Methods for monitoring gravitational flow in silos using tomography image processing

• Autorzy: Grudzień K. , Sankowski D.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.4577

Warianty tytułu

PL

Metody monitorowania przepływu grawitacyjnego w silosach z zastosowaniem przetwarzania obrazów tomograficznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the methods of monitoring of the process of gravitational silo discharging with aid of tomography techniques. The described methods apply to funnel and mass flow measurement. The core unit of the presented monitoring system is an image-processing module, while the images are obtained with aid of the electrical capacitance tomography. For the funnel type of flow, the outputs of image processing are parameters describing the process flow, location and material concentration in funnel area. In the case of the mass flow regime the presented method provides information about the parameters of shear zones arising by the wall region of the silo that influence the interaction between the bulk and silo construction during silo discharging.

PL

Artykuł przedstawia metody monitorowania procesu grawitacyjnego opróżniania silosu z materiałów sypkich z zastosowaniem technik tomograficznych. Opisane metody dotyczą pomiaru przepływu kominowego oraz masowego. Głównym elementem systemu monitorowania jest moduł przetwarzania obrazów uzyskanych przy pomocy elektrycznej tomografii pojemnościowej. Wynikiem przetwarzania obrazów są parametry procesu, opisujące lokalizację komina przepływu i koncentracji materiału w jego obszarze dla przepływu kominowego. W przypadku przepływu masowego przedstawiona metoda dostarcza informacji o obszarze strefy ścinania, występującej w obszarze przyściennym silosu, mającą wpływ na wynik interakcji materiału sypkiego i konstrukcji silosu podczas jego rozładunku.

Słowa kluczowe

EN

electrical capacitance tomography; tomography image processing; gravitational flow; granular material

PL

elektryczna tomografia pojemnościowa; przetwarzanie obrazów tomograficznych; przepływ grawitacyjny; materiał sypki

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 7, nr 1
• Strony: 24--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Grudzień K.

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

autor

Sankowski D.

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

Bibliografia

• [1] Banasiak R., Wajman R., Jaworski T., Fiderek P., Fidos H., Nowakowski J., Sankowski D.: Study on two-phase flow regime visualization and identification using 3D electrical capacitance tomography and fuzzy-logic classification. International Journal of Multiphase Flow, 58/2014, 1–14.
• [2] Buick J.M., Chavez-Sagarnaga J., Zhing Z., Ooi J.Y., Pankaj D.M., Cambell D.M., Greated C.A.: Investigation of silo-honking: slip-stick excitation and wall vibration. Journal of Engineering Mechanics ASCE, 131(3)/2005, 299–307.
• [3] Chaniecki Z., Dyakowski T., Niedostatkiewicz M., Sankowski D.: Application of electrical capacitance tomography for bulk solids flow analysis in silos. Particle and Particle Systems Characterization, 23(3-4)/2006, 306–312.
• [4] Dhoriyani M.L., Jonnalagadda K.K., Kandikatla R.K., Rao K.K.: Silo music: sound emission during the flow of granular materials through tubes. Powder Technology, 167/2006, 55–71.
• [5] Dyakowski T., Edwards R.B., Xie C.G., Williams RA.: Application of capacitance tomography to gas-solid flows. Chemical Engineering Science, 52/1997, 2099–2110.
• [6] Grudzien K., Chaniecki Z., Romanowski A., Niedostatkiewicz M., Sankowski D.: CT Image Analysis Methods for Shear Zone Measurements during Silo Discharging Process. Chinese Journal of Chemical Engineering, 22/2012, 337–345.
• [7] Grudzień K., Niedostatkiewicz M., Adrien J., Maire E., Babout L.: Analysis of the bulk solid flow during gravitational silo emptying using X-ray and ECT tomography. Powder Technology, 224/2012, 196–208.
• [8] Grudzień K., Romanowski A., Aykroyd RG., Williams RA.: Advanced statistical computing for capacitance tomography as a monitoring and control tool. Intelligent Systems Design and Applications, 2005, 49–54.
• [9] Grudzien K., Romanowski A., Chaniecki Z., Niedostatkiewicz M., Sankowski D.: Description of the silo flow and bulk solid pulsation detection using ECT. Flow Measurement and Instrumentation, 21(3)/2009, 198–206.
• [10] Grudzień K.: Radiography Image Processing for Analysis of Gravitational Funnel Flow in Silo. Computer Science in Novel Applications, 2012, 137–158.
• [11] Lionheart W.R.B.: Review: Developments in EIT reconstruction algorithms: pitfalls, challenges and recent development. Physiol. Meas., 25/2004, 125–142.
• [12] Mosorov V.: Flow Pattern Tracing for Mass Flow Rate Measurement in Pneumatic Conveying Using Twin Plane Electrical Capacitance Tomography. Particle & Particle Systems Characterization, 25(3)/2008, 259–265.
• [13] Muite B.K., Quinn F.S., Sundaresan S., Rao K.K.: Silo music and silo quake: granular flow-induced vibration. Powder Technology, 145/2004, 190–202.
• [14] Niedostatkiewicz M., Tejchman J.: Experimental and theoretical studies on resonance dynamic effects during silo flow, Powder Handling and Processing, 15(1)/2003, 36–42.
• [15] Pląskowski A., Beck M.S., Thorn R., Dyakowski T.: Imaging industrial flows, applications of electrical process tomography, Institute of Physics Publishing, Bristol, 1995.
• [16] Romanowski A., Grudzień K., Banasiak R., Williams R.A., Sankowski D.: Hopper Flow Measurement Data Visualization: Developments Towards 3D. 5th World Congress on Industrial Process Tomography.
• [17] Rymarczyk T., Filipowicz S.F., Sikora J.: Comparing methods of image reconstruction in electrical impedance tomography. Computer Applications In Electrical Engineering, 9/2011, 23–33.
• [18] Sankowski D., Sikora J.: Electrical Capacitance Tomography: Theoretical Basis and Applications, edited by Dominik Sankowski and Jan Sikora, Wydawnictwa Książkowe Instytutu Elektrotechniki, 2010.
• [19] Schulze D.: Powders and Bulk Solids, Springer, 2008.
• [20] Scott D.M., McCann H.: Process Imaging for automatic control, Taylor and Francis Group, 2005.
• [21] Seville J.P.K., Tuzun U., Clift R.: Processing of Particulate Solids. Blackie Academic, London, 1997.
• [22] Wilde K., Rucka M., Tejchman J.: Silo-quake-measurements, a numerical polar approach and a way for its suppression. Powder Technology, 186(2)/2007, 113–129.
• [23] Yang W.Q., Liu S.: Role of tomography in gas/solids flow measurement. Flow Meas. and Instrum., 11/2000, 237–244.
• [24] Yang W.Q., Liu S.: Role of tomography in gas/solids flow measurement. Flow Measurement and Instrumentation, 11/2000, 237–244.
• [25] Yang W.Q., Peng L.: Image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography. Meas. Sci. Technol. 14/2003, R1–R13.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).