Tömegmérés a mezőgazdasági üzemekben

A mezőgazdasági üzemekben a pontos tömegmérésnek a termeléssel kapcsolatos technológiai folyamatok lebonyolítása, valamint a gazdálkodás zavartalan lebonyolítása szempontjából is fontos szerepe van. Ebből következik a megtermelt termények, a termeléshez felhasznált inputanyagok pontos mérlegelése. Mindezek mellett számos jogszabályi előírás és azok betartása is, pl. a mezőgazdasági szállítóeszközök, pótkocsik és tehergépkocsik tengelyterhelésére, és a megengedett össztömegének korlátozása, vagy pl. a „Nitrátdirektíva” előírása és betartása is fontos szempont.

1. ábra: a beépített hídmérlegeket a mezőgazdasági üzem napi gyakorisággal használja

A jogszabályi előírások dokumentálását nagymértékben megkönnyítik az elektrotenzometrikus jeladók, mérőcsapok által szolgáltatott jeleket digitális terminálokon USB, vagy RS 232-n keresztül a PC hálózathoz való csatlakozás. Egyre több technológiában a folyamatos és pontos tömegmérés, pl. a helyspecifikus tápanyag-kijuttatás vagy hozamtérképezés a precíziós gazdálkodás alapját is szolgálhatja, de alapjait képezheti a „digitalizált” mezőgazdaságnak is. Az elektronikus és digitális tömegmérést és mérőeszközök alkalmazását azonban a különböző mérlegek mechanikusan működő elemeinek folyamatos fejlesztése teszi lehetővé. Ezt a fejlesztési tendenciát tapasztalhatjuk a – mezőgazdasági üzemekben széles körben gyakorlatilag napi rendszerességgel, a kisebb nagyobb anyagmozgatási feladatokban alkalmazott – beépített hídmérlegek tekintetében (1. ábra).

Hídmérlegek

A mechanikusan működő hídmérlegek a geometriai méretek, mérési határok és mérési pontosság tekintetében minden igényt kielégítenek. Azonban az élettartam növelése, a karbantartási munkák csökkentése céljából, és a mérési adatok elektronikus szoftveres kezelésére – USB adathordozón, vagy RS 232-n keresztül PC hálózathoz való csatlakozás – és a digitalizálására vonatkozó igények kielégítésére, ezeket a berendezéseket egyre nagyobb számban váltják ki az elektrotenzometrikus mérőcsapokkal szerelt berendezések.

2. ábra: süllyesztett aknás kivitelű hídmérleg makettje

Ezek a berendezések – a teherviselő szerkezeteket és mechanizmusokat tekintve – a korábbi konstrukciókkal megegyező teherhordó mérőfelülettel süllyesztett (2. ábra), sekélyaknás, vagy a felszín fölé emelt feljárós kivitelben készülhetnek. A mérő- vagy teherhordó-felületek acél (TMS) vagy vasbeton (VSH) építésűek. Az acélszerkezetű hídmérleg hegesztett keretszerkezet, mely adott méretű előre gyártott, festett modulokból épül fel, és a helyszínen szerelik össze. A beton teherhordó felületű hídmérleget előre elkészített keretben zsaluzással és vasbetonszereléssel alakítják ki. Az elektrotenzometrikus mérőcellákkal szerelt elektromos mérlegek a konstrukcióból adódóan nem tartalmaznak mozgó elemeket, vagyis a mechanikai igénybevételnek jól ellenállnak. A beépített mérőcellák vagy mérőcsapok általában önbeálló terhelésfelvevő felülettel nedvesség elleni, elfordulás- és korrózió elleni védelemmel készülnek. A HBM gyártmányú mérőcellát a 3. ábra szemlélteti (3. ábra). E berendezések által adott jel – megfelelő mérőerősítővel – nagy távolságra elhelyezett kijelzőre juttatható. Az elektrotenzometrikus mérőcsapok által adott jel a továbbiakban – elekttörténő adatátvitel segítségével – számítógépes adat-, üzem- és ügyvitel feldolgozást biztosít.


