Пенетрометр для почвы это

Пенетрометр почвенный

Пенетрометр — прибор для измерения плотности почвы от поверхности до глубины в 45 см, по горизонтам.

Излишне уплотненная почва ограничивает нормальное проникновение воды, воздуха и питательных веществ к корневой системе, что приводит к ослаблению ростовых процессов всего растения и снижению урожайности. В таких почвах снижается скорость воздухообмена и минерализации азота.

С помощью Пенетрометра можно определить:
— Есть ли уплотнения в почве, насколько они серьезны и какова их глубина;
— Насколько глубоко прорабатывается почва и есть ли необходимость в углублении культивации;
— Насколько глубоко может нормально расти корневая система растения;
— Какое лучшее решение существует для устранения проблемы уплотнения.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Щуп выполнен из нержавеющей стали с насечками для определения глубины проникновения в почву (7,6 см; 15,2 см; 22,9 см; 30,5 см; 38,1 см; 45,7 см).
Диапазон измерений от 0 до 500 psi (фунтов на кв.дюйм), соответственно 0–3500 кПа или кН/м2.

Для удобства пользования прибором круговой индикатор имеет цветовую шкалу:
— Зеленая полоса (0-200 psi) – нормальный рост корневой системы;
— Желтая полоса (200-300 psi) – средний рост;
— Красная полоса (300 и более psi) – плохой рост корневой системы.

В комплект прибора входит два наконечника: ½ дюйма — для проведения измерений в плотном грунте и ¾ дюйма – для мягкого грунта. На цветном индикаторе циферблата соответственно две шкалы для одного и другого наконечника.

ООО «ТД АгроМастер» © 2012 Все права защищены.
Любое распространение, копирование или иное использование размещенных материалов и приложений к сайту строго запрещено.

Источник

Грунтовый пенетрометр ПСГ-МГ4

Грунтовый пенетрометр — это инструмент, используемый для проверки уровня уплотнения и уклона почвы. Данным прибором измеряют сопротивление грунта в кПа, давая представление о том, насколько уплотнена почва. С уменьшением этого параметра улучшается снабжение почвы кислородом, а корни растений, питательные вещества и вода легче проникают в грунт.

Устройство и принцип действия

Существует две формы уплотнения грунта: поверхностная и подземная. Поверхностное уплотнение может быть частично облегчено в результате обычных операций по обработке почвы, в то время как подповерхностное уплотнение почвы обычно сохраняется на прежнем уровне.

Функциональное назначение пенетрометра – определить усилие, необходимое для силового проталкивания измерительного элемента в грунт. Это усилие и является мерой уплотнения почвы.

По весу и габаритам пенетрометры подразделяются на стационарные и переносные.

Ключевыми частями грунтового пенетрометра являются:

Металлический стержень.
Сменные конусные наконечники из нержавеющей стали (в комплекте). Угол конуса варьируется в зависимости от характеристик почвы.
Приводной вал для подъёма/опускания наконечника.
Измерительный элемент (ранее для этих целей использовался манометр, теперь – тензометрический датчик, как, например, в грунтовом пенетрометре ПСГ-МГ4).
Аккумуляторный блок питания.
Ручки, на которых закреплён измерительный дисплей, отградуированный по величине давления.

В некоторых моделях имеется возможность имитации наличия почвенных корней, что позволяет дать более объективную оценку показаниям прибора. Для улучшения точности приводной вал выполняется диаметром, меньшим, чем основание конуса наконечника.

Порядок применения

Показания, полученные с помощью пенетрометра, называются индексом конуса. Измерения должны производиться при нормальном состоянии почвы (примерно через 24 часа после дождя).

Лучшее время года для измерения уплотнения — весна, поскольку зимой грунт обычно увлажняется естественным путём. Если почва слишком влажная (грязная), уплотнение может быть недооценено, потому что почва выступает аналогом особо вязкой жидкости. Наоборот, если почва слишком сухая, плотность грунта окажется чрезмерно низкой, ибо имеющихся корней в этом случае немного.

Идея использования пенетрометра в полевых условиях заключается в том, чтобы определить наилучшую плотность почвы, при которой произрастание корней окажется максимальным. В течение вегетационного периода корни проникают в грунт, имея наименьшее сопротивление проникновению.

Стержень пенетрометра следует перемещать в почве со скоростью примерно 20…25 мм/с. При этом показания дисплея фиксируются на уровне, соответствующем вершине уплотненной зоны. Продолжая вводить измерительную штангу, определяют участок, на котором давление начинает снижаться. Это — дно уплотнённой зоны.

