RU78574U1

RU78574U1 - DEVICE FOR MEASURING SOIL HARDNESS

Info

Publication number: RU78574U1
Application number: RU2008129960/22U
Authority: RU
Inventors: Иван Михайлович Киреев; Николай Владимирович Трубицын; Зинаида Михайловна Коваль
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2008-11-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к методам и средствам определения твердости почвы, в частности для измерения твердости почвенного пахотного слоя при испытаниях сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин.The proposed utility model relates to methods and means for determining the hardness of the soil, in particular for measuring the hardness of the soil arable layer in testing agricultural tillage machines.

Цель полезной модели - автоматизация процесса измерения твердости почвы.The purpose of the utility model is to automate the process of measuring soil hardness.

Задачей настоящей полезной модели является получение информационных сведений при проведении мониторинга твердости почвы для ресурсосберегающих технологий.The objective of this utility model is to obtain information when monitoring soil hardness for resource-saving technologies.

Осуществление полезной модели достигается применением в устройстве реверсивного электродвигателя с редуктором, зубчатой рейки, инкрементального роторного энкодера осевого типа, оптопар и тензометрического датчика.The implementation of the utility model is achieved by using a reversible electric motor with a reducer, a gear rack, an axial incremental rotary encoder, optocouplers and a strain gauge in the device.

Description

Известно устройство для измерения твердости почвы конструкции ВИСХОМа (Вадюнина, А.Ф., Корчагина, З.А. Методы исследования физических свойств почв [Текст]: учеб. пособие. - 3-е изд., перераб. и доп./ А.Ф.Вадюнина, З.А.Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.), в конструкции которого положен принцип сжатия пружины под влиянием сопротивления, оказываемого почвой плунжеру. Вращением рукоятки твердомера погружают плунжер в почву на заданную глубину. Для извлечения плунжера из почвы рукоятку вращают в обратную сторону. Глубина погружения плунжера в почву определяется по миллиметровым делениям, нанесенным на внешней стенке стойки. Процесс контроля твердости почвы осуществляется самопишущим приспособлением.A device for measuring the soil hardness of the VISKHOM design (Vadyunina, A.F., Korchagin, Z.A. Methods of studying the physical properties of soils [Text]: study guide. - 3rd ed., Rev. And add. / A. F. Vadyunina, Z. A. Korchagina. - M.: Agropromizdat, 1986. - 416 p.), The design of which is based on the principle of compression of the spring under the influence of resistance exerted by the soil to the plunger. The rotation of the handle of the hardness tester immerses the plunger in the soil to a predetermined depth. To remove the plunger from the soil, the handle is rotated in the opposite direction. The depth of immersion of the plunger in the soil is determined by millimeter divisions plotted on the outer wall of the rack. The process of controlling the hardness of the soil is carried out by a self-recording device.

Недостатками известного твердомера являются трудоемкость и ограниченность его использования для получения подробного мониторинга характеристик поля в системе точного земледелия.The disadvantages of the known hardness tester are the complexity and limitations of its use to obtain detailed monitoring of the field characteristics in the precision farming system.

В твердомере необходима тарировка пружин и периодическое построение тарировочных кривых, так как жесткость пружин не постоянна.In the hardness tester, calibration of the springs and periodic construction of calibration curves are necessary, since the stiffness of the springs is not constant.

Процесс построения кривых твердомера, использование их при обработке данных, снятых при измерении и вычислении твердости почвы, и получение информации обусловлено также большим объемом работы. Для автоматизации процесса измерения твердости почвы предлагается устройство, схема которого приведена на фигуре 1.The process of constructing hardness gage curves, their use in processing data taken during the measurement and calculation of soil hardness, and obtaining information is also due to the large amount of work. To automate the process of measuring soil hardness, a device is proposed, a diagram of which is shown in figure 1.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса с основанием 1, реверсивного электродвигателя с редуктором 2, шестерни 3, зубчатой рейки 4, тензометрического датчика 5, штока 6, плунжера 7, инкрементального роторного энкодера осевого типа 8, оптопар 9 и указателя 10.The proposed device consists of a housing with a base 1, a reversible electric motor with a reducer 2, gear 3, a gear rack 4, a strain gauge 5, a rod 6, a plunger 7, an incremental rotary encoder of axial type 8, optocouplers 9 and pointer 10.

Работа устройства осуществляется реверсивным электродвигателем с редуктором. Электродвигатель питается от аккумуляторной батареи. Передача вращательных движений от реверсивного электродвигателя, редуктора и шестерни обеспечивает относительно корпуса возвратно-поступательное движение соединенных между собой зубчатой рейки, тензометрического датчика, штока и плунжера.The device is operated by a reversible electric motor with a gearbox. The electric motor is powered by a battery. The transmission of rotational movements from the reversible electric motor, gearbox and pinion provides reciprocating motion of the gear rack, strain gauge, rod and plunger relative to the housing.

Под действием сопротивления почвы через шток и плунжер давление передается на силоизмерительный тензометрический датчик, который формирует сигналы пропорционально твердости почвы на заданных уровнях пахотного слоя. Линейная скорость погружения штока и плунжера в почву согласована с окружной скоростью отверстий на диске оптронного датчика.Under the action of soil resistance, pressure is transmitted through a rod and plunger to a force-measuring strain gauge sensor, which generates signals proportionally to soil hardness at predetermined levels of the arable layer. The linear speed of immersion of the rod and plunger in the soil is consistent with the peripheral speed of the holes on the disk of the optocoupler sensor.

Электрические сигналы с силоизмерительного тензометрического и оптронного датчиков усиливаются соответствующими электронными усилителями, подаются в аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллерный блок СЗУ с энергонезависимой памятью для последующей обработки результатов опытов на ЭВМ.Electrical signals from the load-measuring strain-gauge and optocoupler sensors are amplified by the corresponding electronic amplifiers, fed to the analog-to-digital converter and microcontroller block of the SZU with non-volatile memory for subsequent processing of the results of computer experiments.

Предлагаемое устройство предназначено для его установки на мобильном средстве (например, квадроцикл).The proposed device is intended for installation on a mobile vehicle (for example, an ATV).

Преимущества предлагаемой полезной модели заключаются в автоматизации процессов измерения твердости почвы и информационном обеспечении ресурсосберегающих технологий.The advantages of the proposed utility model are the automation of the processes of measuring the hardness of the soil and the information support of resource-saving technologies.

Claims

A device for measuring soil hardness, including a housing with a base, a mechanism for immersing a rod with a plunger in the soil, means for measuring the working process and soil resistance to the plunger, characterized in that a reversible electric motor with a gearbox is used to reciprocate the gear rack and rod with the plunger, An axial incremental rotary encoder is installed to measure the speed of plunger immersion in the soil, and to control the range of plunger immersion in the soil and measure force The soil in the plunger is equipped with optocouplers and a strain gauge sensor.