3. ábra: a vízálló-HBM gyártmányú mérőcsap

A hídmérlegek nagysága, méréshatára az alkalmazott szállítóeszközök geometriai méreteinek, összgördülő tömegének ismeretében megválasztható.

1. táblázat A hídmérlegek geometriai mérete és méréshatára közötti összefüggés (forrás: MetriSoft Mérleggyártó Kft.)

A hídmérlegek méréshatára, kalibrációja, valamint a mérőfelület hossza közötti összefüggést az 1. táblázat szemlélteti. A hídmérlegek – figyelembe véve a szállítóeszközök, járművek megengedett legnagyobb (2,5 m) szélességi méretét – általában 3 m szélességűek.

A táblázatban szereplő típusválasztékból is látható, hogy a modern elektromos hídmérlegek nagy pontosságú kalibrációval, és nagy méréshatár tartománnyal, széles geometriai méretválasztékkal, traktoros, pótkocsis és tehergépkocsis, vagy nyerges szerelvények egyidejű mérésére pedig, akár hosszirányú ikertelepítésű változatban is rendelkezésre állnak (4. ábra).

A tengelyterhelés mérése

A mezőgazdasági traktoros pótkocsik és tehergépkocsis szerelvények, szállítóeszközök tárolótelepen kívüli, a mezőgazdasági területen, vagy annak közelében történő mérlegelésére alakították ki a telepíthető, hordozható kivitelű tengelyterhelés-mérő berendezéseket.

4. ábra Tehergépkocsis pótkocsis szerelvény mérlegelése

Ezen telepíthető berendezések elektrotenzometrikus jeladó által szolgáltatott jelei, a hozzájuk kifejlesztett terminálra kerülnek, közvetlenül leolvashatóak, vagy szintén PC-re juttathatóak. A mezőgazdasági területen – szántóföldi körülmények között – azonban még a telepíthető tengelyterhelés-mérő berendezések telepítésére sincs lehetőség. A megengedett tengelyterhelés túllépését a hatóságok telepített és beépített berendezésekkel szigorúan ellenőrzik, a túllépést pedig bírságolják. A szállítóeszköz megengedett terhelésének túllépése pedig szilárdsági problémákat és balesetet okozhat (5. ábra).


5. ábra A mérlegelés nélküli, megengedett összgördülő-tömeg túllépése súlyos balesetet okozhat

Az előző problémák elkerülésére egyes pótkocsigyártók – a termőterületen, szántóföldi rakodási területen történő mérlegelés biztosítására – a járművekbe épített tömegmérő berendezéseket, rendszereket fejlesztettek ki. A mérőrendszer (Fliegl GmbH) külön méri a pótkocsik tengelyére, egész pontosan a futóműre és a vonórúdra eső tömeget.

6. ábra Mezőgazdasági pótkocsikon alkalmazott, kifejlesztett tömegmérő-rendszer

A mérőrendszer a vonórúdban és a tengelyeken, a járókerekek közelében – a már korábban ismertetett – elhelyezett 4 db elektrotenzometrikus bélyegekkel ellátott mérőcsapokból, mérőerősítőből, érzékelő szenzorból, valamint adatgyűjtő komputerből és ISOBUS adatátvitellel a vontatóban elhelyezett terminálból áll (6. ábra). A mérőrendszer alkalmazásának lényege, hogy külön méri a tengelyterheléseket, így a tengelyterhelés túllépés, és az ebből adódó bírság is elkerülhető. A vonórúdterhelés mérésével ez is ellenőrizhető. Vonórúdterhelésű pótkocsiknál ugyanis a rakomány egyenlőtlen elrendezése megnövelheti a vonórúdterhelést, ami a vontatótraktornál stabilitási, kormányozhatósági problémát okoz. A megengedett teherbírás túllépése pedig a megnövekedett mechanikai igénybevételből adódóan törésekhez vezethet.

Rakodott tömeg mérése

A legtöbb mezőgazdasági anyag – ömlesztett, bálázott anyagok – rakodása során szintén nincs lehetőség telephelyi mérlegelésre. Ezeknek az anyagoknak a rakodása, megfelelő munkaeszközzel felszerelt traktoros, vagy magajáró homlokrakodó gépekkel történik.

