RU2543813C1 - Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field - Google Patents

Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field Download PDF

Info

Publication number
RU2543813C1
RU2543813C1 RU2013154603/13A RU2013154603A RU2543813C1 RU 2543813 C1 RU2543813 C1 RU 2543813C1 RU 2013154603/13 A RU2013154603/13 A RU 2013154603/13A RU 2013154603 A RU2013154603 A RU 2013154603A RU 2543813 C1 RU2543813 C1 RU 2543813C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frame
platform
movable
determining
field
Prior art date
Application number
RU2013154603/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Иванович Максимов
Сергей Анатольевич Васильев
Владимир Иванович Максимов
Александр Алексеевич Петров
Алексей Анатольевич Васильев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to RU2013154603/13A priority Critical patent/RU2543813C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543813C1 publication Critical patent/RU2543813C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: device for measuring the soil surface profile and determining the direction of flow of atmospheric precipitations in the field comprises a frame (1) with height-adjustable supports (3) and a mechanic's level (12) mounted on it, a platform (10) movable in a vertical plane. The platform (10) is mounted on the supports (3) of the frame (1) with use of sleeves (2) and connected to the frame (1) of the screw mechanism. The screw mechanism consists of a screw (5) with a handle (6) with a turn counter (7) and the rotation angle of the handle (6), the central retainer nut (8) mounted on the frame (1), the lower nut (9) mounted rigidly on the movable platform (10). In the holes of the platform (10) at equal distances from each other in a two-dimensional grid nodes there are movable probes-rods (11). The probes-rods (11) are made of dielectric material and their upper ends are fixed to abutments-rings (17) made of electrically conductive material.
EFFECT: improvement of accuracy of measuring the soil surface profile and determining the direction of flow of atmospheric precipitations in the field.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для изучения водной эрозии, и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и гидрологии.The invention relates to agriculture, in particular to devices for studying water erosion, and can be used in soil science, land reclamation and hydrology.

Известен профилометр почвы ИП 250, предназначенный для измерения профиля поверхности почвы при испытаниях почвообрабатывающих машин [1, с. 19]. Профилометр предоставляет собой основание с тремя регулируемыми по высоте опорами, устанавливаемое по уровню. По направляющим основания перемещается каретка с установленным на ней измерительным преобразователем. Ход каретки фиксируется шагом 50 мм, длина участка одного цикла измерений равна 1800 мм. Количество циклов измерений - до 50 [1, с. 19].Known soil profilometer IP 250, designed to measure the surface profile of the soil during testing of tillage machines [1, p. 19]. The profilometer provides a base with three height-adjustable supports, set by level. The carriage with the measuring transducer mounted on it moves along the base guides. The carriage stroke is fixed in increments of 50 mm, the length of the section of one measurement cycle is 1800 mm. The number of measurement cycles - up to 50 [1, p. 19].

Недостатком известного устройства является измерение профиля поверхности почвы только в одной продольно-вертикальной плоскости по ходу каретки за 1 цикл измерений, что не позволяет определить направление стока атмосферных осадков.A disadvantage of the known device is the measurement of the profile of the soil surface in only one longitudinally vertical plane along the carriage for 1 measurement cycle, which does not allow to determine the direction of runoff of atmospheric precipitation.

Цель изобретения - повышение точности измерения профиля поверхности почвы и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the surface profile of the soil and determine the direction of runoff of atmospheric precipitation in the field.

Цель достигается тем, что устройство для профилирования поверхности почвы на склоновых землях и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях содержит раму с регулируемыми по высоте опорами и установленным на ней уровнем, подвижную в вертикальной плоскости платформу, установленную на опорах рамы при помощи втулок и соединенного с рамой винтового механизма, состоящего из винта с рукояткой со счетчиком оборотов и угла поворота рукоятки, центральной гайки-упора, установленной на раме, нижней гайки, установленной жестко на подвижной платформе, в отверстиях которой на одинаковых расстояниях друг от друга в узлах двухмерной сетки размещены подвижные щупы-стержни, выполненные из диэлектрического материала, причем щупы-стержни со своими верхними концами закреплены на выполненных из электропроводящего материала упорах-кольцах, замыкающих электрическую цепь.The goal is achieved in that the device for profiling the surface of the soil on sloping lands and determining the direction of runoff of atmospheric precipitation in the field contains a frame with height-adjustable supports and a level installed on it, a platform movable in the vertical plane, mounted on the frame supports using bushes and connected with a frame of a screw mechanism consisting of a screw with a handle with a revolution counter and a rotation angle of the handle, a central stop nut mounted on the frame, a lower nut installed on the same Strictly on a movable platform, in the openings of which at equal distances from each other in the nodes of a two-dimensional grid, movable probe rods made of dielectric material are placed, moreover, probe rods with their upper ends are fixed on stop rings made of an electrically conductive material and close the electric circuit .

