutz der Proben bis zur Untersuchung im Labor gewährleistet.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch den Patentanspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch den Patentanspruch 4 gelöst. Durch die Verwendung eines Kunststoffbehältnisses, in das die Probe beim Eintreiben der Sonde als Werkzeug hineingedrückt wird, erhält man eine transportfähige unverfälschte Probe, die so wie sie ist in ein Labor transportiert werden kann. Die Entnah­ me aus der Sonde ist sehr einfach, da lediglich das Kunst­ stoffbehältnis herauszunehmen ist. Auch wird die Ver­ schmutzung der Sonde im Inneren verhindert und sie ist sofort zum erneuten Einsatz bereit, da lediglich ein neues Kunststoffbehältnis einzusetzen ist. Das Kunst­ stoffbehältnis dient nicht nur als Verpackung der Probe nach der Entnahme, sondern kann zum anderen auch als Hilfsmittel zur sofortigen Erfassung von Kenndaten, z.B. Bodendichte, Bodenfeuchte, CO₂-Gehalt usw. genutzt werden. Durch die sofortige Verpackung der Probe trocknet diese nicht aus und verliert nicht an Inhaltsstoffen und kann im übrigen im Labor platzsparend und exakter verarbeitet werden. Ein solches Verfahren könnte ebenfalls gut zur Entnahme von anderen Proben, z.B. Silage angewendet werden.

Mit Rücksicht auf ständige Bodenüberwachung ist es vorteil­ haft, wenn die Sonde als Teil eines transportablen Spezial­ geräts mechanisch unter Drehen oder Vibrieren in den Boden eingetrieben und ein solches Gerät z.B. als Anbau­ gerät für ein Geländefahrzeug, insbesondere Traktor aus­ gestaltet ist, um größtmögliche Mobilität bei sofortiger Einsatzbereitschaft zu gewährleisten.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Kunststoffbehält­ nis zumindest an seinem Öffnungsende einen Rückschlag­ verschluß besitzt, der selbsttätig verhindert, daß die Probe aus dem Behältnis hinausrutschen kann. Ein solcher Rückschlagverschluß kann von Kreissegmenten gebildet werden, die in der Kreisebene das Behältnis verschließen und bei Druck in das Innere unter Verbiegen ausweichen.

Die Verwendung eines Kunststoffbehältnisses gestattet es auch, in der Wandung Meßeinrichtungen unterzubringen, die entweder eine unmittelbare Anzeige am Kunststoffbe­ hältnis ermöglichen oder die über Leitungsverbindungen zum Spezialgerät mit Auswertungseinrichtungen verbunden sind. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Sonde zur Proben­ entnahme an einem von einem Traktor getragenen Spezialgerät.

Fig. 2 bis 4 zeigen in einem Teilschnitt das Fußende einer Sonde in unterschiedlichen Ausführungs­ formen.

Fig. 5 bis 7 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von Kunststoffbehältnissen.

Eine Sonde zur Bodenprobeentnahme besteht aus einem Mantel­ rohr 1, das am Fußende 2 offen ist und dessen Innenraum 3 zur Aufnahme der zu ziehenden Probe dient. Das Fußende 2 besitzt Einrichtungen, die den Vortrieb ins Erdreich erleichtern. Hierfür kann in Abhängigkeit von dem zu untersuchenden Material gemäß Fig. 2 bis 4 eine Schneide 4 oder eine Bohrkrone 5 dienen, wobei die Sonde durch Schlag, durch Drehen und/oder durch Vibration in das Material eingetrieben wird, das z.B. auch Silage sein kann. Die Sonde kann als Einzelsonde von Hand eingetrieben werden, insbesondere dann, wenn nur geringe Tiefen (z.B. bis zu 30 cm) zu untersuchen sind. Insbesondere für größere Tiefen bis zu 60 oder 90 cm ist es schneller und bequemer, wenn die Sonde an einem Gerät 6 angebracht ist, das z.B. am Dreipunktgestänge 7 eines Traktors 8 befestigt ist und über dessen Zapfwelle die notwendige Energie für das Eintreiben in den Boden und das Herausheben erhält.

Um eine möglichst ungestörte Probe zu erhalten und diese bequem zu einem Untersuchungslabor transportieren zu können, wird in das Fußende der Sonde ein Kunststoff­ behältnis 9 eingesetzt, in das sich mit dem Vortrieb der vom Sondenquerschnitt überdeckte Bodenkern fortschrei­ tend hineindrückt. Das Kunststoffbehältnis hat beispiels­ weise die Form einer formsteifen Kartusche (Fig. 5), eines flexiblen Beutels (Fig. 6) oder eines Faltsacks (Fig. 7) und besitzt vorzugsweise einen radial nach außen vor­ stehenden Ringflansch 10 am unteren Öffnungsende, mit dem es im Fußende 2 der Sonde in seiner Lage gesichert ist.

