Identification of the resistive force of the tool on the basis of georadar measurements

• Autorzy: Kiełbasa Paweł , Zagórda Mirosław , Juliszewski Tadeusz , Akinsunmade Akinniyi , Tomecka-Suchoń Sylwia , Karczewski Jerzy , Pysz Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.12.48

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja siły oporu narzędzia na podstawie pomiarów georadarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In Europe, the area of soil degraded by over-compaction is estimated at 33 million hectares. The aim of the research was the potential working resistance of the tool in the soil medium based on the analysis of the GPR echogram. The scope of the research included strain gauge measurement of the tool working resistance force in the TUZ. The experiment included several ranges of tool operating depth, the limit of which was tractor drive wheel slippage exceeding 50%. The measurement of compactness was carried out in the trace of the tractor drive wheels at intervals resulting from subsoil variability; the depth of soil penetration was 0.8m. GPR scanning using the reflexive profiling method was carried out in the tractor wheel track, which was at the same time the footprint of the measurement of the working resistance force. Comparison of the obtained characteristics, i.e. working resistance force and echogram gave satisfactory results, however, it should be noted that their use is limited to a homogenous soil environment. In case of changes in the soil environment, the measuring system should be calibrated each time, so that the GPR echogram is adequate to the generated resistance force of the tool or soil compactness determined with the penetrometer. It was observed that: a) the number of passes less than four influenced only the compaction of topsoil up to the level of 0.2m, whereas with a greater number of passes this influence was also transferred to lower layers of the soil profile, b) each of the methods showed on average over 2 times increase in compactness between the profile of non-compacted soil and that of soil after eight passes by the tractor wheels.

PL

W Europie powierzchnię gleb zdegradowanych w wyniku nadmiernego zagęszczenia szacuje się na 33 mln ha. Celem badań był potencjalny opór roboczy narzędzia w ośrodku glebowym na podstawie analizy echogramu GPR. Zakres badań obejmował tensometryczny pomiar siły oporu roboczego narzędzia w TUZ. Eksperyment obejmował kilka zakresów głębokości pracy narzędzia, których granicą był poślizg kół napędowych ciągnika przekraczający 50%. Pomiar zwięzłości przeprowadzono w śladzie kół napędowych ciągnika w odstępach wynikających ze zmienności podłoża; głębokość penetracji gruntu wynosiła 0,8 m. Skanowanie georadarowe metodą profilowania refleksyjnego przeprowadzono w śladzie kół ciągnika, który był jednocześnie śladem pomiaru siły oporu roboczego. Porównanie uzyskanych charakterystyk, tj. siły oporu roboczego i echogramu dało zadowalające wyniki, jednak należy zaznaczyć, że ich zastosowanie jest ograniczone do jednorodnego środowiska gruntowego. W przypadku zmian środowiska gruntowego należy każdorazowo kalibrować układ pomiarowy, tak aby echogram GPR był adekwatny do generowanej siły oporu narzędzia lub zwięzłości gruntu wyznaczonej penetrometrem. Stwierdzono, że: a) liczba przejazdów mniejsza niż cztery wpływała jedynie na zagęszczenie wierzchniej warstwy gleby do poziomu 0,2 m, natomiast przy większej liczbie przejazdów wpływ ten przenosił się również na niższe warstwy profilu glebowego, b) każda z metod wykazała średnio ponad 2-krotny wzrost zagęszczenia pomiędzy profilem gleby niezagęszczonej a profilem gleby po ośmiu przejazdach kół ciągnika.

