Mikroprocesorowy anemometr z zanikającym sygnałem ultradźwiękowym

• Autorzy: Biernacki Z. , Borowik L. , Rakus P.

Warianty tytułu

EN

Microprocessor-based anemometer with fading ultrasonic signal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano anemometr ultradźwiękowy, którego działanie polega na pomiarze częstotliwości cykli "nadawanie-odbiór" sygnału pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem zgodnie lub przeciwnie do kierunku przepływu. Informacja o przepływie dla takiego rozwiązania, zawarta jest w różnicy częstotliwości powtarzania się tych cykli w zależności od prędkości i kierunku przepływu. Algorytm pomiarowy realizowany jest w układzie wykonanym w oparciu o mikroprocesor AT89C2051. Zastosowanie mikroprocesora do jednoczesnego sterowania nadajnikiem i odbiornikiem ułatwia synchronizację sygnałów co ma wpływ na poprawienie dokładności pomiarów. Zaproponowane rozwiązanie może być stosowane zarówno do pomiaru prędkości przepływu mediów gazowych jak i cieczy o zróżnicowanym składzie chemicznym czy stężeniu dzięki możliwości uniezależnienia wyniku od prędkości dźwięku, która jest charakterystyczna dla danego ośrodka w określonych warunkach. Przedstawiono również wybrane wyniki pomiarów prędkości przepływu powietrza przy użyciu takiego anemometru dla ustalonej prędkości mierzonej anemometrem kontrolnym w osi tunelu.

EN

The paper presents an ultrasonic anemometer whose principle of working is based on measurements of the frequency of "transmission - reception" cycles of an ultrasonic signal between the transmitter and receiver with or against the flow direction. Information about the flow velocity is contained in the frequency of these cycles which depends on the value of velocity and its direction. The measuring system uses a simple microprocessor AT89C2051 which controls the work of a transmitter and receiver set. The chosen results of measurements of the air velocity with this anemometer are presented. The suggested solution can be applied to measurements of the flow speed of gas as well as liquid of all kinds of chemical composition or concentration thanks to the possibility of obtaining results independent of the sound speed characteristic for the given medium under determined conditions. There are also given the measurement results of the air flow speed taken with this anemometer for the established speed measured with the testing anemometer in the tunnel axis.

Słowa kluczowe

PL

pomiary prędkości przepływów; przetworniki ultradźwiękowe; anemometr; przepływ

EN

measurement of flow velocity; ultrasonic transducers; anemometer; flow

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 10
• Strony: 1234--1237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr., wzor

Twórcy

autor

Biernacki Z.

autor

Borowik L.

autor

Rakus P.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Kompatybilności Elektromagnetycznej i Podstaw Telekomunikacji, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa,

Bibliografia

• [1] Wojciechowski J.: „Sygnały i systemy”. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1995.
• [2] Waluś S.: „Przepływomierze ultradźwiękowe - metodyka stosowania”. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice 1997.
• [3] Kalisz J.: „Podstawy Elektroniki cyfrowej”. WKiŁ, Warszawa 1998.
• [4] Biernacki Z.: „Sensory i systemy termoanemometryczne”, WKŁ, Warszawa 1997.
• [5] Weinbaum H.: „Ultrasonic gas flow measurement method and apparatus”. Flow Measurement and Instrumentation, Volume 7, Issues 3-4, September-December 1996.
• [6] Śliwiński A.: „Ultradźwięki i ich zastosowania”. WNT, Warszawa 1993.
• [7] Rusek M., Pasierbiński J.: „Elementy i układy elektroniczne”. WNT, Warszawa 1997.
• [8] Rakus P., Z. Biernacki: „Tor pomiarowy zmodyfikowanego układu anemometru ultradźwiękowego”. Materiały XXXV MKM, Kraków 2003 r., ss. 105-110. Katedra Metrologii pod patronatem KM i AN PAN.
• [9] Rakus P.: „Generacja i przetwarzanie sygnałów ultradźwiękowych przetwornikami piezoelektrycznymi dla zastosowań w anemometrii”. Materiały XXXIV MKM i Joint IMEKO TC-1, Wrocław 2002 r.