Критерием однородности грунта является разность показаний двух зон (обычно верхней границей считается давление 2000 кПа). Если такой разности не установлено, уплотнение почвы отсутствует, либо некритично.

Индекс конуса должен измеряться в соответствии с рельефом местности, который должен учитывать такие факторы, как колёсную колею, ряды растений и т.п.

Технические характеристики

Рассматриваются применительно к грунтовому пенетрометру типа ПСГ-МГ4, который входит в число приборов, внесённых в Государственный реестр Российской Федерации:

предел усилий проталкивания, Н – 100…950;
диапазон измеряемых сопротивлений грунта , кПа – 500…3000;
модуль Юнга для измеряемых грунтов, МПа – 20…150;
изменение угла конусного наконечника, град – 15…45;
коэффициент относительного уплотнения – от 0,5 до 1.1;
количество измерительных циклов без подзарядки – 1000;
способ передачи информации – USB-кабель;
питание батареи, В, не более — 3;
масса прибора, кг – 3.

Схожий принцип действия имеют динамические плотномеры Д-51, однако такими приборами измеряют не статическое, а динамическое сопротивление грунта, что важно, например, перед оценкой трудоёмкости операций по бурению скважин.

Источник

Пенетрометр – устройство и назначение

Пенетрометр – незаменимое оборудование для инженерно-геологических исследований, позволяющие изучить плотность грунтовой основы на разных глубинах. Использование пенетрометра дает возможность проконтролировать прочностные качества породы перед возведением широкого ряда жилых и промышленных объектов.

В связи с возникновением новых технологий и ростом популярности свайных фундаментов, определение характеристик грунта перед началом строительства приобретает решающее значение. Грамотные инженерно-геологические изыскания позволяют определить плотность грунта в основе будущего сооружения, наличие слоев твердых пород и водоносных пластов.

Одним из самых широко распространенных, мобильных и экономичных типов оборудования для анализа характеристик грунта является пенетрометр – прибор, широко используемый в промышленности и строительстве для определения коэффициентов плотности и сопротивляемости различных материалов.

Основные направления использования пенетрометров для грунта

Анализ консистенции породы и модуля ее упругости;
Контроль показателей уплотнения почвы;
Оценка несущей способности грунта;
Анализ прочности отдельных слоев грунта;
Определение статического сопротивления грунта.

Устройство пенетрометра

Основными частями пенетрометра являются горизонтальный столик, вертикальный шток со стандартным наконечником, а также измерительная шкала и система спуска, приводящая в движение наконечник. Современные пенетрометры от крупных брендов в большинстве случаев оснащаются гидравлическим приводом и электрическим либо бензиновым двигателем, имеют электронный дисплей, энергонезависимую память и USB-порт для связи с ПК. Режимы измерения и сохранения значения конечной силы пенетрации, а также вычисление параметров грунта проводятся автоматически.

Основной принцип работы любого пенетрометра заключается в определении показателя проницаемости грунта на основе таких данных, как глубина погружения в почву стандартного инструмента при подаче на него точно определенной нагрузки. Большинство современных приборов измеряют проницаемость в долях миллиметра, что позволяет составить подробный профиль грунтовых слоев на участке и выбрать оптимальную глубину для ввода грунтоцементных или буронабивных свай, шпунта и других конструкций.

Грунтовые пенетрометры подразделяются на статические, работающие по принципу статического задавливания, и динамические, в которых измерительный инструмент погружается в грунт серией ударов. Еще одним отличием между пенетрометрами является размер иглы-наконечника (как правило, представляет собой конус с вершиной от 30 до 60°).

Виды пенетрометров

Пенетрометры на сварной раме
Главным достоинством пенетрометров на сварной раме является уникальное сочетание достаточно высокой точности измерений и компактных размеров, позволяющих перевозить прибор в трейлере или небольшой грузовой машине. Большинство моделей оснащены колесами для удобства перемещения и работают за свет отдельного силового блока, также размещенного на базе с колесами. Перед началом работ небольшие по размерам модели пенетрометров на раме типа GeoMil 100kN фиксируются в грунте с помощью анкерных крепежей;
Пенетрометры-автоприцепы
Модели пенетрометров, выполненные в виде компактного автоприцепа, отличаются универсальностью и могут успешно использоваться для механического и электрического зондирования в самых разных геологических условиях. Благодаря наличию специальной крепежной рамы, смонтировать пенетрометр-прицеп можно практически на любой базе (грузовая платформа, палуба баржи, экскаватор-погрузчик). Гидропривод пенетрометров-автоприцепов наподобие популярной модели GeoMil 200kN работает за счет дизельного силового блока, который легко перемещается с помощью погрузчика или крана;
Пенетрометры на автошасси
Пенетрометры на базе тяжелого грузового транспорта специально разработаны для проведения комплексного зондирования при строительстве малых и средних объектов. Благодаря высокой проходимости, модели на автошасси идеально подходят для использования на удаленных строительных площадках, где требуется провести геологические исследования высокой точности. Один из самых популярных гидравлических пенетрометров на автошасси – модель для статического зондирования GeoMil 200kN, которую можно смонтировать на базе любого автотранспорта соответствующей грузоподъемности.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

Приборы для точного земледелия. Измерение кислотности и плотности почвы

Одним из наиболее важных параметров в растениеводстве является рН — кислотность почвы.

