پروژه مشترک ساخت دستگاه تمام اتواتیک اندازه گیری هدایت هیدرو لیکی اشباع خاک(KS) به روش بار افتان با نام تجاری (KS6)

پروژه مشترک ساخت دستگاه تمام اتواتیک اندازه گیری هدایت هیدرو لیکی اشباع خاک(KS) به  (KS6)

تعین نفوذ پذیری آب در خاک به روش بار افتان

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک از اهمیت بالایی در شناخت و مدل سازی پدیدیه های هیدرولوژیکی مزرعه برخوردار است. برای تخمین هدایت هیدرولوژیکی اشباع خاک (ks) در مناطقی که سطح آب زیرزمینی پایین است، روش های متعددی وجود دارد. از جمله این روش ها، روش بار افتان که یکی از روش های سریع اندازه گیری هدایت هیدرولوژیکی در محیط های آزمایشگاهی می باشد که حجم آب مورد نیاز آن کم بوده و حمل و نقل تجهیزات نمونه برداری آن آسان می باشد. در این آزمایشها با اندازه گیری دبی آب وارد شده یا خارج شده از نمونه اشباع شده در مدت زمان مشخص ضریب نفوذ‌پذیری بدست می‌آید. از این رو، این روش برای تفصیل در نمونه برداری ها و تعدد نمونه برداری در گستره های وسیع روش بسیار مناسبی است.
q : حجم آب عبوری از ستون خاک در واحد زمان
k: هدایت هیدرولیکی
: اختلاف پتانسیل هیدرولیکی
l: طول مسیر آب در داخل خاک
اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به روش بار افتان
معرفی طرح :
اندازه گیری هدایت هیدرو لیکی و نفوذ پذیری آب در خاک (ks) به روش بار افتان از خواص مهم در هیدرولوژی ، زهکشی خاک ، مکانیک خاک و مدیریت آب بشمار می‌آید. بااین روش آزمایش واندازه گیری (ks) محققین پی به نفوذ پذیری خاک یا به عبارت دیگر توانایی خاک در هدایت و انتقال آب می‌برند. . وبا بدست آوردن میزان نفوذ پذیری آب در خاک به روش بار افتان (ks) می‌توانند مدیریت بهینه آب و عملیات زهکشی مناسب در سطح مزارع کشاورزی را انجام دهند.
شرح و بیان مختصری از طرح :
این دستگاه برای اولین بار در ایران بصورت کاملا“دیجیتالی با قابلیت اتصال به کامپیوتر و با استفاده از نرم افزار ویژه تحت ویندوز با دریافت داده های اندازه گیری شده بصورت پیوسته (آنلاین)و محاسبه و پردازش داده ها و ذخیره آن در بانک اطلاعاتی و ارائه گزارش های متنوع وهمچنین ارسال دادههای محاسبه شده به سامانه تحت وب که از طریق سایت اینترنتی شرکت معین رایانه شمال قابل دسترسی مشتریان می باشد. با همکاری و حمایت موسسه تحقیقات برنج کشور در شرکت معین رایانه شمال طراحی و ساخته شده است.
اهداف طرح :
هدف از ساخت دستگاه دیجیتالی اندازه گیری هدایت هیدرو لیکی اشباع خاک به روش بار افتان در مقایسه با نمونه های دستی ساخته شده خارجی را می توان به موارد زیر اشاره کرد: وابسته نبودن به فناوری خارجی و استفاده از فناوری بومی کشور ، جلوگیری از خروج ارز از کشور افزایش دقت و سرعت زیاد در اندازه گیری نمونه ها ، اندازه گیری بطور همزمان شش نمونه هدایت هیدرو لیکی اشباع خاک (ks) ، ایجاد بانک اطلاعاتی برای دسته بندی کردن داده ها با قابلیت دسترسی تحت وب ، صرفه جویی در زمان و نیروی انسانی و همچنین سهولت استفاده از دستگاه در مقایسه با سیستم های موجود.
ضرورت و دلایل اصلی اجرای طرح :
ضروریات اجرای این طرح ، ممانعت از خرید دستگاه های مشابه و عدم وابستگی به فناوری خارجی و جلوگیری از خروج ارز از کشور را می توان اشاره کرد و نیز با توجه به قابلیت های جدید دستگاه نسبت به مشابه خارجی توانایی آزمایش انواع بافت خاک را دارا بوده وهمچنین کارشناسان و محققین می‌توانند با اعتماد بیشتری نسبت به نتایج دقیق و هوشمند دستگاه تکیه کنند. با بدست آوردن میزان نفوذ پذیری آب در خاک به روش بار افتان (ks) می‌توان مدیریت بهینه آب و عملیات زهکشی مناسب در سطح مزارع کشاورزی را انجام داد.
امکان استفاده و کاربرد آن:
امکان استفاده از دستگاه فوق علاوه بر آزمایشگاههای تحقیقات کشاورزی ، با توجه به انعطاف پذیری آن در آزمایشگاههای مکانیک خاک و مهندسی آب و خاک نیز کاربرد دارد.
