نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری
2 استاد دانشکده مهندسی بیوسیستم پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
3 استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی
چکیده
یکی از مقولههای مهم در کشاورزی، فشردگی خاک است. برای اندازهگیری این پارامتر، روشهای متعددی وجود دارد. یکی از این روشها، اندازهگیری میزان نیروی مورد نیاز در واحد سطح برای نفوذ یک مخروط فولادی با ابعاد استاندارد و با سرعت ثابت است. این پارامتر «شاخص مخروطی» نامیده میشود. برای اندازهگیری شاخص مخروطی از دستگاه نفوذسنج استفاده میشود. در این تحقیق یک دستگاه نفوذسنج پشت تراکتوری پس از طراحی، ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. این دستگاه شامل پنج قسمت قاب، واحد محرک هیدرولیکی، مبدل نیرو (لودسل)، واحد اندازهگیری عمق، و سیستم تحصیل اطلاعات است. دستگاه قابل نصب بر اتصال سه نقطة تراکتورهای گروه III است و سیستم هیدرولیک آن میتواند سرعت ثابت مورد نیاز (3 سانتیمتر بر ثانیه مطابق با استاندارد ASAE, S313.3) را تأمین کند. در این دستگاه برای اندازهگیری نیرو از مبدل تیری یک سرگیردار و برای اندازهگیری عمق از حسگر فرستنده و گیرنده نوری استفاده شده است. برای دریافت و ذخیرة دادهها، سیستم تحصیل اطلاعات با استفاده از میکروکنترلر طراحی و ساخته شد. در مرحلة ارزیابی دستگاه، با مقایسة دادههای دستگاه پشت تراکتوری با دادههای دستگاه دستی Eijkelkamp مشخص شد که در سطح اطمینان 95 درصد اختلاف معنیداری بین آنها وجود ندارد. سرانجام اینکه کارایی دستگاه قابل اطمینان و عملکرد قسمتهای مکانیکی و الکتریکی آن بدون مشکل است.
کلیدواژه‌ها
Alimardani, R. 2006. Instrumentation for Engineering Measurements. Transducers. Mandegar Pub. (in Farsi)
Anderson, G. J. and Pidgeon, H. B. 1980. A new hand-held recording penetrometer for soil studies. J. Soil Sci. 31, 279-296.
Anon, 2003a. Procedure for using and reporting data obtained with the soil cone penetrometer. ASAE standard EP542. ASAE STANDARDS. The 45th Ed. ASAE. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.
Anon, 2003b. Soil Cone Penetrometer. ASAE standard S313.3. DEC94. ASAE STANDARDS. The 45th Ed. ASAE. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.
Anon, 2003c. Three-point free-link attachment for hitching implements to agricultural wheel tractors. ASAE standard S217.11 JAN01. ASAE STANDARDS. The 45th Ed. ASAE. St. Joseph. MI 49085-9659. USA.
Bankole, A. A., Gerry, S. T. and Clark, T. 2000. Evaluation of a piezoelectric load cell for use on cone penetrometers. J. Agric. Eng. Res. 76, 205-210.
Behroozi Lar, M. and Mohtasebi, S. 2002. Power Hydraulics. Scientific Publication Center of Islamic Azad University. (in Farsi)
Boon, N. E., Yahya, A., Kheiralla, A. F., Wee, B. S. and Gew, S. K. 2005. A tractor-mounted, automated soil penetrometer-shearometer unit for mapping soil mechanical properties. Biosys. Eng. 90(4): 381-396.
Bradford, J. M. 1980. The penetration resistance in a soil with well-defined structural units. Soil Sci. Soc. Am. J. 44(3): 601-606.
Carlos, M. P. and Hopmans, W. 2001. Simultaneous measurement of soil penetration resistance and water content with a combined penetrometer-TDR moisture probe. Soil Sci. Soc. Am. J. 65, 4-12.
Cassel, D. K. 1982. Tillage effects on soil bulk density and mechanical impedance. In: Darl, D. M (Ed.) Predicting Tillage Effects on Soil Physical Properties and Processes. ASAE Special Pub. 44, 45-67.
Gohari, M. and Hemmat, A. 2005. A tractor-mounted soil cone penetrometer for mapping spatial variability of soil strength. International Agricultural Engineering Conference. Dec. 6-9. Bangkok. Thailand.
Lowery, B. 1986. A portable constant rate penetrometer. Soil Sci. Soc. Am. J. 54, 412-414.
Naderi-Boldaji, M., Alimardani, R., Sharifi, A. and Tabatabaeefar, A. 2009. Economical hand- pushed digital cone penetrometer. Int. Agrophysics. 23(1): 55-60.
Phillips, J. and Perumpral, J. V. 1983. Designing a microcomputer based data logger for a soil cone penetrometer. Agric. Eng. J. 64(6): 13-14.
Raper, R. L., Washington, B. H. and Jarrel, J. D. 1999. A tractor-mounted multiple-probe soil cone penetrometer. Appl. Eng. Agric. 15(4): 287-290.
Ronaghi, M. A. 1996. Design and construction of a cone index measuring system. M. Sc. Thesis. Faculty of Biosystems Engineering. University of Tehran. Karaj. Iran. (in Farsi)
Sudduth, K. A., Hummel, J. W. and Drummond, S. T. 2004. Comparing of the Veris Profiler 3000 to an ASAE-standard penetrometer. Appl. Eng. Agric. 20(5): 535-541.
Upadhyaya, S. K., Wulfsohn, D. and Mehlschau, J. 1993. An instrumented device to obtain traction related parameters. J. Terramechanics. 30(1): 1-20.
Wilkerson, J. B., Tompkins, F. D. and Wilhelm, L. R. 1982. Microprocessor-based tractor mounted soil cone penetrometer. ASAE Paper No. 82-5511. ASAE. St. Joseph. MI 49085-9659. USA
)