Одним из наиболее важных параметров в растениеводстве является рН — кислотность почвы. Измерение pH в почве является важной процедурой, поскольку этот показатель напрямую влияет на относительную доступность питательных веществ почв и, как следствие, на потенциал урожайности. Количество присутствующих в почве элементов зависит от ее происхождения и от содержания в ней органических веществ, являющихся источником питательных элементов. Питательные вещества почвы существуют как в виде сложных, нерастворимых комплексов, так и в простых формах, растворенных в почве и доступных растениям. Сложные формы должны быть подвергнуты разложению на более простые и доступные формы, чтобы принести пользу растению.

Из-за неправильной кислотности часть важных питательных элементов могут плохо усваиваться растением, а то и вовсе блокироваться. Если pH находится вне пределов приемлемого диапазона, то урожай будет низким. Как измерить кислотность почвы и повысить потенциал урожайности культур? На сегодняшний день на рынке России существует несколько приборов для измерения pH в почве. Простейший прибор позволяет проводить измерение кислотности зондированием почвы.

Проведение измерений:

1. Уберите любые препятствия мешающие проведению измерений (например, почва на поверхности, трава, листья и камни). Если почва сухая или же содержит много удобрений, то смочите ее водой и оставьте на 25-30 минут до начала проведения измерений уровня pH.

2. Перед проведением измерений тщательно очистите металлическую поверхность электрода прибора мягкой салфеткой. Перед первым применением (новый прибор) рекомендуется погрузить его несколько раз в почву, это поможет удалить с поверхности прибора вероятные масляные пятна, которые могут повлиять на точность измерений уровня кислотности pH и влажности.

3. Для проведения измерений опустите pH-метр в исследуемую почву. Металлическая поверхность электрода должна полностью находиться в земле. Слегка утрамбуйте почву так, чтобы она плотно прилегала к поверхности металлического электрода прибора. Спустя 10 минут после погружения pH метра в почву на дисплее прибора отобразится значение уровня pH или влажности. Иногда прибор может показывать разные значения в зависимости от состояния почвы, плотности ее прилегания к металлической поверхности электрода, влажности и т.д. В связи с этим рекомендуется провести несколько измерений и применить среднее арифметическое значение.

4. После проведения измерений протрите металлическую поверхность электрода прибора мягкой салфеткой для удаления остатков почвы, загрязнений и влаги.

Нормальная кислотность для большинства растений составляет около 7ph, то есть если прибор показывает от 6 до 8, то волноваться не стоит, у почвы нормальная кислотность. Если прибор показывает 5 или 4ph, то кислотность почвы повышена.

Повышенная кислотность почвы не позволяет растениям усваивать многие необходимые элементы, а мы продолжаем их подкармливать удобрениями которые дают кислотную реакцию и растению только хуже, при повышенной кислотности почвы нужно применять удобрения с щелочной или нейтральной реакцией и проводить агроприемы по понижению кислотности.

Усваиваемость железа, марганца и цинка становится меньше по мере увеличения pH от 6,5 до 7,5. Молибден и фосфор, с другой стороны, присутствует в почвах с более высоким уровнем pH. Почва с очень высоким уровнем pH оценивается наличием углекислоты (HCO3), которая может присутствовать в почве в достаточных количествах для того, чтобы поглощать другие ионы, и таким образом вредить оптимальному росту растений.

В последнее время все большую популярность среди фермеров приобретают универсальные рН/ЕС-метры, которые позволяют получить более точные данные не только рН почвы, но и ее электропроводности (качественный показатель содержания в почве минеральных веществ).

Этот прибор и его аналоги широко применяются в растениеводстве, в его работе используется ионометрический метод определения рН. Этот метод основан на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов Н+ в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН.

Данный прибор позволяет измерить другой, важный для успешного растениеводства показатель — электропроводность почв. Ее вычисляют по измеренному сопротивлению. Для этого готовят раствор электролита, электропроводность которого известна Xv. измеряют его спротивление Rv в данном сосуде и затем вычисляют константу датчика при известной температуре. Затем, с помощью датчика измеряется сопротивление почвы и с помощью температурных коэффициентов вычисляется электропроводность почвы.