Słowa kluczowe

EN

georadar; force of the tool

PL

georadar; siła oporu narzędzia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 12
• Strony: 213--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasa Paweł

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0003-0249-8626

autor

Zagórda Mirosław

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0002-4514-1048

autor

Juliszewski Tadeusz

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0003-4038-4283

autor

Akinsunmade Akinniyi

• Nigerian Geological Survey Agency, Abuja, Nigeria

• https://orcid.org/0000-0002-1602-1741

autor

Tomecka-Suchoń Sylwia

• AGH University of Science and Technology in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7307-9448

autor

Karczewski Jerzy

• AGH University of Science and Technology in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3340-5536

autor

Pysz Paweł

• AGH University of Science and Technology in Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7083-1078

Bibliografia

• [1] Akinsunmade A Tomecka-Suchoń S Pysz P Karczewski J Juliszewski T Zagórda M Kiełbasa P 2020 Wykorzystanie metody konduktometrycznej i georadarowej do identyfikacji stopnia ugniecenia wierzchniej warstwy gruntu. Przegląd elektrotechniczny. ISSN 0033-2097, R. 96 NR 2/2020. S. 137-141.
• [2] Juliszewski T Kiełbasa P Zagórda M Tomecka S Karczewski J Akinsunmade A 2019 Porównanie wyników badania zagęszczenia gleby uprawnej metodą penetrometryczną i georadarową. Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 95 NR 1/2019, s. 12-16.
• [3] Akinsunmade A Tomecka-Suchoń S Pysz P Karczewski J Juliszewski T Zagórda M Kiełbasa P 2019 Assessment of mental load of an employee who operate a computer program supporting the didactic process. Applications of Electromagnetics in Modern Engineering and Medicine, PTZE 2019 8781724, pp. 9-12, ISBN: 978-838813100-4.
• [4] Kiełbasa P Zagórda M Juliszewski T Akinsunmade A Tomecka S Karczewski J Pysz P 2021 Assessment of the possibility of using GPR to determine the working resistance force of tools for subsoil reclamation. Journal of Physics: Conference Series 1782 012013. PTZE2020. doi:10.1088/1742-6596/1782/1/012013.
• [5] Kiełbasa P 2011 Zintegrowana metoda oceny nakładów energetycznych na uprawę podstawową w aspekcie mozaikowatości gleby. Rozprawy habilitacyjne Nr 33. Inżynieria Rolnicza 3 (128).
• [6] Hanquet H Sirjacobs D Destain MF Frankinet M Verbrugge JC 2004 Analysis of soil variability measured with a soil strengthsensor. Precision Agriculture 5, 3, 227-246.
• [7] Van Bergeijk J Goense D Speelman L 2001 Soil tillage resistance as a tool to map soil type differences. J. agric. Engng Res. 79, 371-387.
• [8] Van Bergeijk J Goense D Speelman L 2001 Soil tillage resistance as a tool to map soil type differences. J. agric. Engng Res. 79, 371-387.
• [9] Budyn P Kiełbasa P Nykliński A 2003 Pomiar metodą tensometryczną oporów roboczych narzędzi i maszyn do uprawy i zbioru ziemniaków. Inżynieria Rolnicza. Nr 12(54), s. 57-65.
• [10] Kiełbasa P Dróżdż T Zagórda M Kurpaska S Posyłek Z 2019 Wykorzystanie tensometrii oporowej do przestrzennej identyfikacji zróżnicowania wybranych właściwości gruntu. Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 95 NR 1/2019, s. 53-56.
• [11] Szczęsny A., Korzeniewska E.: Selection of the method for the earthing resistance measurement, Przeglad Elektrotechniczny, 2018, 94(12), pp. 178–181.
• [12] Szczęsny A., Korzeniewska E.: Analysis of methods for measuring earth resistance and soil resistivity, 2018 Applications of Electromagnetics in Modern Techniques and Medicine, PTZE 2018, 2018, pp. 260–263, 8503241.
• [13] Karczewski J Ortyl Ł Pasternak M 2011 Zarys metody georadarowej, Wydanie drugie poprawione i rozszerzone, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH Kraków ISBN 978-83-7464-422-8.
• [14] Sikora R, Markiewicz P Reduction of the step voltages of MV/LV substation grounding system based on shaping electric field, Archives of Electrical Engineering, 2021, 70 (3), 601-613.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).