Tömegmérés a mezőgazdasági üzemekben

A pontos tömegmérésnek nagyon fontos szerepe van a mezőgazdasági üzemekben. Elsősorban a termeléssel kapcsolatos technológiai folyamatok és a gazdálkodás zavartalan lebonyolítása szempontjából. 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.

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.

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. Ezek a berendezések – a teherviselő szerkezeteket és mechanizmusokat tekintve – a korábbi konstrukciókkal megegyező teherhordó mérőfelülettel süllyesztett, 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 következő kép szemlélteti.

E berendezések által adott jel – megfelelő mérőerősítővel – nagy távolságra elhelyezett kijelzőre juttatható. Az elektrotenzometrikus mérőcsapok által adott jel a továbbiakban – elektromos, vagy USB adathordozón, vagy RS 232-n történő adatátvitel segítségével  – számítógépes adat-, üzem- és ügyvitel feldolgozást biztosít.

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

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.

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. 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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