RU202922U1 - Мобильное устройство для измерения свойств почвы - Google Patents
Мобильное устройство для измерения свойств почвы Download PDFInfo
- Publication number
- RU202922U1 RU202922U1 RU2020138391U RU2020138391U RU202922U1 RU 202922 U1 RU202922 U1 RU 202922U1 RU 2020138391 U RU2020138391 U RU 2020138391U RU 2020138391 U RU2020138391 U RU 2020138391U RU 202922 U1 RU202922 U1 RU 202922U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- hollow cylinder
- soil
- axis
- soil moisture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/10—Measuring moisture content, e.g. by measuring change in length of hygroscopic filament; Hygrometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована, например, для исследования физических свойств почвы на полях с искусственным орошением. Предлагаемое мобильное устройство для измерения свойств почвы содержит раму, установленную на колесах, с возможностью сцепление с трактором или другим сельскохозяйственным агрегатом, закрепленными на раме датчиками, определяющими параметры посевов, и измерительными блоками влажности почвы. Измерительный блок влажности почвы включает в себя жестко установленный на оси корпус, вращающийся вместе с осью с установленной по середине серповидной пластиной, имеющей наибольшую ширину в верхней части и сходящую на ноль в нижней части корпуса. В корпусе эксцентрично размещена полая ось, радиально которой установлен полый цилиндр с установленным в нем корпусом сенсора влажности. При этом корпус сенсора влажности прижимается цилиндрической сжатой пружиной к внешнему открытому торцу полого цилиндра и упирается в корпус. В корпусе сенсора влажности закреплен сенсор влажности, сигнал от которого поступает в микроконтроллер далее на WiFi-модуль, подключенный к точке доступа с выходом в интернет. Сенсор влажности включает в себя два щупа, длина которых зависит от глубины, на которой необходимо измерить влажность почвы. Причем полый цилиндр и корпус сенсора влажности в боковых образующих имеют прорезь, совпадающую по расположению и размерам. Технический результат – расширение технических возможностей при исследовании физических свойств почвы на полях с искусственным орошением, в частности измерения влажности почвы с высокой производительностью и незначительной трудоемкостью. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована, например, для исследования физических свойств почвы на полях с искусственным орошением.
Известен механический влагомер для постоянного контроля за влажностью почвы горшочных, балконных или садовых растений (см. Mechanischer Feuchtigkeitsmesser fur Bodenfeuchtingkeitsuberwachung von Pflanzen: Заявка 102004002272 Германия, МПК7 G01N 19/10. Florasus AG, WeinReinhold. №102004002272; Заявл. 16.01.2004; опубл. 11.08.2005).
В этом влагомере по показаниям шкального индикатора, стрелка которого отклоняется в зависимости от растяжения и сжатия элемента, изготовленного из материала, чувствительного к влажности почвы, определяют контролируемый параметр.
Недостатком известного устройства является контактность чувствительного элемента с контролируемой средой, не возможность использования устройства при определении параметров почвы на больших площадях за малый отрезок времени, то есть при картировании полей.
Известен также электронный датчик для измерения влажности почвы (см. Elektronischer sensor fur Wandlung der Erdfenchtigkeit in eine elektrische Grosser Заявка 102004002271 Германия, МПК7 G01N 27/22, G01N 33/24. Florasus AG, Wein Reinhold. №102004002271.2; Заявл. 16.01.2004; опубл. 11.08.2005).
Принцип действия этого датчика, предназначенного для измерения влажности почвы горшочных или балконных растений, базируется на конденсаторе, диэлектрик которого имеет диэлектрическую проницаемость, зависящую от влажности почвы.
Недостатком этого устройства следует считать низкую точность из-за температурных влияний на диэлектрическую проницаемость диэлектрика конденсатора, чувствительность к налипанию, не возможность использования устройства при определении параметров почвы на больших площадях за малый отрезок времени, то есть при картировании полей.
Известен также способ измерения влажности почвы и устройство для его осуществления (см. Способ измерения влажности почвы и устройство для его осуществления: Авторское свидетельство СССР №1640612, заявка 4339927/26 от 08.12.87, опубликовано 07.04.91. бюл. №13).
