186306. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus kijelzésű nyomószonda a mezőgazdasági művelés alatt álló talajok tömörségének helyszini vizsgálatára
3 186306 4 A találmány tárgya elektronikus kijelzésű nyomószonda a mezőgazdasági művelés alatt álló talajok tömörségének helyszíni vizsgálatára. Hasonló célra már ismeretesek különféle berendezések, amelyekkel a talaj tömörségét, s így közvetve víztartalmát a helyszínen meg lehet határozni. Az ismert megoldások jellemzője, hogy a mérésnél a talajba alkalmasan megválasztott alakú szondát kényszerítenek és a szonda benyomásához szükséges erő értékét mérik. További ismert megoldásoknál a szondára ható nyomóerőt és a hozzá tartozó benyomódási mélységet mechanikai áttételekkel folytonosan meghatározzák és mechanikus írószerkezettel analóg módon kijelzik. Ezen ismert megoldások tulajdonsága, hogy a nyomóerő és a hozzá tartozó benyomódás értékét nem minden esetben határozzák meg függvényszerűen, azon berendezések pedig, amelyek ezt biztosítják, mechanikailag igen bonyolultak és kevéssé alkalmasak a terepen sorozatban végzett gyors vizsgálatokra. Az alkalmazott írószerkezetek ugyanis igen zavarérzékenyek, mert alapvetően helyhez kötött üzemmódra készültek, s természetesen méretük és súlyuk is ennek megfelelően nagy. A találmány célja a talaj tömörségének, illetve közvetve nedvességtartalmának meghatározására alkalmas elektronikus kijelzésű nyomószonda létrehozása, amely az ismert megoldásoktól eltérően egyszerű mechanikai felépítésű, az ismételt sorozatos igénybevételt jól elviseli és a környezeti hatások iránt nagymértékben érzéketlen, de ugyanakkor biztosítja a nyomóerő és a hozzá tartozó mindenkori benyomódás értékének vizuális megjelenítését a helyszíni értékelés lehetővé tételére. A fenti cél elérése esetén a talaj vízháztartása a jelenlegi gyakorlatnál könnyebben és jóval szélesebb körben vizsgálható, ez pedig a mezőgazdasági termelés hatékonyságát növeli. A találmány feladata az önmagában ismert mechanikus nyomószonda, amelynek elmozdulásjelzője és erőmérő eleme van, olyan kialakítása és elektronikus egységekkel oly módon történő kiegészítése, hogy a kialakított berendezéssel a fenti cél megvalósítható legyen. A találmány szerint a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy az elektronikus kijelzésű nyomószondában talppal ellátott megvezető elem, valamint cserélhető fejjel ellátott nyomószár van elhelyezve, a megvezető elem a megvezető elem és a nyomószár relatív elmozdulását érzékelő elmozdulás érzékelőhöz van csatlakoztatva, a nyomószárba pedig erőérzékelő van beiktatva, az elmozdulásérzékelő első átalakítóval, az erőérzékelő második átalakítóval van összekötve, amelyek kimenetei kijelzést vezérlő egység bemeneteire vannak csatlakoztatva, a kijelzést vezérlő egység kimenete pedig kijelző bemenetére van kötve, továbbá célszerűen az elmozdulás érzékelő a megvezető elemre felerősített első mágnest, az első átalakító pedig első reed érintkező sort, az erő érzékelő az egyik végén további mágnessel ellátott rugót, a második átalakító pedig második reed érintkező sort tartalmaz, a rugó másik vége pedig a második reed érintkező sorral össze van erősítve. A találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda egyik előnyös kiviteli alakjánál a kijelző tárolóval ellátott világító dióda mátrix. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon lévő ábrák alapján részletesebben ismertetjük. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda tömbvázlata, a 2. ábra pedig a találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda különösen előnyös kiviteli alakjának tömbvázlata, a 3. ábra a találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda példakénti szerkezeti kialakítása. A 3. ábra szerint a találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda 3 talpból, 4 megvezető elemből, 2 cserélhető fejből, 1 nyomószárból, 6 elmozdulásérzékelőből, 5 erőérzékelőből, 9 első átalakítóból, 10 második átalakítóból, 7 kijelzést vezérlő egységből és 8 kijelzőből áll. A 3 talp a 4 megvezető elemmel, ez pedig a (4) megvezető elem és az 1 nyomószár relatív elmozdulását érzékelő 6 elmozdulásérzékelővel van összekötve, amely utóbbi a 9 első átalakítóhoz csatlakozik. A 2 cserélhető fej 1 nyomószárral van összekötve, ebbe pedig 5 erő érzékelő van beiktatva, amely utóbbi a 10 második átalakítóhoz csatlakozik. A 9 első átalakító és a 10 második átalakító kimenetei a 7 kijelzést vezérlő egység bemeneteire vannak kötve. A 7 kijelzést vezérlő egység kimenete a 8 kijelző bemenetéhez van csatlakoztatva. Az ábra szerint a 6 elmozdulásérzékelő a 4 megvezető elemre felerősített 11 első mágnest, a 9 első átalakító pedig 12 első reed érintkező sort, továbbá az 5 erő érzékelő egyik végén további mágnessel ellátott (13) rugót, a 10 második átalakító pedig 14 második reed érintkezősort tartalmaz, a 13 rugó másik vége pedig a 14 második reed érintkező sorral van összeerősítve. Az 1. és 2. ábrák a már ismertetett elemek tömbvázlatszerű elrendezését ábrázolják. A találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda működését a fentebb ismertetett 1., 2. és 3. ábra alapján az alábbiakban részletesebben ismertetjük. A mérés kezdeténél a 3 talpat és a 2 cserélhető fejet a talajra helyezzük, majd megfelelő ütemben a szondát a talajba nyomjuk. A 3 talp a talaj felszínén marad és a 4 megvezető elem közvetítésével a 2 cserélhető fej és az 1 nyomószár relatív elmozdulását a 6 elmozdulásérzékelőhöz továbbítja. Az 1 nyomószár a 2 cserélhető fej benyomásához szükséges erőt az 5 erőérzékelőhöz továbbítja. A 6 elmozdulásérzékelő és az 5 erőérzékelő jelét a 9 első átalakító és a 10 második átalakító — célszerűen digitális — elektromos jellé alakítja. A 7 kijelzést vezérlő egység a 9 első átalakítóból és a 10 második átalakítóból kapott jelnek megfelelően vezérli a — célszerűen mátrix alakjában kialakított — 8 kijelző működését. Ily módon a 8 kijelző kijelzi a mindenkori elmozdulás értékénél fennálló nyomóerőt, tehát a talaj tömörségére jellemző függvényt. A 8 kijelző célszerűen tárolóval ellátott világító diódás mátrix alakjában van kialakítva, tehát a karakterisztika világító fénypontok sorozataként jeleníthető meg és gyakorlatilag tetszőleges ideig tárolható, majd a következő mérés előtt törölhető. Adott esetben törlés előtt a karakterisztika fényképezéssel egyszerűen rögzíthető. A találmány szerinti elektronikus kijelzésű nyomószonda 2. és 3. ábrán ismertetett kiviteli alakjánál a 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 56 3
