تخمين پيوسته فشردگي خاك با حسگرهاي آكوستيك

فشردگي خاك هاي كشاورزي به عنوان يك مشكل اساسي در توليد محصول شناخته شده است و بررسي آن همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. در اين تحقيق، سامانه اي صوتي براي تخمين پيوسته فشردگي خاك با استفاده از سه ميكروفن كه در ميله هايي با نوك مخروطي قرار گرفته و بر روي تيغه اي به صورت افقي با فاصله هاي يكسان نصب شده اند، طراحي گرديد. سامانه آكوستيك فشردگي خاك را در سه لايه (سانتي متر 35-25 و 25-15 و 15-5 ) بر اساس اندازه گيري چگالي طيف توان (power spectral density (PSD)) صداي توليد شده ناشي از حركت تيغه در خاك، برآورد ميكند. اين سامانه در مزرعه مورد ارزيابي قرار گرفت به طوريكه ميكروفن ها در هنگام كار در عمق هاي 10 20 و 30 سانتيمتري حركت مي كردند. چهار سطح فشردگي توسط تردد تراكتور (بدون تردد، 1 و 4 و 8 تردد) ايجاد گرديد. آناليز تبديل فوريه سريع روي داده ها ارتباط مستقيمي را بين بلندي صدا و سطوح فشردگي خاك در بازه فركانسي 5/5 تا 7/5 نشان داد بنابراين يك بانك فيلتر شامل 5 باند بسامدي در محدوده هاي شامل 5/9-5/5 و 6/3 - 5/9 و 6/7 - 6/3 و 7/1 - 6/7 و 7/5 - 7/1 كيلو هرتز بكار برده شد. در هر بازه بسامدي ميانگين PSD اندازهگيري و پيوند آن با شاخص مخروط خاك مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها نشان داد كه در لايه 15-5 سانتيمتري در هيچ يك از بازه هاي بسامد ارتباط معني داري بين مقادير PSD و شاخص مخروط وجود نداشت. زيرا حركت كاوشگر در عمق 10 سانتيمتري، در بالاي عمق بحراني قرار داشت. اما، اين ارتباط بطور معني دار در لايه هاي سانتيمتري 25-15 ( R ^2 = 0/88) و 35-25 سانتيمتري (R^2 =0/78). در بسامد 7/5-7/1 كيلو هرتز مشاهد گرديد. حسگر صوتي (ميكروفن) ساده، ارزان و بسيار كوچك مي باشد كه به راحتي ميتوان آن را در تيغه هاي مختلف خاكورزي براي كسب اطلاعات درباره فشردگي خاك به منظور خاكورزي موضعي و ديگر روش هاي مديريتي قرار داد.