Целью данного способа является сокращение времени анализа почвы. Устройство измерения содержит датчик влажности почвы и измерительный блок, содержащий тензопреобразователь, источник постоянного напряжения, усилитель постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь, блок управления.
Недостатком этого устройства следует считать возможность только стационарной работы, не возможность использования устройства при определении параметров почвы на больших площадях за малый отрезок времени, то есть при картировании полей.
Технической задачей полезной модели является расширение технических возможностей при исследовании физических свойств почвы на полях с искусственным орошением, в частности определении влажности почвы с высокой производительностью и не значительной трудоемкостью.
Задача достигается тем, что предлагаемое мобильное устройство для измерения свойств почвы содержит раму с установленными на ней через равные промежутки датчиками, определяющими параметры посевов, и установленную в раме ось, с расположенными на ней опорными колесами и измерительными блоками влажности почвы, при этом рама имеет дышло, обеспечивающее сцепление с трактором или другим сельскохозяйственным агрегатом, а измерительный блок влажности почвы включает в себя жестко установленный на оси корпус, имеющий форму таблетки, с установленной посередине корпуса серповидной пластиной, имеющей наибольшую ширину в верхней части и сходящую на ноль в нижней части корпуса, прорезью в нижней части корпуса, кроме того в корпусе эксцентрично размещена полая ось, радиально которой установлен полый цилиндр с отверстием на внутреннем торце и открытый с внешнего торца, причем внутренний торец полого цилиндра жестко опирается на полую ось, взаимосвязанную с осью, на которой установлены опорные колеса, а в полом цилиндре установлен корпус сенсора влажности, который прижимается цилиндрической сжатой пружиной к внешнему открытому торцу полого цилиндра и упирается в корпус, при этом в корпусе сенсора влажности закреплен сенсор влажности, сигнал от которого по проводам поступает в микроконтроллер далее на WiFi-модуль расположенные в полой втулке, а сенсор влажности включает в себя два щупа длина которых зависит от глубины, на которой необходимо измерить влажность почвы, кроме того полый цилиндр и корпус сенсора влажности в боковых образующих имеют прорезь, внутрь которой проходит серповидная пластина при повороте полого цилиндра при положение его в верхней точке.
Отличие предлагаемой конструкции от прототипа заключается в том, что:
- предлагаемое мобильное устройство для измерения свойств почвы содержит раму, с установленными на ней через равные промежутки датчиками, определяющими параметры посевов, и установленную в раме ось, с расположенными на ней опорными колесами и измерительными блоками влажности почвы, при этом рама имеет дышло, обеспечивающее сцепление с трактором или другим сельскохозяйственным агрегатом;
- измерительный блок влажности почвы включает в себя жестко установленный на оси корпус, с установленной посередине корпуса серповидной пластиной, имеющей наибольшую ширину в верхней части и сходящую на ноль в нижней части корпуса, прорезью в нижней части корпуса, кроме того в корпусе эксцентрично размещена полая ось, радиально которой установлен полый цилиндр с отверстием на внутреннем торце и открытый с внешнего торца, причем внутренний торец полого цилиндра жестко опирается на полую ось, взаимосвязанную с осью на которой установлены опорные колеса, а в полом цилиндре установлен корпус сенсора влажности, который прижимается цилиндрической сжатой пружиной к внешнему открытому торцу полого цилиндра и упирается в корпус, при этом в корпусе сенсора влажности закреплен сенсор влажности, включающий в себя два щупа длина которых зависит от глубины на которой необходимо измерить влажность почвы, кроме того полый цилиндр и корпус сенсора влажности в боковых образующих имеют прорезь, внутрь которой проходит серповидная пластина при повороте полого цилиндра при положение его в верхней точке.
- сенсор влажности имеет возможность подачи сигнала в микроконтроллер далее на WiFi-модуль с выходом в интернет и визуализацией полученной информации в режиме реального времени.
Благодаря такой конструкции достигается расширение технических возможностей при исследовании физических свойств почвы на полях с искусственным орошением, в частности измерении влажности почвы с высокой производительностью и не значительной трудоемкостью.
На Фиг. 1 изображено устройство для измерения свойств почвы, общий вид.