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 - вид сверху (в разрезе), на фиг. 3 - электрическая схема, на фиг. 4 - поверхность отклика для определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях.In FIG. 1 is a schematic diagram of a device; FIG. 2 is a top view (sectional view) of FIG. 3 is an electrical diagram, in FIG. 4 - response surface for determining the direction of rainfall flow in the field.

Устройство состоит из рамы 1 с четырьмя втулками 2, в которых установлены опоры 3 с фиксаторами 4, а в центре рамы 1 размещен винтовой механизм, состоящий из винта 5 с рукояткой 6 со счетчиком оборотов и угла поворота рукоятки 7, центральной гайки-упора 8, нижней гайки 9, установленной на платформе 10, в отверстиях которой находятся подвижные щупы-стержни 11. На раме установлен уровень 12.The device consists of a frame 1 with four bushings 2, in which supports 3 with clamps 4 are installed, and in the center of the frame 1 there is a screw mechanism consisting of a screw 5 with a handle 6 with a revolution counter and a rotation angle of the handle 7, the central stop nut 8, lower nut 9 mounted on the platform 10, in the openings of which are movable probes-rods 11. On the frame is set level 12.

Для повышения точности определения момента контакта щупа-стержня 11 о профилируемую поверхность почвы используется электрическая цепь (фиг. 3), включающая последовательно положительный полюс источника питания 13, ключ 14, диод 15, гибкий провод 16, упоры-кольца 17, выполненные из электропроводящего материала, и платформу 10, являющуюся общей «массой» и соединенную с помощью гибкого провода с отрицательным полюсом источника питания 13. Причем щупы-стержни 11 выполнены из диэлектрического материала с металлическими шляпками, а платформа 10 является общей массой и соединена с помощью гибкого провода 16 с отрицательным полюсом источника питания 13. Щупы-стержни 11 расположены в отверстиях на одинаковом расстоянии друг от друга в узлах двухмерной сетки 18, образованной из продольных и поперечных прямых (фиг. 2). Все диоды 15 имеют нумерацию, соответствующую нумерации щупов-стержней 11, с которыми они соединены и установлены в экран, жестко закрепленный на раме (условно не показан). Устройство функционирует следующим образом.To increase the accuracy of determining the moment of contact of the probe-rod 11 with the soil surface to be profiled, an electric circuit is used (Fig. 3), which includes the positive pole of the power source 13, key 14, diode 15, flexible wire 16, stop rings 17 made of electrically conductive material , and the platform 10, which is the total "mass" and connected using a flexible wire with the negative pole of the power source 13. Moreover, the probe rods 11 are made of dielectric material with metal caps, and the platform 10 is the total mass and connected using a flexible wire 16 to the negative pole of the power source 13. The probe rods 11 are located in the holes at the same distance from each other in the nodes of the two-dimensional grid 18, formed from longitudinal and transverse lines (Fig. 2). All diodes 15 have a numbering corresponding to the numbering of the probe rods 11 with which they are connected and installed in a screen rigidly mounted on the frame (not shown conditionally). The device operates as follows.

Предварительно перед измерением рама 1 устройства устанавливается горизонтально с помощью опор 3 по уровню 12 и закрепляется винтовыми фиксаторами 4. Включают ключ 14 для замыкания электрической цепи и загорания всех диодов 15 на экране.Previously, before measuring the frame 1 of the device is installed horizontally using supports 3 at level 12 and secured with screw clips 4. Turn on the key 14 to close the electrical circuit and light up all the diodes 15 on the screen.

Далее рукояткой 6 вращают винт 5 и опускают платформу 10 со щупами-стержнями 11 до первого касания одного из стержней с поверхностью почвы. Этот момент определяют по разрыву цепи и по погасанию соответствующего диода 15. Номер погасшего диода 15 записывают в журнал наблюдений, а положение платформы 10 берут за исходное.Next, rotate the screw 5 with the handle 6 and lower the platform 10 with the probe rods 11 until the first touch of one of the rods with the soil surface. This moment is determined by the open circuit and the extinction of the corresponding diode 15. The number of the extinct diode 15 is recorded in the observation log, and the position of the platform 10 is taken as the initial one.

Далее продолжают вращать винт 5 до следующего погасания диода 15 вследствие разрыва электрической цепи при касании соответствующего стержня о поверхность почвы. Количество выполненных оборотов и угол поворота от исходного положения рукоятки при неполном обороте в градусах считывают со счетчика оборотов и угла поворота рукоятки 7 и записывают в журнал наблюдений для погасшего диода.Then continue to rotate the screw 5 until the next extinction of the diode 15 due to rupture of the electrical circuit when the corresponding rod touches the soil surface. The number of completed revolutions and the angle of rotation from the initial position of the handle for an incomplete revolution in degrees are read from the revolution counter and the angle of rotation of the handle 7 and recorded in the observation log for the extinct diode.

