Badania czujników anemometrycznych wykorzystywanych w metodach pomiaru pola prędkości i strumienia objętości – wyznaczanie źródeł błędów, analiza niepewności

• Autorzy: Kruczkowski J. , Krach A. , Krawczyk J.

Warianty tytułu

EN

Research on velocity sensors and transducers applied the measurement of velocity field and flow rate – designation of error sources and uncertanitity analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wynik pomiaru jest estymatą wielkości mierzonej. Z tego powodu musi być podawany wraz z niepewnością, czyli parametrem charakteryzującym rozrzut wartości, które można w uzasadniony sposób przypisać wielkości mierzonej. Stosowane w metodach pomiaru pola prędkości i wyznaczania strumienia objętości w systemach wentylacyjnych czujniki anemometryczne są wrażliwe na szereg czynników mających swój udział w powstaniu błędu pomiaru. W nowoczesnych, stacjonarnych anemometrach skrzydełkowych typu smart, dominującym składnikiem niepewności pomiaru jest składnik pochodzący od fluktuacji przepływu. Ponieważ anemometr skrzydełkowy nie mierzy bezpośrednio fluktuacji, nie jest możliwe wprowadzenie poprawki, np. wprost do wyniku pomiaru już w układzie elektronicznym czujnika. Celem opisanych w artykule badań było oszacowanie niepewności pomiaru lokalnej prędkości ze względu na fluktuacje. Po wyprowadzeniu zależności na niepewność rozszerzoną pomiaru, wykonano rejestrację pól prędkości w kilku rejonach sieci wentylacyjnej kopalni. Porównano wielkość niepewności rozszerzonej i udział jej składowych, dla różnych miejsc pomiaru prędkości lokalnej w przekroju różniących się wzajemnie wyrobisk. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem prędkości zwiększa się udział składowej pochodzącej od fluktuacji.

EN

What the measurements actually provides is the estimate of measured value. Therefore it should be given together with uncertanitity of such estimate, which is a parameter characterizing dispersion of values, which in justified way may be attributed to the measured value. Anemometric sensors applied in measurements if the velocity field and volumetric flow rate are sensitive to several factors causing the measurement error. In case of the modern, stationary vane anemometers of the smart type, the dominant uncertainty factor originates from the flow fluctuations. Vane anemometer does not measure fluctuations directly. Therefore there is no way to implement a correction e.x. directly as a function of the electronic circuit of the sensor. The aim of the research described in this paper was to estimate the effect of flow fluctuations on the measurement uncertainity. Formal and experimental analysis provided formulae for extended uncertanitity. This estimate was applied for data acquired by series of multipoint velocity measurements in crossections of various mine workings. Magitude of the uncertainity itself and individual shares of particular factors was compared. Properties of the vane sensor have proven to be the main component of the uncertainity.

Słowa kluczowe

PL

niepewność pomiaru prędkości powietrza; anemometr skrzydełkowy; fluktuacje prędkości powietrza; wentylacja kopalń; wielopunktowy pomiar pola prędkości powietrza; wydatek przepływu; strumień objętości

EN

uncertainty of air velocity measurement; vane anemometer; flow velocity fluctuations; mine ventilation multipoint velocity measurement; velocity field; volumetric flow rate

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 10, no. 1-4
• Strony: 115--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kruczkowski J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Krach A.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Krawczyk J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Chmiel W., Kruczkowski J., 2005: Badanie wpływu zaburzeń profilu prędkości powietrza na pomiary wykonywane anemometrami stacjonarnymi różnych typów. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN. Tom 7, nr 1-2 . Kraków.
• Dziurzyński W., 1996: Optymalna lokalizacja w przekroju wyrobiska stacjonarnego anemometru systemu monitoringu sieci wentylacyjnej kopalni. Archives of Mining Sciences, Vol. 41, Issue 3, Kraków.
• Burrows J., Hemp R., Holding W., Stroch R.M. 1989: Environmental Engineering In South African Mines. Wyd. Mine Ventilation Society of South Africa.
• GUM, 1999: Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik. Główny Urząd Miar RP. Warszawa.
• Krach A., 2004: Źródła niepewności w kopalnianych pomiarach wentylacyjnycyh. Archives of Mining Sciences, Vol. 49, Special Issue, Kraków.
• Krach A., Krawczyk J., Kruczkowski J., Pałka T., 2006: Zmienność pola prędkości i strumienia objętości powietrza w wyrobiskach kopalń głębinowych. Archives of Mining Sciences, Monograph 1, Kraków.
• Kruczkowski J., 2008: Analiza porównawcza danych z przetworników prędkości stosowanych w monitoringu wentylacji kopalń. Przegląd Górniczy.
• Krysicki W., Bartos J., Dyczka W., Królikowska K., Wasilewski M., 1998: Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka matematyczna w zadaniach. PWN, Warszawa.
• Pacut A., 1985: Prawdopodobieństwo, teoria, modelowanie probabilistyczne w technice. WNT, Warszawa.