Slug flow velocity estimation during pneumatic conveying of bulk solid materials based on image processing techniques

• Autorzy: Miłak Mateusz , Leszczyńska Agnieszka , Grudzień Krzysztof , Romanowski Andrzej , Sankowski Dominik

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.0881

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie prędkości przepływy korkowego w transporcie pneumatycznym materiału sypkiego w oparciu o techniki przetwarzania obrazów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the use of fast cameras and image processing and analysis methods to determine the velocity of pneumatic transport of bulk material. The presented solution is dedicated to the analysis of dense flow in the form of slugs moving in a horizontal section of the pipeline. The developed image-processing algorithm is based on the estimation of the bulk solid material level in the pipeline in particular moments of the process. The acquisition of an image containing the area of two separate sections of the pipeline allows to determine the shift-time of material between two pre-defined pipeline regions. The obtained results indicate the proper action of the developed system.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie szybkich kamer oraz metod przetwarzania i analizy obrazów do wyznaczenia prędkości transportu pneumatycznego materiału sypkiego. Przedstawione rozwiązanie dedykowane jest analizie zmian prędkości przepływu gęstego w formie korków przemieszczających się w poziomym odcinku rurociągu. Opracowany algorytmy przetwarzania obrazów opiera się na wyznaczeniu poziomu wypełnienia rurociągu materiałem sypkim w poszczególnych chwilach trwania procesu. Akwizycja obrazu zawierającego obszar dwóch oddzielnych sekcji rurociągu pozwoliła na określenie czasu przejścia materiału między oboma, pre-definiowanymi, obszarami rurociągu. Uzyskane wyniki wskazują na poprawne działanie opracowanego systemu.

Słowa kluczowe

EN

CCD camera; image processing; pneumatic conveying; flow velocity

PL

kamera CCD; przetwarzanie obrazu; transport pneumatyczny; prędkość przepływu

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 9, nr 1
• Strony: 11--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Miłak Mateusz