Величину поступательного перемещения платформы 10 определяют по формулеThe value of the translational movement of the platform 10 is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где L - поступательное перемещение основания, мм; s - шаг резьбы, мм; к - число полных оборотов винта; γ - угол поворота от исходного положения рукоятки при неполном обороте, град.where L is the translational movement of the base, mm; s is the thread pitch, mm; k is the number of full revolutions of the screw; γ is the angle of rotation from the initial position of the handle for an incomplete revolution, deg.

Затем продолжают вращать винт 5 с рукояткой 6 и проводят опыты по вышеприведенной методике, пока не погаснут все диоды 15. Полученные результаты заносятся в журнал наблюдений, где строится схема в виде двухмерной сетки (см. фиг. 2), в каждом узле которой записываются данные (вертикальное перемещение) для соответствующего щупа-стержня 11. На основе этих данных строится поверхность отклика (стационарное возвышение узлов), по которой определяется направление стока атмосферных осадков в полевых условиях.Then they continue to rotate the screw 5 with the handle 6 and carry out experiments according to the above procedure until all the diodes 15 go out. The results are recorded in the observation log, where a diagram is constructed in the form of a two-dimensional grid (see Fig. 2), in each node of which data is written (vertical movement) for the corresponding probe-rod 11. Based on these data, a response surface (stationary elevation of the nodes) is constructed, which determines the direction of rainfall flow in the field.

Экспериментальные исследования были проведены на различных агрофонах, всего более 5 (многолетние травы, пашня, пашня с боронованием, мульчирование, посев озимых, стерня зерновых и др.). Результаты исследований после обработки в программе «Ехсеl» представлены на фиг. 4 - график, представляющий поверхность отклика на пашне с боронованием.Experimental studies were conducted on various agricultural backgrounds, in total more than 5 (perennial grasses, arable land, arable land with harrowing, mulching, sowing winter crops, stubble crops, etc.). The research results after processing in the Excel program are presented in FIG. 4 is a graph representing a response surface on arable land with harrowing.

Источники информацииInformation sources

1. Аннотированный сборник средств измерения и испытательного оборудования. - Новокубанск: ФГНУ «РосНИИТиМ», 2012. - 51 с. 1. An annotated collection of measuring instruments and test equipment. - Novokubansk: Federal State Institution "RosNIITiM", 2012. - 51 p.

Claims (2)

1. Устройство для профилирования поверхности почвы на склоновых землях и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях, характеризующееся тем, что содержит раму с регулируемыми по высоте опорами и установленным на ней уровнем, подвижную в вертикальной плоскости платформу, установленную на опорах рамы при помощи втулок и соединенного с рамой винтового механизма, состоящего из винта с рукояткой со счетчиком оборотов и угла поворота рукоятки, центральной гайки-упора, установленной на раме, нижней гайки, установленной жестко на подвижной платформе, в отверстиях которой на одинаковых расстояниях друг от друга в узлах двухмерной сетки размещены подвижные щупы-стержни, выполненные из диэлектрического материала, причем щупы-стержни со своими верхними концами закреплены на выполненных из электропроводящего материала упорах-кольцах, замыкающих электрическую цепь.1. Device for profiling the surface of the soil on sloping lands and determining the direction of runoff of atmospheric precipitation in the field, characterized in that it contains a frame with height-adjustable supports and a level installed on it, a platform movable in the vertical plane, mounted on the frame supports using bushings and connected to the frame of the screw mechanism, consisting of a screw with a handle with a revolution counter and a rotation angle of the handle, a central stop nut mounted on the frame, a lower nut, is installed rigidly on a movable platform, in the openings of which at equal distances from each other in the nodes of the two-dimensional grid there are movable probe rods made of dielectric material, the probe rods with their upper ends mounted on stop rings made of an electrically conductive material that close the electrical chain. 2. Устройство для профилирования поверхности почвы на склоновых землях и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях по п. 1, отличающееся тем, что электрическая цепь для определения момента касания щупа-стержня с поверхностью почвы включает последовательно положительный полюс источника питания, ключ, диод, гибкий провод, щуп-стержень, упоры-кольца и платформу, являющуюся общей «массой» и соединенную с помощью гибкого провода с отрицательным полюсом источника питания. 2. Device for profiling the surface of the soil on sloping lands and determining the direction of runoff of atmospheric precipitation in the field according to claim 1, characterized in that the electric circuit for determining the moment of touch of the probe rod with the soil surface includes a positive pole of the power source, a key, a diode , a flexible wire, a probe-rod, an emphasis-rings and a platform, which is the common "mass" and connected using a flexible wire to the negative pole of the power source.
RU2013154603/13A 2013-12-09 2013-12-09 Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field RU2543813C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154603/13A RU2543813C1 (en) 2013-12-09 2013-12-09 Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154603/13A RU2543813C1 (en) 2013-12-09 2013-12-09 Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2543813C1 true RU2543813C1 (en) 2015-03-10

