آلة هز عينات التربة

أنواع أجهزة اهتزاز عينات التربة

تُعدّ أجهزة اهتزاز عينات التربة نوعًا من آلات فحص العينات مصممة لإجراء تحليل دقيق للجسيمات في مجموعة واسعة من التربة. يمكنها فصل التربة إلى فئات اعتمادًا على احتياجات الشركة أو المختبر التي تجري الاختبارات. يمكن للجهاز إجراء الاختبارات المطلوبة من قبل إدارة الطرق السريعة الفيدرالية (FHWA) ، وجمعية اختبار المواد الأمريكية (ASTM) ، ووزارة النقل في تكساس (TxDOT) بدقة وبطريقة قابلة للتكرار.

تأتي أجهزة اهتزاز التربة بأشكال وأحجام مختلفة، وعادة ما يتم تصميمها لنوع معين من التربة. ومع ذلك، تظل وظيفة الاهتزاز الأساسية هي نفسها، حيث تستخدم الاهتزاز لفحص عينات التربة عند معايرتها لنوع معين من التربة. ستكون قادرة على تمييز مختلف جسيمات التربة حسب الحجم، وبالتالي السماح للمشتري بفصل أي أنواع معينة من التربة تم تحديدها حاليًا.

تشمل بعض الأنواع الأكثر شيوعًا لأجهزة اهتزاز عينات التربة ما يلي:

• الاهتزازات الكهروميكانيكية: تستخدم هذه الأجهزة القوى الكهرومغناطيسية لإنشاء حركات اهتزازية. عادة ما تتكون من محرك يعمل بالكهرباء يهز طاولة أو رف يتم وضع العينات عليه. يمكن ضبط سرعة ودرجة الاهتزاز لتناسب أنواع مختلفة من اختبارات عينات التربة.
• اهتزازات الجيوتقنية: هذا نوع من أجهزة اهتزاز التربة المصممة خصيصًا لمهندسي الجيوتقنية. فهي مصممة لتصنيف توزيع الجسيمات في التربة المتماسكة وغير المتماسكة بناءً على لوائح محددة تقدمها مختلف الهيئات الجيولوجية الحاكمة.
• اهتزازات الغربلة: تُعرف اهتزازات غربلة التربة أيضًا باسم مصنفات التربة، وهي آلات تقوم بتصنيف عينات التربة بناءً على حجم الجسيمات. تستخدم حركات اهتزاز رأسية أو أفقية لخلط وفصل التربة إلى فئات مختلفة، والتي يتم جمعها بعد ذلك من خلال غربال ذات أحجام شبكية متنوعة. يمكن استخدام التربة المنفصلة لمزيد من التحليل أو الاختبار أو تقييم خصائص الموقع. قد يأتي هذا النوع من أجهزة الاهتزاز كغربال اهتزاز ميكانيكية أو إلكترونية.
• اهتزازات هوائية: يستخدم هذا النوع من أجهزة الاهتزاز ضغط الهواء لاهتزاز عينات التربة الموضوعة فيها. قد تُعرف أيضًا باسم المُحرضات وهي مفيدة لمنع فصل العينة عند محاولة الحصول على تحليل تمثيلية بسرعة.
• اهتزازات دائرية: تحقق هذه الآلة فصل جسيمات التربة من خلال حركات دائرية وحركات اهتزاز. فهي مفيدة في تصنيف التربة وفقًا لحجم الجسيمات بحيث يمكن لخبراء الهندسة البيئية والجيولوجية فحص بنية التربة بشكل أكبر.
• اهتزازات رقمية: تسمح آلة اهتزاز التربة ذات التحكم الرقمي للمستخدم بتكرار إجراءات الاختبار بدقة. تتيح اللوحة الرقمية ضبط سرعة الاهتزاز والوقت بحيث يمكن للمستخدم إجراء فحص عينات التربة بثقة ودقة وقابلية للتكرار.

مواصفات وصيانة أجهزة اهتزاز عينات التربة

تتميز أجهزة اهتزاز التربة بمواصفات عديدة لتلبية الاحتياجات المختلفة عند اهتزاز عينات التربة. عادة ما يكون عرض الاهتزاز حوالي 400 مم ليتناسب مع أسطح المكاتب أو داخل الخزائن. يبلغ طولها حوالي 600 مم ومماثل للعرض بحيث يمكن وضعها بشكل مسطح أو تكديسها. يبلغ الارتفاع أيضًا حوالي 600 مم، مما يسمح لها بالبقاء على مستوى مريح للمشغلين الذين يعملون مع التربة على ارتفاعات مختلفة. معًا، تُعطي هذه الأبعاد الاهتزاز شكل ونسب صندوق.

