Pomiary prędkości przepływu typu: gaz-ciało stałe, przy zastosowaniu elektrycznej tomografii pojemnościowej

• Autorzy: Mosorov Volodymyr , Sankowski Dominik

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.66.10

Warianty tytułu

EN

Flow tracing velocity measurement in plug flows using twin plane electrical capacitance tomography

• Konferencja: LI Międzyuczelniana Konferencja Metrologów MKM 2019 (LI, 23.09.2019-25.09.2019; Opole–Moszna; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wady znanej metody korelacji dla oszacowania opóźnienia czasowego. Wykazano, że metoda korelacji dla pomiaru prędkości przepływu w oparciu o obrazy tomograficzne otrzymane za pomocą dwupłaszczyznowego tomografu elektrycznego ma poważne ograniczenia w praktyce, zwłaszcza gdy przepływ przebiega w postaci tzw. korków. Podstawowym problemem jest niestacjonarność mierzonych danych, dlatego wymóg korelacji danych wejściowych nie jest spełniony. Wykazano, że prędkość przepływu może być mierzona wówczas gdy funkcja korelacji wzajemnej obliczona na podstawie danych wejściowych posiada globalne maksimum. Zaproponowano oryginalny algorytm automatycznego określania interwałów czasowych do obliczania prędkości przepływu. Pokazano, że algorytm pozwala obliczyć prędkość przepływu we właściwy sposób. Przedstawiono wyniki obliczeń prędkości przepływu przy użyciu proponowanej koncepcji reżimu dynamicznego przepływu gazu i ciała stałego.

EN

The article presents the disadvantages of the known correlation method for estimating time delay. It has been shown that the correlation method for measuring the flow velocity based on tomographic images obtained with a two-plane electrical tomography has serious limitations in practice, especially when the flow is in the plug regime case. The basic problem is the non-stationarity of the measured data, therefore the requirement to correlate the input data is not met. It has been shown that the flow rate can be measured when the data is suitable. An approach for determining the time intervals for calculating the flow velocity was proposed. It has been shown that the approach allows calculating the flow rate in the right way. The results of flow velocity calculations using the proposed concept of a dynamic gas and solid flow regime are presented. Although the proposed concept was verified for tomographic data only, the authors assume that it can be applied for measurement systems based on other modalities, for example, gamma-ray measurement and other systems which employed a cross-correlation function.

Słowa kluczowe

PL

tomografia elektryczna; prędkość przepływu; interwał czasowy

EN

electric tomography; flow velocity; time interval

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 66
• Strony: 49--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Mosorov Volodymyr

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej tel.: [phone]

autor

Sankowski Dominik

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Ameran, H.L.M., Mohamad, E.J., Rahim, R.A., Rashid, W.N.A., Mohamad, M.M., Hashim, H., Zakaria, Z., Shaib, M.F. and Marwah, O.M.F. Velocity measurement simulative study of twin plane ECT using advanced cross correlation technique, 2015, 10(19).
• 2. Baker, R.C. Flow measurement handbook: Industrial designs, operating principles, performance, and applications, 2000, Cambridge: Cambridge University Press.
• 3. Banasiak, R., Wajman, R., Jaworski, T., Fiderek, P., Fidos, H., Nowakowski, J. and Sankowski, D. Study on two-phase flow regime visualization and identification using 3D electrical capacitance tomography and fuzzylogic classification’, International Journal of Multiphase Flow, 58, 2014, 1–14.
• 4. Beck, M.S. and Pląskowski, A. Cross correlation Flowmeters, their design and application. 1987, Available at: https://books.google.ie/books/aboutCross_Correlation_Flowmeters_Their_Desig.html
• 5. Bolton, G.T., Hooper, C.W. and Stitt, E.H. Flow distribution and velocity in a radial flow fixed bed reactor using electrical resistance tomography’, 3rd World Congress on Industrial Process Tomography, Banff, Canada, 2003, 813–820.
• 7. Brzeski, P., Mirkowski, J., Olszewski, T., Pląskowski, A., Smolik, W. and Szabatin, R. Multichannel capacitance tomograph for dynamic process imaging - Optoelectronics review , 2003, 11(3).
• 8. Corlett, A.E. (2001) Determination of Flow Patterns and Void Fraction of Multiphase Flows Using Electrical Capacitance Tomography. 2nd World Congress on Industrial Process Tomography, 2001, Hannover, Germany, 636–643.
• 9. Dyakowski, T. Process tomography applied to multiphase flow measurement’, Measurement Science and Technology, 7(3), 1996, 343–353.
• 10. Dyakowski, T. and Williams, R.A. Measurement of particle velocity distribution in a vertical channel’, Powder Technology, 77(2), 1993, 135–142.
• 11. Falcone, G., Hewitt, G.F., Alimonti, C. and ., C. Multiphase flow metering, volume 54: Principles and applications (developments in petroleum. 2009, Oxford: Elsevier Science.
• 12. Falcone, G., Hewitt, G.F., Alimonti, C. and Harrison, B. Multiphase flow metering: Current trends and future developments’, Journal of Petroleum Technology, 2002, 54(4).
• 13. Jaworski, A.J. and Dyakowski, T. Tomographic Measurements of Solids Mass Flow in Pneumatic Conveying. What Do We Need to Know About the Flow Physics?, 2nd World Congress on Industrial Process Tomography, Hannover, Germany, 2001, 353–361.
• 14. Mosorov, V. A method of transit time measurement using twin-plane electrical tomography, Measurement Science and Technology, 17(4), 2006, 753–760.
• 15. Mosorov, V., Sankowski, D., Mazurkiewicz and Dyakowski, T. The best-correlated pixels method for solid mass flow measurements using electrical capacitance tomography, Measurement Science and Technology, 2002, 13(12), 1810–1814.
• 16. Sankowski D., Mosorov V., Grudzień K., Mass flow measurements based on a virtual channel concept, 5th International Conference on Intelligent Systems Design and Applications (ISDA'05), 2005, 274 - 279.
• 17. Saoud, A., Mosorov, V. and Grudzień, K. Swirl flow analysis based on electrical capacitance tomography, Informatics, Control, Measurement in Economy and Environment Protection, 6(2), 2016, 19–23.
• 18. Scott, D.M. and McCann, H. (eds.) Process imaging for automatic control. United States: 2005, CRC Press
• 19. Yang, W. Design of electrical capacitance tomography sensors’, Measurement Science and Technology, 21(4), 2010, 042001.
• 20. Yang, X., Zhang, Y., Zhou, D. and Yang, R. An improved iterative back projection algorithm based on ringing artifacts suppression, Neurocomputing, 162, 2015, 171–179.
• 21. Wang Mi. Industrial Tomography: Systems and Applications. Elsevier, 2015,744 s.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).