Family

ID=53290298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154603/13A RU2543813C1 (en) 2013-12-09 2013-12-09 Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543813C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174913U1 (en) * 2017-02-10 2017-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) DEVICE FOR MODELING WATER EROSION OF SOILS AND SOILS
CN109005683A (en) * 2018-07-01 2018-12-18 张大伟 A kind of cultivator for greenhouse

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2672049A (en) * 1949-06-14 1954-03-16 Hallendorff Carl Johan Herman Device for measuring roughness of surfaces
SU1308218A1 (en) * 1985-06-11 1987-05-07 Научно-Производственное Объединение "Армсельхозмеханизация" Method of disinfection of soil
US5191787A (en) * 1990-04-11 1993-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Soil erodibility testing
WO2003031963A1 (en) * 2001-10-05 2003-04-17 Sentek Pty Ltd. Soil probe insertion arrangement and method of use
US6834550B2 (en) * 2001-09-10 2004-12-28 The Regents Of The University Of California Soil profile force measurement using an instrumented tine
CN101886904A (en) * 2010-06-10 2010-11-17 北京林业大学 Slope rill erosion measurer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2672049A (en) * 1949-06-14 1954-03-16 Hallendorff Carl Johan Herman Device for measuring roughness of surfaces
SU1308218A1 (en) * 1985-06-11 1987-05-07 Научно-Производственное Объединение "Армсельхозмеханизация" Method of disinfection of soil
US5191787A (en) * 1990-04-11 1993-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Soil erodibility testing
US6834550B2 (en) * 2001-09-10 2004-12-28 The Regents Of The University Of California Soil profile force measurement using an instrumented tine
WO2003031963A1 (en) * 2001-10-05 2003-04-17 Sentek Pty Ltd. Soil probe insertion arrangement and method of use
CN101886904A (en) * 2010-06-10 2010-11-17 北京林业大学 Slope rill erosion measurer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Аннотированный сборник средств измерения и испытательного оборудования. - Новокубанск: ФГНУ "РосНИИТиМ", 2012. - С. 19. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174913U1 (en) * 2017-02-10 2017-11-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) DEVICE FOR MODELING WATER EROSION OF SOILS AND SOILS
CN109005683A (en) * 2018-07-01 2018-12-18 张大伟 A kind of cultivator for greenhouse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chaudhary et al. Fast and accurate method for leaf area measurement
Flo et al. A synthesis of bias and uncertainty in sap flow methods
Kumar et al. Regional and seasonal intercomparison of CMIP3 and CMIP5 climate model ensembles for temperature and precipitation
Xi et al. Modeling growth response to soil water availability simulated by HYDRUS for a mature triploid Populus tomentosa plantation located on the North China Plain
CN109164033B (en) Method for acquiring hydraulic conductivity of unsaturated soil based on resistivity method
WO2009117784A1 (en) System, apparatus and method for measuring soil moisture content
RU2543813C1 (en) Device for profiling soil surface and determining direction of flow of atmospheric precipitations in field
Paul et al. Improved estimation of biomass accumulation by environmental plantings and mallee plantings using FullCAM
CN104331639A (en) Indirect soil moisture content obtaining and rapid evaluation method
CN109188236A (en) A kind of threshold voltage detection method of metal-oxide-semiconductor
CN107589351B (en) Low and zero value insulator detection method for insulator detection robot
CN106671112A (en) Judging method of grabbing stability of mechanical arm based on touch sensation array information
CN204461325U (en) A kind of cover degree for herbaceous plant sample ground measures equipment
CN106305662A (en) Method for automatically acquiring quantity and somatotype of pest by virtue of modern agricultural pest trap lamp based on IOT (Internet of Things)
CN203337650U (en) Soil moisture measuring device
Čermák et al. Instrumental approaches for studying tree-water relations along gradients of tree size and forest age
BR112021011582A2 (en) METHOD AND DEVICE FOR NON-INVASIVE ROOT PHENOTYPING
RU2433391C1 (en) Device for measuring moisture of soil horizons
RU2700930C1 (en) Method for quantitative assessment of erosion loss of soil using ground laser scanner
CN105891211A (en) Laser measuring instrument for coverage of grass land vegetations
CN106248740B (en) A kind of soil resistivity humidity correcting method
CN110595341A (en) Resistivity method-based method for obtaining width of sapwood
CN106305663A (en) Method for automatically acquiring quantity and somatotype of pest by virtue of modern agricultural pest trap lamp based on IOT (Internet of Things)
EP2479715A1 (en) System for counting and/or recognizing fish
CN204730800U (en) A kind of sensor for large scale structure displacement measurement and device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151210