هدف این آزمایش تعیین نفوذ پذیری یا به عبارت دیگر تعین میزان قابلیت خاک در عبور دهی آب در مدت زمانهای مشخص می باشد نتایج خروجی این دستگاه در راهسازی ، ساختمان سازی ، سدسازی ،زهکشی فرودگاهها ، مزارع کشاورزی و مناطقی که تراز آب زیر زمینی بالاست وهمواره مهم ومد نظر کارشناسان ومحققین مرتبط می‌باشد استفاده می گردد.
درصد پیشرفت طرح :
دستگاه فوق بطور کامل طراحی و ساخته شده و تا کنون چندین نمونه خاک با بافت های مختلف توسط این دستگاه بمدت یکسال تحت آزمایش قرار گرفته و عملکرد دقیق نتایج آن مورد تأئید وقبول کارشناسان علوم خاک قرار گرفته است.
- نمای کلی بخشهای دستگاه و ارتباط
اجزای تشکیل دهنده دستگاه:
۱- مدار حفاظتی وکنترل برق شهر و مدار استابلایزر جهت تشخیص و تثبیت برق ورودی دستگاه .
۲- منبع تغذیه سوئیچینگ با راندمان بالا جهت تغذیه کل مدارات دستگاه.
۳- مدار میکرو کنترلی اصلی (mainboard) جهت پردازش داده ها و هدایت کلی دستگاه
۴- مدار کنترل سطح مایع با دقت بالا
۵- مدار میکروکنترلی جهت تشخیص آب ورودی و کنترل آب مخازن ورودی دستگاه با نمایشگر مقدار آب داخل مخزن اصلی .
۶- مدار کنترل پمپ های ورودی آب ماژول های نمونه تحت آزمایش.
۷- مدار سنسور اندازه گیری آب ماژول های نمونه تحت آزمایش با دقت و هوشمندی بالا.
۸- مدار پورت ارتباطی جهت ارسال داده ها به کامپیوتر.
۹- مدار هوشمند تشخیص قطع برق و راه انداز مجدد دستگاه بطور خودکار.
۱۰- کامپیوتر صنعتی جهت محاسبه و پردازش داده های ارسالی از برد اصلی دستگاه و ذخیره نتایج در بانک اطلاعاتی
۱۱- سامانه تحت وب جهت نمایش داده های پردازش و محاسبه شده در فضای اینترنت جهت دسترسی به داده ها در هر موقعیت مکانی.
۱۲- ماژول اندازه گیری با محاسبه دقیق به همراه لوله شیشه ای مدرج
۱۳- رینگ نمونه برداری در اندازه محاسبه شده
۱۴- سنسور متحرک و قابل تنظیم در محدوده ۰ تا ۳ سی سی با دقت بالا.
۱۵- مخزن استیل جهت قرار گیری نمونه های تحت آزمایش جهت اندازه گیری در حالت غرقاب محاسبه شده و غیره غرقاب جهت کاربد آن در محیط های آزمایشگاه تحقیقات کشاورزی و محیط های آزمایشگاه مکانیک خاک.
۱۶- بدنه کاملا” مقاوم در مقابل آب و رطوبت بالا.
مشخصات فنی دستگاه ks6 :
1- اندازه گیری ۶ نمونه خاک بطور همزمان.
۲- ثبت داده های اندازه گیری شده با دقت زیاد و هوشمندی کامل.
۳- تشخیص خطا در آزمایش نمونه و یا وقفه در حین آزمایش و اصلاح خطا بطور خودکار.
۴- تعویض و یا اضافه نمودن نمونه خاک تحت آزمایش در حین کار بدون توقف در کارکرد دستگاه.
۵- ماژولار بودن برد های الکترونیکی دستگاه جهت سهولت در تعمیر آن درمحل نصب.
۶- دارای سیستم تشخیص قطع کامل برق شهر و ادامه روند آزمایش پس از برقراری برق شهر.
۷- مجهز به فیلتر rfi و ٍemi و رگولاتور برق شهر(stablizer) جهت جلوگیری از نوسانات برق شهر.
۸- قابلیت اتصال به رایانه از طریق پورت rs232 و ارسال داده بصورت online.
9- کنترل آب مخازن تعبیه شده در دستگاه و تشخیص قطع بودن آب ورودی و ارسال کدینگ خطا به رایانه.
۱۰- تجزیه و تحلیل داده دریافتی و محاسبه آنها.
۱۱- سیستم های حفاظتی و امنیتی نرم افزار در مقابل افراد سودجو.
۱۲- قابلیت تشخیص خطاهای ارسالی از سخت افزار و تجزیه و تحلیل آن.
۱۳- ثبت داده های محاسبه شده به همراه مشخصات نمونه تحت آزمایش در بانک اطلاعاتی.
۱۴- ارسال داده های محاسبه شده ازطریق مودم و یا کارت شبکه به اینترنت.
۱۵- دارای وب سایت مخصوص جهت نمایش داده های محاسبه شده درحین انجام آزمایش نمونه خاک.
۱۶- قابلیت کار در محیط های شبکه.
۱۷- قابلیت چاپ داده ها و مقایسه نموداری نمونه های تحت آزمایش.
۱۸- انعطاف پذیری دستگاه و کاربرد آن در آزمایشگاه های مکانیک خاک برای انجام آزمایش بر روی نمونه خاک جهت انجام پروژ ه های سد سازی، معدن، پل سازی ، زهکشی باند فرودگاه ها ، مزارع کشاورزی و.