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

autor

Leszczyńska Agnieszka

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

autor

Grudzień Krzysztof

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

autor

Romanowski Andrzej

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

autor

Sankowski Dominik

• Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

Bibliografia

• [1] Abdalellah O. Mohmmed, Mohammad S. Nasif, Hussain H. Al-Kayiem, Rune W. Time: Measurements of translational slug velocity and slug length using an image processing technique. Flow Measurement and Instrumentation 50/2016, 112–120.
• [2] Abdolahzare Z., Mehdizadeh S.A.: Nonlinear mathematical modeling of seed spacing uniformity of a pneumatic planter using genetic programming and image processing. Neural Computing and Applications 29/2018, 363–375, [DOI: 10.1007/s00521-016-2450-1].
• [3] Chaniecki Z., Grudzień K., Jaworski T., Rybak G., Romanowski A., Sankowski D.: Diagnostic system of gravitational solid flow based on weight and accelerometer signal analysis using wireless data transmission technology. Diagnostic of gravitational solid 17(4)/2013, 319–326.
• [4] Chaniecki Z., Sankowski D.: Monitorowanie i diagnozowanie stanów dynamicznych z użyciem tomografii procesowej. Diagnostyka procesów i systemów, Warszawa 2007, 388–394.
• [5] Fiderek P., Wajman R., Kucharski J.: Fuzzy clustering based algorithm for determination for the two-phase gas-liquid flows similarity level. Przegląd Elektrotechniczny 90(2)/2014, 52–55.
• [6] Gao L., Yan Y., Lu G.: Contour-based Image Segmentation for On-line Size distribution Measurement of Pneumatically Conveyed Particles. IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Binjiang 2011, 1–5, [DOI: 10.1109/IMTC.2011.5944318].
• [7] Grudzien K., Chaniecki Z., Romanowski A., Niedostatkiewicz M., Sankowski D.: ECT Image Analysis Methods for Shear Zone Measurements during Silo Discharging Process. Chinese Journal of Chemical Engineering 20(2)/2012, 337–345, [DOI:10.1016/S1004-9541(12)60396-6].
• [8] Grudzień K., Chaniecki Z., Rybak G., Niedostatkiewicz M., Matusiak B., Romanowski A.: Multi-measurement system of gravitational flow process in slim large-scale silo. 7th World Congress on Industrial Process Tomography, WCIPT7, Kraków 2013.
• [9] Grudzień 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 21/2010, 198–206.
• [10] Grudzien K., Romanowski A., Sankowski D. & R. A. Williams (2007), Gravitational Granular Flow Dynamics Study Based on Tomographic Data Processing. Particulate, Science and Technology 26(1)/2008, 67–82 [DOI: 10.1080/02726350701759373].
• [11] Honkanen M., Eloranta H., Saarenrinne P.: Digital imaging measurement of dense multiphase flows in industrial processes. Flow Measurement and Instrumentation 21/2010, 25–32.
• [12] Jaworski A.J., Dyakowski T.: Application of electrical capacitance tomography for measurement of gas-solids flow characteristics in a pneumatic conveying system. Meas. Sci. Technol. 12/2001, 1109–1119.
• [13] Jaworski A.J., Dyakowski T.: Application of electrical capacitance tomography for measurement of gas-solids flow characteristics in a pneumatic conveying system. Meas. Sci. Technol. 12/2001, 1109–1119.
• [14] Li J., Webb C., Pandiella S.S., Campbell G.M., Dyakowski T., Cowell A., McGlinchey D.: Solids deposition in low-velocity slug flow pneumatic conveying. Chemical Engineering and Processing 44/2005, 167–173.
• [15] Mi Bo: Low-velocity pneumatic transportation of bulk solids. Ph.D. thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Wollongong, 1994. http://ro.uow.edu.au/theses/83.
• [16] Miłak M., Chaniecki Z., Sankowski D., Grudzień K., Romanowski A.: Image processing for evaluation of settled layer during pneumatic conveying of granular solids. IIPhDW 2018.
• [17] Miłak M., Grudzień K., Romanowski A., Sankowski D.: Analysis of Slug Flows in Pneumatic Conveying of Solid based on CCD, IIPhDW 2017.
• [18] Mosorov V.: Phase spectrum method for time delay estimation using twin-plane electrical capacitance tomography. Electronics letters 42(11)/2006, 0013–5194.
• [19] Niederreiter G., Strauss M., Sommer K., Herrmann H.: Investigations on the formation and stability of plugs at dense-phase pneumatic conveying. International Congress for Particle Technology Nürnberg, PARTEC, 2004.
• [20] Pan R., Wypych P.W.: Pressure drop and slug velocity in low-velocity pneumatic conveying of bulk solids. Powder Technology 94/1997, 123–132.
• [21] Romanowski A., Grudzien K., Chaniecki Z., Wozniak P.: Contextual processing of ECT measurement information towards detection of process emergency states. 13th International Conference on Hybrid Intelligent Systems – HIS 2013, 291–297, [DOI: 10.1109/HIS.2013.6920448].
• [22] Romanowski A., Grudzień K., Aykroyd R., Williams R.: Advanced Statistical Analysis as a Novel Tool to Pneumatic Conveying Monitoring and Control Strategy Development. Part. Part. Syst. Charact. 23(3-4)/2006, 289–296.
• [23] Saoud A., Mosorov V., Grudzien K.: Measurement of velocity of gas/solid swirl flow using Electrical Capacitance Tomography and cross correlation technique. Flow Measurement and Instrumentation 53/2017, 133–140, [DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2016.08.003].
• [24] Soleimani M., Mitchell C.N., Banasiak R., Wajman R., Adler A.: Fourdimensional electrical capacitance tomography imaging using experimental data. Progress in Electromagnetics Research 90/2009, 171–180.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).