На Фиг. 2 изображен блок измерения влажности почвы
На Фиг. 3 - схема передачи информации
На Фиг 4 - схема взаимодействия серповидной пластины с полым цилиндром и корпусом сенсора влажности через прорезь
Предлагаемое устройство для измерения свойств почвы (фиг. 1) содержит раму 1, с установленными на ней через равные промежутки датчиками 2, определяющими параметры посевов, и установленную в раме ось 3, с расположенными на ней опорными колесами 4, и измерительными блоками влажности почвы 5. Рама 1 имеет дышло 6, обеспечивающее сцепление с трактором или другим сельскохозяйственным агрегатом.
Измерительный блок влажности почвы 5 (фиг 2) включает в себя жестко установленный на оси 3 корпус 7, имеющий форму таблетки с установленной в центре серповидной пластиной 8, имеющей наибольшую ширину в верхней части и сходящую на ноль в нижней части корпуса 7 и прорезью 9 в нижней части корпуса 7. В корпусе 7 эксцентрично размещена полая ось 10, радиально которой установлен полый цилиндр 11 с отверстием 12 на внутреннем торце и открытый с внешнего торца. Причем внутренний торец полого цилиндра 11 жестко опирается на полую ось 10. Полая ось 10 жестко закреплена на оси 3 и вращается вместе с ней и расположенными на оси 3 опорными колесами 4, передавая вращение полому цилиндру 11.
В полом цилиндре 11 установлен корпус сенсора влажности 13, также имеющий отверстие 14 на торцевой внутренней поверхности. При этом корпус сенсора влажности 13 прижимается цилиндрической сжатой пружиной 15 к внешнему открытому торцу полого цилиндра 11 и упирается в корпус 7. В корпусе сенсора влажности 13 закреплен сенсор влажности 16, сигнал от которого по проводам 17 поступает в микроконтроллер 18, далее на WiFi-модуль 19, подключенный к как-либо точке доступа с выходом в интернет (фиг. 3.). Провода 17 протянуты через отверстие 12 полого цилиндра и отверстие корпуса сенсора влажности 14 в корпус полой оси 10. Сенсор влажности 16 включает в себя два щупа 20, длина которых зависит от глубины, на которой необходимо измерить влажность почвы. Причем полый цилиндр 11 и корпус сенсора влажности 13 в боковых образующих имеют прорезь 21, совпадающую по расположению в цилиндре 11 и корпусе сенсора влажности 13 (фиг. 4).
Мобильное устройство для измерения характеристик почвы работает следующим образом.
Мобильное устройство для измерения характеристик почвы цепляется посредством дышла и узла сцепки 6, к трактору или другому сельскохозяйственному агрегату и перемещается, опираясь на опорные колеса 4. С датчиков бесконтактного измерения параметров, характеризующих рост и развитие растений 2, работающих в системах реального времени (on-line) информация поступает в микроконтроллер 18, далее на WiFi-модуль 19, подключенный к точке доступа с выходом в интернет.
Измерение влажности почвы производится следующим образом. При вращении оси 3 с расположенными на ней опорными колесами 4, также вращается жестко закрепленная на оси 3 полая ось 10, вместе с которой вращательные движения совершает полый цилиндр 11.
При вращении полого цилиндра 11, в нижней части окружности траектории его движения (нижней точке) за счет эксцентрично расположенной полой оси 10 цилиндрическая пружина 15 разжимается, толкая корпус сенсора влажности 13 к внешнему торцу полого цилиндра 11 до упора в корпус 7, выдвигая через прорезь 9 в нижней части корпуса 7 щупы 20 сенсора влажности 16 из корпуса 7. При этом щупы входят в соприкосновение с почвой. Сигнал от сенсора влажности 16 по проводам 17 поступает в микроконтроллер 18, далее на WiFi-модуль 19, подключенный к как-либо точке доступа с выходом в интернет. Данные, попавшие на облачный сервер используются для построения графика влажности в режиме реального времени.
