Express measuring of grass moisture content in field

Abstract

Повышение качества травяных кормов остаётся одним из важнейших направлений укрепления кормовой базы. Низкое качество основных объёмистых кормов приводит к значительному увеличению количества зерна в рационе животных. Динамика изменения влажности скошенной растительной массы, потери объёмной массы и питательных веществ трав в зависимости от погодных условий, длительности уборки, видов технологических операций и применяемых технических средств определяют качество растительной массы. Цель работы — оперативный контроль влажности свежескошенной и подвяленной травы в интенсивных технологиях заготовки кормов без дополнительной подготовки проб с использованием макета влагомера. Экспериментально исследованы характеристики пространственной чувствительности планарного ёмкостного датчика макета влагомера трав. Определена величина эффективного проникновения ЭМП датчика в растительный материал. Разработан микроконтроллерный блок управления измерениями, индикации измеряемых данных, хранения градуировочных характеристик, формирования базы измеряемых данных, осреднения результатов измерений, связи с внешним компьютером и создано соответствующее программное обеспечение. Проведена полевая апробация макета прибора контроля влажности и электропроводности скошенных трав, в ходе которой уставлено соответствие возможностей макета к предъявляемым в технологиях заготовки кормов требованиям. Основной научный и практический результат заключается в том, что предложено конструктивное решение, создан и апробирован полевой прибор, разработана научно-методическая и техническая инфраструктура управления измерениями влажности и электропроводности кормовых трав непосредственно в валках и прокосах без дополнительной подготовки проб с диапазоном измерения влажности до 85%. Increase in grass fodder quality keeps the leading position in forage security improvement. Low quality of top bulky feeds results in significant raise of grain forage in livestock diet. Variation in moisture content of cut mass, loss of bulky mass and nutrients due to weather conditions, length of harvesting period, technological practices and equipment affect plant mass quality. The research aimed at monitoring of moisture content of fresh and air-dried grass, using moisture tester prototype without extra probe preparation. The prototype was analyzed in spatial sensitivity of planar capacitive sensor. We determined the value of effective penetration of sensor electromagnetic field into plant material. Microcontroller unit was developed together with a respective software, allowing data display mode, storage of calibration parameters, creation of data base, calculation of mean values and connection to an external computer. Prototype tests in field showed its adequate response to required criteria in intensive feed preparation technology. The conducted work provided structural concept of measurements, developed and tested new field device. The moisture tester determined the water content within a range of up to 85% as well as grass electrical conductivity directly in windrows and swath with no probe preparation.