Im Falle eines von unten in das Fußende der Sonde ein­ zusetzenden Kunststoffbehältnisses kann ein Radialanschlag 11 vorgesehen sein, gegen den der Ringflansch beim Ein­ treiben der Sonde gedrückt wird (Fig. 3). Zur Verringerung des Vortriebswiderstands und auch zur Vermeidung von Verformungen kann der Ringflansch innenseitig eine Phase 12 besitzen. Das Kunststoffbehältnis 9 wird einfach einge­ setzt, wobei es durch bloße Wandreibung von selbst in der Sonde hängenbleibt, so daß diese ohne Gefahr des Herausfallens auf den Boden aufgesetzt werden kann. Ent­ sprechend leicht kann das Kunststoffbehältnis mit der darin enthaltenen Probe wieder entnommen werden. Sollte die Wandreibung unter dem Radialdruck der Probe zu hoch geworden sein, kann ein geeignetes Ziehwerkzeug Verwendung finden, das am Ringflansch Halt findet.

Um zu vermeiden, daß die Probe aus dem Kunststoffbehältnis beim Heben der Sonde hinausrutscht, könnte ein Rückschlag­ verschluß 16 an der Innenseite des Ringflansches 10 ange­ formt sein, der aus radial nach innen vorstehenden drei­ eckförmigen Zungen 17 besteht, die elastisch in das Innere des Kunststoffbehältnisses nachgeben können und die Öffnung bei Belastung in Gegenrichtung im wesentlichen verschließen. Das Kopfende des Behältnisses kann ganz offen sein oder sollte zumindest eine Belüftungsöffnung 18 haben (Fig. 5 bis 7).

Zur Sicherung des Ringflansches 10 des Kunststoffbehält­ nisses kann gemäß Fig. 4 auch ein Haltering 13 Verwendung finden, der z.B. mittels Bajonettverschluß oder mittels Gewinde festgelegt wird. Ein solcher Haltering wäre bei relativ festem Untergrund zweckmäßig, insbesondere, wenn der Vortrieb über Bohrbewegungen erfolgen muß.

Es besteht nach Fig. 2 auch die Möglichkeit, das Kunst­ stoffbehältnis 9 über eine seitliche Öffnung 14 der Sonde einzulegen, wobei dann der Ringflansch 10 in einer Nut 15 festgehalten werden könnte. Die Öffnung 14 kann offen­ bleiben, insbesondere, wenn das Kunststoffbehältnis eine formstabile Kartusche ist.

Für den Fall des Einsetzens der Kunststoffbehältnisse von unten eignet sich insbesondere der Beutel gemäß Fig. 6 oder der Faltsack gemäß Fig. 7, wobei sich diese in Abhängigkeit von der Tiefe des Sondenvortriebs in das Sondeninnere strecken. Bei einem solchen Kunststoffbehält­ nis könnten jedoch insbesondere dann, wenn die Probe aus sehr weichem Material besteht, beim Transport Änderun­ gen in der Schichtenfolge oder auch Veränderungen infolge mechanischer Beanspruchungen auftreten, so daß das jeweili­ ge Kunststoffbehältnis in Abhängigkeit vom erwarteten Zustand des Untergrundes gewählt werden sollte. Kartuschen lassen sich selbstverständlich für jede Art von Sonden­ gestaltung verwenden.

Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn gemäß Fig. 5 innerhalb des Kunststoffbehältnisses 9 in vorbestimmten Abständen mehrere Rückschlagverschlüsse 17 vorgesehen werden, um Probenabschnitte bestimmter Tiefen getrennt festhalten zu können. Solche Maßnahmen lassen sich bei flexiblen und formstabilen Kunststoffbehältnissen er­ treffen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Entnahme eines Probekörpers, insbe­ sondere einer Bodenprobe, bei dem eine rohrförmige Sonde in das zu untersuchende Material eingetrieben und der von der Sonde umfaßte Materialquerschnitt in die Sonde gedrückt und mit dieser an die Materialoberfläche gehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Sonde (1) ein Kunststoff­ behältnis (9) eingesetzt und der Probekörper beim Eintreiben der Sonde in dieses Kunststoffbehältnis hineingedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probekörper beim Heben der Sonde selbsttätig in der Sonde eingeschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sonde unter Drehen und/oder Rütteln eintreibbar ist.

4. Gerät zur Entnahme eines Probekörpers zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 mit einer rohrförmigen, am Fußende (2) offenen Sonde (1), gekennzeichnet durch ein in das Fußende (2) der Sonde (1) lösbar eingesetztes Kunststoffbehältnis (9) mit einer Stützeinrichtung (10) zur unverrückbaren Lage­ sicherung in der Sonde.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbehältnis (9) ein Kunststoffbeutel ist.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbehältnis (9) ein Zieharmonika-Faltsack ist.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbehältnis (9) eine formstabile, flexible Kartusche ist.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbehält­ nis einen verstärkten Öffnungsrand (10) hat.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest am Öffnungs­ ende des Kunststoffbehältnisses (9) ein Rückschlagver­ schluß (16, 17) vorgesehen ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß entlang dem Kunststoffbehältnis mehrere im Abstand stehende Rückschlagverschlüsse vorgesehen sind.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbe­ hältnis (9) vom Fußende (2) der Sonde (1) einschiebbar und mittels Schnappsitz, Klemmring (13), gegen Anschlag (11) oder dergleichen sicherbar ist.

12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffbehält­ nis (9) über eine seitliche Öffnung (14) der Sonde (1) einsetzbar und mit einem Ringkragen (10) am Öffnungsende in einer Nut (15) der Sonde festlegbar ist.

13. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wandung des Kunststoffbehältnisses (9) Meßfühler mit Leitungs­ verbindung zum hinteren Ende der Sonde (1) eingebettet sind.