امكان‌سنجي تعيين بافت خاك با استفاده از پردازش سيگنال‌هاي صوتي يك نفوذسنج مخروطي

بافت خاك يكي از خصوصيات مهم خاك است كه با بسياري از جنبه‌هاي عملكرد خاك، از بهره‌وري تا سهولت خاك‌ورزي، در ارتباط است. در حال حاضر، تعيين بافت خاك به دو صورت انجام مي‌گيرد: در سطح مزرعه با دقت كم يا در محيط آزمايشگاهي و زمان‌بر. در اين مطالعه به توسعه يك سيستم جديد براي تعيين بافت خاك در محل مورد نظر، با استفاده از يك نفوذسنج مخروطي با سه زاويه مخروط 30، 45 و 60 درجه پرداخته شد. نفوذسنج مجهز به يك ميكروفون بود كه در آن صداي حاصل از اصطكاك مخروط-خاك براي تعيين بافت خاك استفاده شد. براي تشخيص سه نوع بافت خاك كه شامل رس، شن و لوم بود، از روش آناليز سيگنال‌هاي صوتي در حوزه زمان- فركانس (تبديل موجك) استفاده گرديد. تجزيه سيگنال‌ها در 5 سطح انجام شد و ويژگي‌هاي مجموع (SUM)، ريشه ميانگين مربعات (RMS)، واريانس Var، كشيدگي (kurtosis) و ممان‌هاي مرتبه بالا Moment4 مورد مقايسه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه زير سيگنال‌هاي جزئيات اول مخروط 30 و 60 درجه، جزئيات سوم مخروط 60 درجه، جزئيات چهارم مخروط 60 درجه و آپروكسيمت مخروط 45 و 60 درجه به‌ترتيب داراي بيشترين توانايي و اولويت براي تشخيص نوع بافت خاك از يكديگر مي‌باشند. در بين ويژگي‌هاي بررسي‌شده به‌ترتيب ويژگي‌هاي مجموع، واريانس، ممان، كشيدگي و ماكزيمم براي تشخيص نوع خاك با سطح احتمال 1% داراي اولويت هستند. مقادير همه اين ويژگي‌ها با افزايش اندازه ذرات خاك از رس تا شن افزايش يافت. تكنيك صوت داراي پتانسيل خوبي جهت تشخيص نوع بافت خاك بود.