Рассмотрим движение полого цилиндра 10 от точки О в точку А. При вращении опорных колес 4 по стрелке, вращается ось 3 и полая ось 10, закрепленные между собой жестко. Вместе с полой осью 10 по круговой траектории перемещается полый цилиндр 11, при этом за счет эксцентрично расположенной полой оси 10, в верхней части корпуса 7 (точка О) цилиндрическая пружина 15 сжата и корпус сенсора влажности 13 прижимается к внутреннему торцу полого цилиндра 11. Серповидная пластина 8 в точке О (верхняя точка) имеет свою максимальную ширину, входит до предела в прорезь 21 корпуса сенсора влажности 13 и полого цилиндра 11 и щупы 20 сенсора влажности 13 вдвинуты в корпус 7. При повороте опорных колес 4 по стрелке ширина серповидной пластины 8 уменьшается, позволяя разжаться цилиндрической пружине 15. В точке А серповидная пластина 8 перестает взаимодействовать с корпусом сенсора влажности 13 и щупы 20 сенсора влажности выдвигаются из корпуса 7, взаимодействую с почвой (нижняя точка).
При подъеме полого цилиндра 11 по траектории дуги окружности Б О, серповидная пластина 8 начинает снова взаимодействовать с торцевой поверхностью корпуса сенсора влажности, проходя через прорезь 21, сжимает цилиндрическую пружину 15 и втягивая щупы 20 сенсора влажности 16 внутрь корпуса 7.
При обороте колеса щупы вновь опускаются в почву, получая и передавая информацию о влажности.
Использование предлагаемого мобильного устройства для измерения свойств почвы позволяет расширить технические возможности при исследовании физических свойств почвы, в частности на полях с искусственным орошением, снижает трудоемкость измерения влажности почвы, увеличивая скорость и производительность измерений, позволяет визуализировать полученную информацию в режиме реального времени.
Claims (1)
- Мобильное устройство для измерения свойств почвы, содержащее датчик влажности почвы и измерительный блок влажности почвы, отличающееся тем, что содержит раму с установленными на ней через равные промежутки датчиками, определяющими параметры посевов, и установленную в раме ось с расположенными на ней опорными колесами и измерительными блоками влажности почвы, при этом рама имеет дышло, обеспечивающее сцепление с трактором или другим сельскохозяйственным агрегатом, а измерительный блок влажности почвы включает в себя жестко установленный на оси корпус, имеющий форму таблетки, с установленной посередине корпуса серповидной пластиной, имеющей наибольшую ширину в верхней части и сходящую на ноль в нижней части корпуса, а также прорезью в нижней части корпуса, кроме того, в корпусе эксцентрично размещена полая ось, радиально которой установлен полый цилиндр с отверстием на внутреннем торце и открытый с внешнего торца, причем внутренний торец полого цилиндра жестко опирается на полую ось, взаимосвязанную с осью, на которой установлены опорные колеса, а в полом цилиндре установлен корпус сенсора влажности, который прижимается цилиндрической сжатой пружиной к внешнему открытому торцу полого цилиндра и упирается в корпус, при этом в корпусе сенсора влажности закреплен сенсор влажности, сигнал от которого по проводам поступает в микроконтроллер, далее на WiFi-модуль, расположенные в полой оси, а сенсор влажности включает в себя два щупа, длина которых зависит от глубины, на которой необходимо измерить влажность почвы, кроме того, полый цилиндр и корпус сенсора влажности в боковых образующих имеют прорезь, внутрь которой проходит серповидная пластина при повороте полого цилиндра при положении его в верхней точке.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138391U RU202922U1 (ru) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Мобильное устройство для измерения свойств почвы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138391U RU202922U1 (ru) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Мобильное устройство для измерения свойств почвы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU202922U1 true RU202922U1 (ru) | 2021-03-15 |
Family
