رونمایی از ماشین اتوماتیک آزمون مقاومت و نمونه¬برداری خاک در دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی خوزستان Automatic Soil Penetrologger

اولین نمونه ساخته شده ماشین در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان با حضور ریاست دانشگاه و معاون پژوهشی و فناوری رونمایی شد و مورد استقبال بازدید کنندگان قرار گرفت. طراحی، ساخت و ارزیابی این دستگاه توسط دکترنواب کاظمی و مهندس بهروز گودرزی (عضو هیات علمی و دانشجوی دکتری گروه مکانیزاسیون) انجام شد.

معرفی ماشین:

از آنجایکه شناخت میزان فشردگی و مقاومت در برابر نفوذ خاک‌های کشاورزی برای عبور ماشین‌های تهیه زمین از میان خاک و ترافیک‌پذیری رشد و توسعه ریشه، نفوذپذیری آب فراوان اهمیت دارد که همواره از طریق نفوذسنجی و اندازه‬ ‏گیری شاخص مخروطی میزان فشردگی و مقاومت خاک‌های ک شاورزی سنجیده و تحلیل می‌گردد. در نفوذسنج‏های دستی و حتی مدل‌های جدید آن‌ها ( hand penetrologger ) علاوه بر کند بودن به دلیل عدم سرعت صحیح و دقیق همواره ابهام در صحت داده‏ها را به دنبال دارد و نبود نمونه‏‬ های ماشینی و مکانیزه در داخل کشور ما را به ساخت این دستگاه سوق داد. این نمونه با اتوماسیون نسبتاً کامل و کارا به دلیل استفاده از توان الکتریکی از دقت بسیار بالایی برخوردار است. این ماشین قابلیت حمل به صورت کاملاً کششی و همچنین سوار بر تراکتور را دارد. توان کششی مورد نیاز دستگاه در مزرعه یا جاده توسط یک تراکتور سبک یا خودروی وانت تامین می‌شود. وظیفه اصلی این ماشین اندازه‌گیری میزان نیروی مقاومت خاک براساس استانداردهای شاخص مخروطی (S-313.3-ASBAE) و همچنین استخراج نمونه از خاک دست نخورده از عمق است. به‌طور کلی این ماشین شامل شاسی و اسکلت دستگاه از جنس فولاد- یک ژنراتور سرخود جهت تامین انرژی الکتریکی می‌باشد. قطعات عامل شامل: جک دو طرفه فشار دهنده، واحد نفوذسنجی مخروطی ( Cone penetration )، واحد نمونه‌برداری ( soil sampler )، تابلوی برق، سنسورهای اندازه‌گیری نیروی کششی، سرعت نفوذ و عمق، صندلی اپراتور، اتصال سه نقطه و چرخ‌های حامل و واحد الکترونیک DAS ( Data acquisition system ) که وظیفه ثبت و نمایش داده‌ها به‌صورت online و ذخیره‌سازی را دارد.

کارکرد ماشین:

۱. عملیات اندازه‌گیری مقاومت خاک به‌طور همزمان با شاخص مخروطی ( CI ) بصورت اتوماتیک و ثبت، ذخیره‌سازی و نمایش به‌صورت جدول یا گراف همزمان با فروسنجی ( Cone Penetration Testing )

۲. عملیات نمونه‌برداری از خاک‏های کشاورزی (تا عمق ۸۰ سانتی‏متر) SOIL CORE SAMPLEING

(تغییر عملکرد دستگاه از نفوذسنجی به نمونه‏برداری تنها ظرف چند ثانیه انجام می‌شود)

ظرفیت دستگاه:

• واحد تست نفوذسنجی مخروطی ( CPT ) قادر است هر یک تست را کمتر از یک دقیقه بادقت ۱/۰ تا ۱۰ مگاپاسکال انجام و ثبت کند.
• واحد نمونه‌برداری قادر است یک نمونه دست نخورده تا عمق ۸۰ سانتی و قطر ۲ سانتیمتر طی ۲ دقیقه را از زمین استخراج کند.

مزیت‌ها و کارایی ماشین:

۱. کاربری بسیار آسان و ارگونومیکی مناسب برای اپراتور

۲. دقت بسیار بالا مطابق با استاندارد بین المللی (S-313.3-ASBAE)

۳. استفاده از توان الکتریکی به دلیل دقت و سهولت در اتوماسیون داده‌برداری

۴. توانایی داده‌برداری در هر ۱ سانتی‏متر از خاک

۵. قابلیت حرکت عرضی واحد نفوذسنجی به منظور مقایسه فشردگی در جوی و پشته

۶. قابلیت نصب GPS و ثبت مشخصات جغرافیایی محل یا نقاط هر نمونه برداشت شده از خاک به‌طور online و نهایت تهیه نقشه مقاومت خاک به‌صورت offline

۷. مجهز به دو میله نفوذ برای نفوذسنجی در خاک‏های سفت و نرم

۸. مجهز به حرکت عرضی واحد نفوذ سنجی و نمونه‏برداری به میزان حدوداً ۱۴۰ سانتی‏متر دقت بسیار بالا مطابق استانداردهای بین‌المللی ASBAE

۹. ثبت همزمان online داده‌ها (عمق، مقاومت، سرعت نفوذ) و نمایش اطلاعات به‌صورت جدول و گراف روی لپ‌تاپ یا PLC

۱۰. دارای سرعت داده‌برداری تا ۱۰۰۰ داده در ثانیه

۱۱. عدم وجود مشابه در کشور

نظر به موفقیت‌آمیز بودن نتایج تست اولیه، این ماشین براساس سفارش مشتری می‌تواند کاملاً کششی و قابل حمل با خودرو یا کاملاً سوار بر تراکتورهای کوچک و سبک ساخته شود؛ همچنین با تغییرات در تامین توان، پمپ هیدرولیک و قطعات عامل قابلیت استفاده در مهندسی راه‌سازی و متناسب استانداردهای راه و ساختمان را دارد. واحد در خصوص شیوه نهایی داده‌ها، چگونگی ثبت آن‌ها، ذخیره‌سازی، نصب GPS ، یا اضافه کردن نرم‌افزار برای تحلیل داده‌ها نیز قابلی ت توسعه دارد.