Monitorowanie przemysłowych systemów przepływu grawitacyjnego materiałów sypkich w silosach o dużych gabarytach z użyciem tomografii ECT - badania wstępne

• Autorzy: Grudzień K. , Chaniecki Z. , Romanowski A. , Betiuk J. , Matusiak B. , Sankowski D.

Warianty tytułu

EN

Industrial monitoring systems of gravitational flow of granular materials in the large scale silo with the use of ECT tomography - preliminary study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł jest kontynuacją prac autorów, prowadzonych w laboratoriach Katedry Informatyki Stosowanej PŁ oraz naukowych jednostek współpracujących. Artykuł opisuje zagadnienie związane z projektowaniem czujników pomiarowych dla elektrycznej tomografii pojemnościowej. Przeniesienie konstrukcji, metod po­miarowych oraz analizy danych pomiarowych ECT ze zbiorników o stosunkowo niewielkich średnicach (do 0,2 m) do silosów o znacznie większych rozmiarach, występujących na szeroką skalę w zastosowaniach przemysłowych, stanowi główny element prac badawczych obecnie prowadzonych w laboratorium. W przypadku instalacji przemysłowych o dużo gabarytowych elementach przygotowanie odpowiedniego czujnika ECT staje się kluczową kwestią. Proces projektowania czujników ECT, opisany w artykule, opiera się na ocenie jego jakości za pomocą analizy parametrów wyznaczonej numerycznie mapy czułości czujnika. Proponowana metoda analizy czułości czujnika ma na celu skrócenie czasu wykonania końcowego projektu czujnika oraz przede wszystkim określenie jego przydatności do zastosowania do pomiaru przepływów grawitacyjnych w silosach o dużych rozmiarach.

EN

The paper is a continuation of the authors investigation, conducted in the laboratories of the Computer Engineering Department TUL in collaboration with other scientific units. The article describes the issue involving the project of Electrical Capacitance Tomography sensor for the measurements of the gravitational flow in silo. The transfer of the structure, methods of measurement and analysis of ECT data acquired from the silos of relatively small diameter, 0.2 m, to systems measurement of the silo with much larger diameter, occurring widely in industrial applications, is the main issue of the ongoing work. The design process of the ECT sensors bases on an assessment of its quality by means of numerical analysis of the parameters of the sensor sensitivity maps. The proposed method of analyzing the sensitivity of the sensor is designed to shorten the implementation of the final draft of the sensor and determine the usefulness of the prepared sensors for gravitational flow measurements.

Słowa kluczowe

PL

analiza czułości pomiarowej czujnika ECT; przepływ grawitacyjny materiałów sypkich; elektryczna tomografia pojemnościowa; ECT

EN

electrical capacitance tomography; analysis of ECT sensor sensitivity; gravitational flow of solid

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 15, z. 3
• Strony: 561--570
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Grudzień K.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Chaniecki Z.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Romanowski A.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Betiuk J.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Matusiak B.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Sankowski D.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Banasiak R., Algorytmy wizualizacji 3D w przemysłowych systemach elektrycznej tomografii procesowej. Rozprawa doktorska, 2007, 180.
• [2] Banasiak R., Jaworski T., Wajman R., Aplikacja dla potrzeb kompleksowego przetwarzania tomo-grajicznych danych pomiarowych tomokis studio. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, Seria: Elektryka, rocznik 1078, nr 121, 2010, 145-158.
• [3] Brandisky K., Romanowski A., Grudzień K., Sankowski D., Electrostatic Field Simulations in the Analysis and Design of Electrical Capacitance Tomography Sensors. Automatyka (półrocznik AGH), 2010.
• [4] Chaniecki Z., Dyakowski T., Niedostatkiewicz M., Sankowski D., Application of electrical capa-citance tomography for bulk solids flow analysis in silos. Particle and Particle Systems Characte-rization, 23, 3-4, 2006, 306-312.
• [5] Flores N., Gamio JC, Ortiz-Aleman C, Damian E., Sensor Modeling for an Electrical Capaci-tance Tomography System Applied to Oil Industry. Proc. of the COMSOL Multiphysics User's Conference Boston, 2005.
• [6] Grudzień K., Niedostatkiewicz M., Romanowski A., Chaniecki Z., Sankowski D., Analiza koncentracji materiału sypkiego w silosie z zastosowaniem Elektrycznej Tomografii Pojemnościowej (ECT). Automatyka (półrocznik AGH), 2009.
• [7] Grudzień K., Romanowski A., Chaniecki Z., Sankowski D., Niedostatkiewicz M., Description of the siło flow and bulk solid pulsation detection using ECT. Flow Measurement and Instrumenta-tion, vol. 21, 2010, 198-206.
• [8] Li Y., Yang WQ., Vwtual electrical capacitance tomography sensor. Journal of Physics: Conference Series 15, Sensors & Their Applications XIII, 2005, 183-188.
• [9] Lionheart WRB., Reconstruction algorithms for permittivity and conductivity imaging. Proc. of 2nd World Congress Industrial Process Tomography (Hannover), 2001, 4-11.
• [10] Olmos AM., Primicia JA., Marron JLF., Simulation design of electrical capacitance tomography sensors. IET Sci. Meas. Technol, vol. 1, (4), 2007, 216-223.
• [11] Peng L., Mou C, Yao D., Zhang B., Xiao D., Determination of the optimal axial length of the electrode in an electrical capacitance tomography sensor. Flow Measurement and Instrumenta-tion, 16, 2005, 169-175.
• [12] Piastowski A., Beck M.S, Thorn R., Dyakowski T., Imaging Industrial Flows: Applications of Electrical Process Tomography. Taylor & Francis, 1995, 232.
• [13] Reimbert ML., Reimbert AM. (ed), Silos, theory andpractice vertical silos, horizontal silos (re-taining walls). Lavoisier Pub., 1987, 552.
• [14] Romanowski A., Grudzień K., Williams RA., Analysis and Interpretation ofHopper Flow Beha-viour Using Electrical Capacitance Tomography. Particle & Particle Systems Characterization, vol. 23, Issue 3^ł, 2006, 297-305.
• [15] Scott D.M., McCann H., Process imaging for automatic control. Taylor and Francis, 2005, 439.
• [16] Wajman R., Mazurkiewicz Ł., Sankowski D., The Sensitivity Map in the Image Reconstruction Process for Electrical Capacitance Tomography. Proc. of 3rd International Symposium on Process Tomography in Poland, Łódź, 2004.
• [17] Wajman R., Sankowski D., Sensitivity analysis for Capacitance Tomography. w: Electrical Capacitance Tomography. Theoretical Basis and Applications.. Warszawa, 2010, 108-117, praca zbiorowa D. Sankowski, J. Sikora (red.), Instytut Elektrotechniki, Warszawa 2010, 308.
• [18] Warsito W.Q., Marashdeh Q., Fan L-S., Electrical Capacitance Yolume Tomography. IEEE Sensors Journal, vol. 7, No. 4, 2007, 525-535.
• [19] Wilde K., Rucka M., Tejchman J., Siło music-mechanism of dynamie flow and structure interac-tion. Powder Technology, 186, 2008, 113-129.
• [20] Yang WQ., Design of electrical capacitance tomography sensors. Meas. Sci. Technol., vol. 21, 4, 2010, 042001 (13pp).
• [21] Yang WQ., Key issues in designing capacitance tomography sensors. IEEE Sensors, EXCO, Korea, 2006.