Wykrywanie fazy gazowej w cieczach sygnałami ultradźwiękowymi sterowanymi mikrokontrolerem

• Autorzy: Rakus Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.11.23

Warianty tytułu

EN

Detection of gas phase in liquids by microcontroller-controlled ultrasonic signals

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Fale ultradźwiękowe wykazują efektywną propagację w ośrodkach jednorodnych, takich jak ciecze, lecz ich zdolność do przenikania jest znacząco ograniczona w przypadku niejednorodności ośrodka. Fakt ten umożliwia na detekcję obecności fazy gazowej w różnych cieczach. W niektórych procesach technologicznych, pojawienie się fazy gazowej może być zjawiskiem niepożądanym i wymagającym szybkiego wykrycia. Niniejszy artykuł przedstawia koncepcję rozwiązania tego problemu, która jest zarówno ekonomiczna, jak i prosta w implementacji.

EN

Ultrasonic waves exhibit effective propagation in homogeneous media such as liquids; however, their penetration ability is significantly limited by the heterogeneity of the medium. This phenomenon enables the detection of the presence of a gaseous phase in various liquids. In certain technological processes, the emergence of a gaseous phase may be an undesirable occurrence, necessitating prompt detection. This paper presents a concept for addressing this issue, which is both cost-effective and straightforward in implementation.

Słowa kluczowe

PL

ultradźwięk; pęcherzyk gazu; penetracja ultradźwiękowa; monitorowanie procesów; technika detekcji

EN

ultrasonic; gas bubble; ultrasonic penetration; process monitoring; detection technique

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 11
• Strony: 121--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Rakus Piotr

• Politechnika Częstochowska, Katedra Automatyki, Elektrotechniki i Optoelektroniki, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0003-3524-1472

Bibliografia

• [1] Śliwiński A.: Ultradźwięki i ich zastosowania. WNT. Warszawa 2001r.
• [2] Rojek M.: Metodologia badań diagnostycznych warstwowych materiałów kompozytowych o osnowie polimerowej. Open Aces Library vol. 2/2011
• [3] Borowik L., Rakus P.: „Problemy generacji, transmisji i odbioru fal ultradźwiękowych w ośrodkach gazowych.” Prace Komisji Naukowych PAN Oddz. w Katowicach. z.nr 34-35. 2011r.
• [4] Janu P., Šramek R. Intelligent distance measuring module using ultrasonic piezoelectric ceramic transducers. Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 96 NR 11/2020
• [5] Synowiec P., Andruszkiewicz A., Wędrychowicz W., Regucki P. Badania możliwości pomiaru strumienia objętości czynnika dwufazowego przepływomierzem ultradźwiękowym. Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 91 NR 10/2015
• [6] https://www.sparkfun.com/categories/23
• [7] https://www.arduino.cc/reference/en/libraries.
• [8] Ultrasound, 2020, available from: https://courses.washington.edu/bioen508/Lecture6-US.pdf
• [9] Coutinho FR., Ofuchi CY., Ramos de Arruda, Lucia V, Neves.F , Morales REM.: A New Method for Ultrasound Detection of Interfacial Position in Gas-Liquid Two-Phase Flow. SENSORS. Volume14, Issue5, Page9093-9116 May 2014.
• [10] Murai Y., Tasaka Y., Nambu Y., Takeda Y., Gonzalez R. : Ultrasonic detection of moving interfaces in gas-liquid twophase flow. Flow Measurement and Instrumentation.Volume 21, Issue 3, September 2010, Pages 356-366.
• [11] Dong F., Cai X., Murai Y., Tan C.: Time-resolved flowmetering of gas-liquid two-phase pipe flow by ultrasound pulse Doppler method. 7th International Symposium On Measurement Techniques For Multiphase Flows. Volume1428. 2012 r. DOI10.1063/1.3694720.
• [12] Dong, XX., Tan C., Yuan Y.; Dong F.: Oil-water two-phase flow velocity measurement with continuous wave ultrasound Doppler. Chemical Engineering Science. Volume 135, 2 October 2015, Pages 155-165.
• [13] Feng D., Huan G., Weiling L., Chao T.: Horizontal oil-water two-phase dispersed flow velocity profile study by ultrasonic doppler method. Experimental Thermal and Fluid Science. Volume 102, April 2019, Pages 357-367
• [14] Xu C., Tan C., Dong, F.: Transmission-Mode Ultrasonic Measurement for Gas Bubble Detection. 2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON MECHATRONICS AND CONTROL (ICMC).Page1379-1382.
• [15] Wen Wen*, Guang Hua Zong, Yang Yu, Liang Sun: The influence of bubbles on the performance of ultrasonic flow meter. Applied Mechanics and Materials 2014 (Volume 678). Pages: 285-289.
• [16] Sommerlatt HD., Kaiser E.: An ultrasonic test set-up for measuring fluid-flows with bubbles or particles. Technisches Messen. Volume71. Issue12. 2014. Page651-659.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).