يبلغ وزنها حوالي 50 كجم، وهو ثقيل بما يكفي لجعلها ثابتة أثناء الاهتزاز، ولكنه خفيف بما يكفي لشخص واحد لتحريكها إذا لزم الأمر. تستهلك آلة الاهتزاز طاقة تعادل 1 كيلو واط، وهو رقم منخفض نسبيًا. ومع ذلك، فإن هذا المقدار يُمكّن المحرك الموجود بداخلها من توليد اهتزازات قوية بما يكفي لفرز أنواع التربة المختلفة. تختلف متطلبات الطاقة حسب الآلة، لذلك عادة ما يكون الجهد بين 110 و 240. RPM تعني الدورات في الدقيقة وتشير إلى مدى سرعة تحرك المنصة. قد تعمل آلة اهتزاز التربة النموذجية بين 30 و 60 RPM لخلط المواد بدقة دون إتلاف القطع الرقيقة.

تُعد صيانة أجهزة اهتزاز التربة جزءًا مهمًا من الحفاظ على عملها بشكل جيد. يساعد إجراء الصيانة بشكل منتظم على منع حدوث أي أعطال أو إصلاحات قد تكون ضرورية لاحقًا. إحدى الخطوات الأساسية في صيانة الاهتزاز هي تنظيفها بعد كل استخدام. يجب القيام بذلك بمسح الصواني والجسم بقطعة قماش مبللة. يجب استخدام الماء المقطر كلما أمكن لمنع تراكم أي معادن. بمجرد الانتهاء من التنظيف، يجب تجفيف الاهتزاز تمامًا بقطعة قماش ناعمة وجافة. من خلال تذكر تنظيف الاهتزاز بهذه الطريقة، سيتم إزالة معظم الأوساخ والمعادن التي يمكن أن تُضعفها.

من أنشطة الصيانة الأخرى التي تتطلب الاهتمام، تشحيم جميع الأجزاء المتحركة، بما في ذلك سلاسل الزيت والمحامل والعجلات. يساعد القيام بذلك بشكل منتظم على منع التلف بسبب الاحتكاك مع مرور الوقت. يساعد الحفاظ على هذه الأجزاء مُشحمة بشكل جيد على حركة الصواني بحرية وسلاسة دون أي توقف. من المهم أيضًا التأكد من أن الجهد يتطابق مع مدخلات الجهاز بحيث يعمل بشكل صحيح. يجب فحص الصمامات بشكل متكرر للتأكد من أنها في حالة جيدة، ويجب استبدال أي مكونات مهترئة من الاهتزاز على الفور. إذا لزم إجراء أي إصلاحات رئيسية، فيمكن القيام بها، بينما تكتشف الفحوصات الروتينية المشكلات الصغيرة مبكرًا بما يكفي لمنع حدوث مزيد من التلف. يساعد اتباع جدول الصيانة السهل هذا على إطالة عمر أجهزة اهتزاز التربة والحفاظ على عملها بكفاءة.

استخدامات أجهزة اهتزاز عينات التربة

انتشر استخدام أجهزة اهتزاز التربة، خاصة في مراكز البحث والمختبرات والجامعات.