ID=74874082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020138391U RU202922U1 (ru) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Мобильное устройство для измерения свойств почвы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU202922U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1640612A1 (ru) * | 1987-12-08 | 1991-04-07 | Специальное Опытное Проектно-Конструкторско-Технологическое Бюро Со Васхнил | Способ измерени влажности почвы и устройство дл его осуществлени |
| RU2537908C2 (ru) * | 2013-03-06 | 2015-01-10 | Государственное научное учреждение Агрофизический научно-исследовательский институт Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ АФИ Россельхозакадемии) | Устройство для внутрипочвенного измерения агротехнологических характеристик пахотного слоя почвы в движении |
| RU171658U1 (ru) * | 2016-11-28 | 2017-06-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина" | Комбинированный почвообрабатывающий агрегат |
| WO2017106874A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Intellifarm, Inc. | Autonomous integrated farming system |
| EA028993B1 (ru) * | 2013-05-13 | 2018-01-31 | Клин Сид Эгрикалчерэл Текнолоджиз Лтд. | Система для смешивания с регулируемым соотношением нескольких сельскохозяйственных продуктов для их внесения через канальный сошник |
| RU2699184C1 (ru) * | 2016-04-18 | 2019-09-03 | ПРЕСИЖН ПЛЭНТИНГ ЭлЭлСи | Орудия и устройства для нанесения для размещения вносимых материалов относительно сельскохозяйственных растений на сельскохозяйственных полях |
-
2020
- 2020-11-23 RU RU2020138391U patent/RU202922U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1640612A1 (ru) * | 1987-12-08 | 1991-04-07 | Специальное Опытное Проектно-Конструкторско-Технологическое Бюро Со Васхнил | Способ измерени влажности почвы и устройство дл его осуществлени |
| RU2537908C2 (ru) * | 2013-03-06 | 2015-01-10 | Государственное научное учреждение Агрофизический научно-исследовательский институт Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ АФИ Россельхозакадемии) | Устройство для внутрипочвенного измерения агротехнологических характеристик пахотного слоя почвы в движении |
| EA028993B1 (ru) * | 2013-05-13 | 2018-01-31 | Клин Сид Эгрикалчерэл Текнолоджиз Лтд. | Система для смешивания с регулируемым соотношением нескольких сельскохозяйственных продуктов для их внесения через канальный сошник |
| WO2017106874A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Intellifarm, Inc. | Autonomous integrated farming system |
| RU2699184C1 (ru) * | 2016-04-18 | 2019-09-03 | ПРЕСИЖН ПЛЭНТИНГ ЭлЭлСи | Орудия и устройства для нанесения для размещения вносимых материалов относительно сельскохозяйственных растений на сельскохозяйственных полях |
| RU171658U1 (ru) * | 2016-11-28 | 2017-06-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина" | Комбинированный почвообрабатывающий агрегат |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108459056B (zh) | 用于实时地测量土壤特性的感测系统 | |
| US10215676B2 (en) | Plant stem tree branch or trunk moisture probe | |
| CN103090783B (zh) | 一种用于植物茎秆的直径测量装置 | |
| CN105952442B (zh) | 一种可调轮距的分体式测斜仪 | |
| CN206380421U (zh) | 集土壤参数测量及调节于一体的装置 | |
| CN206506957U (zh) | 一种面向精细农业的灌溉试验平台 | |
| CN103541725A (zh) | 用界面高度求水平井持率的方法 | |
| RU202922U1 (ru) | Мобильное устройство для измерения свойств почвы | |
| Sui et al. | Soil moisture sensor test with Mississippi Delta soils | |
| CN206330927U (zh) | 用于fdr管式土壤水分传感器的故障诊断装置 | |
| CN203981540U (zh) | 一种血液粘弹力探测装置 | |
| RU78574U1 (ru) | Устройство для измерения твердости почвы | |
| Ogbu et al. | Development and testing of a capacitive digital soil moisture metre | |
| CN112540164A (zh) | 一种智能的测定岩石自由膨胀率的试验装置及测试方法 | |
| CN108200804B (zh) | 视觉传感谷物流量在线检测装置和检测方法 | |
| CN105043261A (zh) | 设施大棚怕光农作物茎秆、果实尺寸激光测量设备 | |
| US7559243B1 (en) | Angel sensor for rotary read-out instrument | |
| RU185072U1 (ru) | Устройство определения влажности почвы | |
| CN211178573U (zh) | 高度自调节温室农作物生长环境监测装置 | |
| Ogwo et al. | Development and testing of a capacitive digital soil moisture sensor with printed circuit board as a probe | |
| CN114002330A (zh) | 一种基于压电智能骨料监测边坡土体含水率的系统 | |
| CN112082761A (zh) | 一种多方位旋转机械轴承振动测量装置 | |
| CN101937221A (zh) | 一种无土栽培基质水分、养分无线监控网络 | |
| Ramirez et al. | Development of a real-time wireless sensor network-based information system for efficient irrigation of upland and lowland crop production systems | |
| RU191283U1 (ru) | Почвенный влагомер |