A mezőgazdasági szállítóeszközök teherbírásának, terhelhetőségének kihasználása – a jogszabályi korlátozásokon belül szántóföldi körülmények között is – ebben az esetben is fontos szempont a szállítási körfolyamat gazdaságosságának elérése céljából. Éppen ezért a rakodási munkák és az egyes felrakodott anyagok (ömlesztett anyagok, almos istálló- és műtrágyák, szalmabálák) felrakott tömegének ellenőrzésére – egyes homlokrakodó gépek hidraulikus rendszerébe – már gyárilag nyomás- vagy elektrotenzometrikus jeladóval működő mérlegeket építenek be. Ugyanezen az elven működő mérlegrendszerek különböző gyártóktól utólag is beszerelhetők a rakodógépek hidraulikus rendszerébe. A nyomásadó által szolgáltatott jele mérőerősítőn keresztül és a hozzá illeszkedő szoftver segítségével kijelzőre vihető ki. Ezek a berendezések 1-5%-os pontossággal mérnek, a lejtőhatár ± 6% értéken belül nem befolyásolja számottevően a mérési pontosságot. Az így kialakított mérőrendszer – a tömegmérésen túl – egyéb üzemeltetési adatok rögzítésére (pl. teljesített üzemóra, tömegteljesítmény) is alkalmas. A rendszer elektrotenzometrikus nyomásadóból, mérőerősítőből, szoftverrel támogatott kijelzőből és USB, illetve RS 232 csatlakozási lehetőségből áll.

Bálasúlymérés

A mezőgazdasági termelésben a termelők és a bérvállalkozók közötti elszámolást is segítheti a traktorvontatású, nagy teljesítményű betakarítógépeken alkalmazott elektrotenzometrikus mérlegrendszer és terminál. Ezért a nagy teljesítményű, traktorvontatású betakarítógépeken – így pl. a szögletes nagybálázó gépeken is – széles körben alkalmazzák a különböző szenzortechnológián alapuló távvezérlést, ISOBUS adatátvitelt, az üzemeltető traktor termináljával való kommunikációt. A beépített elektrotenzometrikus mérleggel mérik az elkészített bálák tömegét, a bálakamra elhagyása és a földre érés előtti pillanatban. Mindezek mellé egy beépített szenzor segítségével a készített bála nedvességtartalma is mérhető. A szoftver segítségével egyes szögletes nagybálázó típusoknál a bálára jellemző, az előzőekben említett adatok egyedileg rögzíthetők, és a bálán megjelentethetők, USB adathordozóra kimenthetők (7. ábra).


7. ábra Szögletes nagybálázókon alkalmazott tömegmérő rendszer

Mérés a műtrágyázásban

Egyes termeléstechnológiai munkafolyamatokban a munkagépbe épített tenzometrikus mérlegrendszer adatai alapján az erre a célra kifejlesztett szoftverek és terminálok vezérlik ISOBUS adatátvitellel a munkafolyamatot éppen az agrotechnikai követelmények – a kijuttatandó hatóanyag, vagy a vetőmag mennyiség – az adott gazdálkodási szintnek, vagy az ökológiai adottságoknak megfelelő optimalizálásával. Ezek a tömegmérő eszközök az alkalmazott gépek – konstrukciójának megfelelően – vázszerkezetébe épített elektrotenzometrikus nyúlásjelző bélyegekkel felragasztott mérőcsapok, mérőcellák, az adott jel mérőerősítőn keresztül a munkagép adatgyűjtő számítógépébe, ahonnan ISOBUS adatátvitellel az üzemeltető traktor termináljába jut, és a rendszer szoftvere segítségével megtörténik a munkagép automatikus távvezérlése.