• تساعد مهندسي الجيوتقنية على تحديد منحنى توزيع حجم الجسيمات، المعروف أيضًا باسم منحنى PSD، أو تحليل الغربلة لعينات التربة والتجميع. عند معرفة منحنى PSD، يمكن أن يساعد في معرفة المواد المحددة اللازمة للبناء.
• تساعد في تحديد خصائص ضغط التربة. عند معرفة خصائص ضغط التربة، يسهل معرفة علاقة الكثافة والرطوبة عند خضوع عينة التربة للاختبار من خلال اختبارات بروكتور المعدلة و بروكتور القياسية.
• تُستخدم لتصنيف التربة وفقًا لحجم الجسيمات ونسيجها من أجل اتخاذ قرارات بشأن ممارسات حفظ التربة المناسبة.
• يمكن استخدام أجهزة اهتزاز التربة في دراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة. يمكن معرفة درجة الحموضة في التربة، والملوحة، ومحتوى العناصر الغذائية من خلال أخذ عينات التربة وتحليلها.
• تُستخدم أخذ عينات التربة التي تنطوي على استخدام جهاز اهتزاز أيضًا في تحديد وجود ومستويات الملوثات، مثل المعادن الثقيلة أو المبيدات الحشرية أو الهيدروكربونات.
• في الزراعة، تُستخدم آلات اهتزاز أخذ عينات التربة وتحليلها لجمع المعلومات لاتخاذ تقنيات الزراعة الدقيقة القائمة على البيانات. سيساعد ذلك المزارعين على معرفة التطبيقات الدقيقة للأسمدة والتعديلات بكفاءة قصوى.
• يمكن استخدام الاهتزاز في التحقيقات الجنائية لتحليل عينات التربة المجمعة من الأحذية أو الملابس أو العناصر الأخرى لربط مشتبه به أو أدلة بموقع معين.
• في علم المياه وعلم البيئة، يمكن استخدام جهاز الاهتزاز في تحليل أنماط نقل الرواسب وترسبها من أجل مراقبة جودة المياه عن طريق فحص تركيب الرواسب في مختلف المسطحات المائية.

كيفية اختيار أجهزة اهتزاز عينات التربة

• تحديد حجم وحجم عينة التربة:

  من الضروري فهم حجم عينة التربة المحددة قبل شراء جهاز اهتزاز للتربة. تتمتع الأجهزة المختلفة بحدود سعة متباينة.

• معرفة أنواع تحليل التربة التي سيتم إجراؤها:

  تم تصميم بعض أجهزة الاهتزاز لخلط التربة بالماء أو المواد الكيميائية الأخرى، بينما تتمتع أخرى بإمكانية غربلة مختلف الجسيمات. من الضروري تحديد نوع الاختبارات التي سيتم إجراؤها لاختيار جهاز اهتزاز مناسب.

• النظر في مصدر الطاقة وكفاءة الطاقة:

  يحتاج المهندسون ومديرو المختبرات إلى التفكير في مصدر طاقة جهاز اهتزاز التربة وكفاءة استهلاك الطاقة، خاصة إذا كان سيتم تشغيل الجهاز لفترات طويلة. اختيار جهاز اهتزاز مزود بمحرك منخفض استهلاك الطاقة يمكن أن يساعد في تقليل تكاليف التشغيل.

• فحص التصميم وجودة البناء:

  عند شراء جهاز اهتزاز للتربة، من المهم إعطاء الأولوية لأجهزة الاهتزاز ذات القاعدة المستقرة وآليات القفل الآمنة والبنية القوية لضمان نتائج اختبار دقيقة وموثوقة.

• التحقق من الامتثال للوائح والضمان:

  يجب على مديري المختبرات التأكد من أن جهاز اهتزاز التربة يتوافق مع اللوائح والمعايير ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري التحقق من فترة الضمان ودعم ما بعد البيع لتجنب تكاليف إصلاح غير متوقعة في المستقبل.

الأسئلة الشائعة

س1: متى يجب استخدام جهاز اهتزاز التربة؟

ج1: يجب استخدام جهاز اهتزاز التربة أثناء تحليل الغربلة أو أي اختبار كمي ونوعي يتطلب طبقية العينات.

س2: هل يمكن تخصيص أجهزة اهتزاز التربة؟

ج2: يمكن تصنيع العديد من أنواع أجهزة اهتزاز التربة بناءً على الاحتياجات الصناعية المختلفة. يمكن أيضًا تخصيصها فيما يتعلق بالميزات والوظائف والأحجام.

س3: ما هو أقصى جهد لآلة اهتزاز التربة؟

ج3: تعمل معظم أجهزة اهتزاز التربة عند 110/220/240 فولت؛ كما تتوفر آلات تصل إلى 400 فولت لتلبية متطلبات الصناعة المحددة.

س4: ما هي استخدامات آلة اهتزاز التربة؟

ج4: تتمتع أجهزة اهتزاز التربة بتطبيقات عديدة. بشكل عام، تُستخدم في الجيولوجيا، وعلم البيئة، والبناء، والآثار، وغيرها من المجالات. يمكن استشارة خبراء الشركات المصنعة لتلبية الاحتياجات الصناعية المحددة.