Numerical study on a hydraulic converter in a laser Doppler flowmeter

• Autorzy: Zator S.

Warianty tytułu

PL

Badania numeryczne przetwornika hydraulicznego Dopplerowskiego przepływomierza laserowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents research on a prototype flowmeter for liquid volume measurements using a method applied by a laser anemometry. The prototype construction was preceded by simulation studies of a hydraulic part of the flowmeter. The results of simulation enabled to plan measurements in such a way that an average liquid velocity could be computed at a minimal number of measurements. The designed prototype flowmeter has been constructed and a series of verifying measurements has been carried out. From the calculation results it appears that without calibration we can obtain an uncertainty of the flow measurements 0.3 - 0.4% for the range 100:1. For a flowmeter using the designed hydraulic transducer with the best properties (long-radial nozzle) measuring errors 1.6% (without calibration) and 0.2% (after calibration) have been obtained.

PL

Przedstawiono badania nad prototypem przepływomierza do pomiaru strumienia objętości cieczy wykorzystującego metodę stosowaną w anemometrii laserowej. Budowę prototypu poprzedziły badania symulacyjne części hydraulicznej przepływomierza, przedstawione w niniejszym artykule. Wyniki badań symulacyjnych posłużyły do zaplanowania pomiarów w taki sposób, aby przy minimalnej liczbie pomiarów obliczyć prędkość średnią cieczy. Wykonano zaprojektowany prototyp przepływomierza oraz przeprowadzono serie pomiarów sprawdzających. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń numerycznych wynika, że bez wzorcowania można uzyskać niepewność pomiaru strumienia na poziomie 0.3 - 0.4% wartości zmierzonej dla zakresu pomiarowego 100:1. Dla wariantu przepływomierza, w którym wykorzystano opracowany przetwornik hydrauliczny o najlepszych właściwościach (dysza długopromieniowa), uzyskano błąd pomiaru strumienia na poziomie 1.6% bez wzorcowania i 0.2% po wzorcowaniu.

Słowa kluczowe

EN

laser flowmeter; hydraulic converter

PL

przepływomierz laserowy; przetwornik hydrauliczny

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 2
• Strony: 141--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zator S.

• Politechnika Opolska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

Bibliografia

• 1. Lehmacher Th., Müller H., Grosche G., Strunck V., Dopheide D.: Doppler Global-Velocimetrie: eine neue Methode zur Erfassung von Strömungsgeschwindigkeitsfeldern in Rohrleitungen, In: Lasermethoden in der Strömungsmeßtechnik., 8. Fachtagung veranstaltet von der Deutschen Gesellschaft fur Laser-Anemometrie (GALA'2000), Technische Universität München, 12-14. IX. 2000. Verlag Shaker, Aachen, ISBN 3-8265-7809-0, Beitrag 19.1-19.7.
• 2. EN 24185: 1993 Measurement of liguid flow in closed conduits - Weighig method.
• 3. Zator, S.: Czy przepływomierze laserowe to przyszłość stanowisk legalizacyjnych dla przepływomierzy i liczników wody?, Pomiary Automatyka Kontrola 11/99, s. 36-39.
• 4. Z. Kabza, S. Zator, J. Kamiński: Laserowe przepływomierze dopplerowskie jako wzorce kontrolne. Pomiary Automatyka Robotyka 2/96.
• 5. Strunck V., Müller H., Krey E.-A., Dopheide D.: Gas Flow Metering with New Laser Doppler Sensors Monitoring Centre Line Velocity and Boundary Layer, Conference Proceedings 8th International Conference of Flow Measurement, FLOMEKO'96, 20-24.X.96 Beijing, Chin, International Academic Publishers, pp. 534-537.
• 6. Jabłoński R.: A New Laser Scanning Method for Diameter Measurement, Proceedings of 2nd IMEKO TC14 International Symposium on Metrology for Quality Control in Production ISMQC/IMEKO'99, Conference Proceedings s. 271-275.
• 7. Dopheide D., Kaminski Y., Proskumev S., Strunck V., Müller H.: Optical Flow Rate Measurement Technologies in Germany and Russia, Conference Proceedings International Gas Research Conference (IGRC98), San Diego, Kalifornien (USA), 8-11.XI.1998, Printed Proceedings. Volume II: Transmission and Storage, Gas Research Institute, GRI-98/0226.2, TSP-03, pp. 241-249.
• 8. ISO 5167: Measurement of fluid flow by means of orifice plates, nozzles, and venturi tubes inserted in circular cross-section conduits runing full, Geneva 1988.
• 9. Kabza Z.: Urządzenie do wyrównywania rozkładu prędkości płynu przed zwężką. Patent 65340, 10.04.1972.
• 10. Dobrowolski B., Kabza Z.: Teoretyczna analiza wpływu osiowo symetrycznej deformacji pola prędkości i zawirowania strugi na właściwości metrologiczne zwężek pomiarowych. Studia i Monografie - z. 59, WSI, Opole 1991.
• 11. Ferziger J. H., Perić M.: Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg 1999.
• 12. Fidap 8.5: Fluid Dynamics Analysis Package. Fluid Dynamics International, Inc. 1999.
• 13. Kabza Z., Kostyrko K.: Metrologia przepływów, gęstości i lepkości. Studia i Monografie, z. 87, WSI, Opole 1995.
• 14. Dobrowolski B., Kabza Z., Kręcisz K.. Nowosielski G.: Numeryczne badania prototypowego stabilizatora strugi przy złożonej deformacji poła prędkości, Oficyna Wydawnicza Politechniki Łódzkiej, Zeszyt Naukowy nr. 117, 2000, s. 8-13.
• 15. Zator S.: Pomiar strumienia objętości płynów za pomocą anemometru laserowego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Materiały II Konferencji Grantowej, Rzeszów 2000, s. 6-11.