A műtrágyaszóró gépeken éppen ezért az elektrotenzometrikus mérőcsapokra alapozott mérőrendszereket, a különböző műtrágyaféleségekhez történő kalibrálásra, vagy leforgatásra, valamint a tábla tápanyagtérképéhez igazított menet közbeni tápanyag-kijuttatásra is használják. A műtrágyaszóró gépek mérlegrendszeréhez kialakított szoftver kereszt- és hosszirányú lejtőkompenzációt is elvégzi (8. ábra).
8. ábra Eleketrotenzometrikus mérőcsapokkal szerelt függesztett műtrágyaszóró alváz

Mérés a precíz vetésért

A vetőmagmennyiség területegységre történő pontos kiadagolása, vagyis a tőszám beállítása – az adott kultúrák genetikai tulajdonságainak, illetve az ökológiai, elsősorban a talajadottságoknak megfelelően –, vagyis a különféle vetőmagok hektáronkénti kivetett magmennyiségének beállítása gazdaságossági és terméshozam optimalizálása szempontjából fontos. Ezért a vetőgép magadagoló egységének a megfelelő beállításához különböző vetőmagokkal leforgatást kell elvégezni. A leforgatás során – a különböző beállítások mellett – kell mérni a kiadagolt magmennyiség tömegét, és számítani a területre. A leforgatott vetőmag digitális mérlegekkel grammpontossággal mérhető.

A leforgatási munkák elvégzésének megkönnyítésére egyes vetőgépgyártók (mint pl. a Lemken, a Solitair) 25 soros vetőgépébe épített mérlegrendszeren alapuló leforgató berendezést fejlesztett ki. A leforgató-berendezés a magtartályba van beépítve. A nyomólégáramba jutó vetőmag egy irányváltón keresztül jut a leválasztó ciklonon át a mérleg mérőedényébe. A bemért mag visszajut a tartályba. A bemért érték a szoftver segítségével a monitoron ha/kg-ban jelenik meg, aminek alapján az adagoló aktív felülete, a munkasebesség- és fordulatszám-beállítható.

Az elektronikus, digitális üzemviteli, üzemgazdasági adatfeldolgozás is az egyes betakarítógépeken alkalmazott CAN BUS kétirányú kommunikációs rendszerek is a „GPS” helyzetmeghatározás és területmérés mellett a gépekbe épített tömegmérő berendezéseken alapul, amit egyébként több távvezérlő funkció (pl. az automatikus terhelésszabályozás) biztosítja (9. ábra).


9. ábra Arató-cséplőgépekbe épített tömegmérő CAN BUS rendszer

A nagyteljesítményű és nagy értékű elektronikai és digitális eszközökkel, gyakran távvezérléssel működő arató-cséplőgépek vagy egyéb betakarítógépek (pl. szecskázók) tömegteljesítményének kihasználása érdekében a magtartály ürítése, a szemtermés szállítóeszközre történő átadása menet közben történik járműszinkronizálással és flottakövetéssel. A szántóföldön ez esetben nincs mód mérlegelésre.

Az állattenyésztésben, az állattartás területén is számos technológiai folyamatban szükségszerűen használni kell a különböző tömegmérő eszközöket, mérlegrendszereket. Ezek a berendezések a takarmányozásban, a takarmánykeverő-kiosztó kocsikon a TMR etetési technológiában – az előzőekben ismertetett elvek alapján – a rendszer szoftver segítségével a kiosztandó takarmány komponenseit a receptúrában meghatározott mennyiségben mérik és szabályozzák, vagy jelzik a gépkezelőnek.

Ugyancsak az állattenyésztés területéhez tartozik a digitális állatmérlegek használata is, vagy az átfolyó anyagmennyiséget mérő silótornyok mérlegrendszerei is (10. ábra).


10. ábra Keverő-kiosztókocsi töltését is a tömegmérésen alapuló szoftver vezérli, és a kiépített kijelzőn olvasható le

Összefoglalva megállapítható, hogy a mezőgazdasági termelés teljes vertikumában széles körben használhatóak az elektrotenzometrikus mérőcsapokra alapozott digitális ISOBUS adatátvitelű szoftveres tömegmérő rendszerek, terminálok, melyek lehetővé teszik az elektronikus üzemvitelt, megalapozzák a precíziós gazdálkodást.

dr. Kelemen Zsolt, műszaki szakértő

*Forrás: MetriSoft Mérleggyártó Kft., Metripond Plusz Mérlegtechnika Kft., Metripond M93 Mérleggyártó Kft., Pécsi Mérlegstúdió, egyéb gyártmányismertetők és prospektusok

Tartalom közti banner a cikk végére
no