Измерение плотности почвы

Одним из важнейших свойств, влияющих на урожайность сельхозкультур, является плотность почвы. С переуплотнением почвы и «плужной подошвы», как результатом многолетнего применения вспашки, сегодня сталкиваются многие аграриям. Но решить проблему уплотнения, пока не определены его зоны и глубина «плужной подошвы», невозможно.

По мнению ученых, возникновение уплотнений возможно при любом типе почвы. При вспахивании и обработке почвы колеса тяжелой сельскохозяйственной техники давят на поверхность почвы. При постоянном давлении частицы почвы плотнее прилегают друг к другу и заполняют воздушные промежутки, образуя в местах движения техники мощное уплотнение почвы — «плужную подошву». Уплотнения препятствуют поступлению влаги и нормальному развитию корневой системы культур.

Одни типы почв подвержены риску возникновения уплотнений в большей степени, чем другие. При движении техники по поверхности, уплотненный слой почвы будет постоянно утолщаться.

Рис. 1. Определение плотности почвы с помощью измерителя плотности почвы

Согласно результатам многолетних исследований зарубежных и российских ученых, переуплотнение почвы сильно влияет не только на урожайность сельхозкультур, но и рентабельность сельхозпроизводства в целом. Обработка уплотненной почвы требует больших усилий, временных и денежных затрат. Большинство фермеров знают о проблеме уплотнения, но не могут точно определить, где находится уплотненный слой. Попытки найти уплотнения почвы и разрушить плужную подошву при помощи более глубокого вспахивания — это пустая трата сил, времени и денег. К сожалению, сегодня практически отсутствуют экспресс-методы определения плотности почвы, а используемый в сельскохозяйственной практике определения плотности почвы метод «вырезных цилиндров» не только трудоемок, но и требует длительного времени для получения конечного результата.

В последнее время на российском рынке появилось несколько приборов для измерения плотности почвы – плотномеров, которые условно разделяются на два типа: механические и ультразвуковые.

Простой и удобный в работе пенетрометр может не только обнаружить уплотнение почвы, помочь увеличить урожай и уменьшить затраты. С помощью измерителя плотности почвы можно проводить определение плотность почвы; способствовать развитию корневой системы; повысить эффективность минеральных удобрений; обеспечить проникновение влаги в глубокие слои почвы и избежать застоя влаги в поверхностных слоях.

Как работает механический измеритель плотности:

1. Проверить плотность почвы необходимо до проведения операций по ее обработке.

2. Введите щуп пенетрометра медленно в землю с постоянным усилием.

3. Индикатор даст показания в фунтах на квадратный дюйм — это величина усилия, для проникновения в почву или значение плотности.

4. Запишите значения плотности на различных уровнях, отмечая уровни, где усилие сначала увеличивается, а потом уменьшается, т.е. определите слои уплотнения.

5. Проведите несколько измерений в одной и той же зоне для получения наилучшего результата.

6. Проверьте несколько зон. Обратите внимание на то, что влажность почвы может влиять на показания прибора. Когда содержание влаги в почве высоко, данные могут казаться обманчиво низкими. И наоборот, когда почва сухая, то измерения могут оказаться завышенными.

Более точно определить уплотнение почвы позволяет измеритель уплотнения почвы с ультразвуковым датчиком глубины (например, модель SC 900 / SC 900 Soil Compaction Meier).

Этот прибор измеряет сопротивление проникновению с помощью динамометра, дополнительно измеряя глубину проникновения щупа с помощью ультразвукового датчика. При погружении щупа датчик посылает импульсы, улавливает отраженные от почвы импульсы и по временной разнице рассчитывает дистанцию. Получает данные о плотности почвы с каждых 2,5 см глубины. Уплотнение измеряется и отображается на дисплее в PSI (фунт/сила на квадратный дюйм) или в кПа. Запоминающее устройство и порт RS-232 позволяют производить измерение уплотнения почвы с привязкой к координатам местности. Память устройства хранит до 772 профилей (или 579, если используется функция GPS). Включает в себя также кабель подключения к компьютеру для загрузки данных.

Мониторинг плотности почвы на поле является одной из составляющих технологии «точного земледелия». GPS сегодня открывает возможность собирать информацию по состоянию почвы в любой точке поля и принимает решения по выбору технологии механического воздействия, направленного на создание «оптимальной плотности почвы поля». Для подключения GPS приемника требуется 2 кабеля: GPS/DGPS кабель и последовательный интерфейсный кабель.

Источник