Ocena metrologiczna systemu pomiarowego dla potrzeb wyznaczania udziału faz w przepływie mieszanin gaz-ciecz metodą tomografii pojemnościowej 3D

• Autorzy: Wajman R. , Fidos H. , Fiderek P. , Jaworski T. , Nowakowski J. , Sankowski D. , Banasiak R.

Warianty tytułu

EN

Metrological evaluation of measurement system for two-phase flow fractions determination using 3D electrical capacitance tomography

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przemysłowe systemy diagnostyki i monitorowania potrzebują nowych narzędzi oferujących możliwości nieinwazyjnej obserwacji i analizy procesów przepływów dwufazowych mieszanin gaz-ciecz. Opracowany system pomiarowy dedykowany jest dla potrzeb nieinwazyjnego wyznaczania procentowego udziału faz oraz identyfikacji struktur w przepływach dwufazowych w rurociągach pionowych i poziomych. Artykuł prezentuje wybrane rezultaty prac badawczych, w wyniku, których dokonano oceny własności metrologicznych prototypowego systemu trójwymiarowej tomografii pojemnościowej. Prace badawcze obejmowały między innymi: zagadnienie optymalizacji struktury czujnika ECT, a także metrologiczną ocenę dokładności rekonstrukcji obrazu oraz wyznaczania procentowego udziału faz w porównaniu z innymi metodami. W wyniku przeprowadzonej analizy wykazano dużą przydatność systemu 3D ECT do nieinwazyjnego, szybkiego diagnozowania dynamicznych procesów przepływowych.

EN

The industrial diagnostic and monitoring systems require new methods offering the possibility of non-invasive observation and analysis of the two-phase gas-liquid mixtures flows. The designed new measurement system is dedicated for non-invasive percentage phase distribution calculation and flow structure identification in the vertical and horizontal pipelines. This paper presents some research results of the metrological validation of the designed three-dimensional capacitance tomography measurement system including: the 3D ECT sensor structure optimization, the metrological analysis of the image reconstruction process accuracy and the metrological analysis of the results of the phase distribution calculation method in comparison with other common technics. As a result of performed analysis the height capability of the 3D ECT measurement system for non-invasive real time dynamic flow processes identification was proved.

Słowa kluczowe

PL

przepływ dwufazowy; tomografia pojemnościowa ECT; wizualizacja trójwymiarowa; struktury przepływów; przepływy przemysłowe

EN

two-phase flow; capacitance tomography ECT; three-dimensional visualization; flow structures; industrial flows

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 3
• Strony: 49--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wajman R.

• Katedra Inżynierii Chemicznej Politechniki Łódzkiej

autor

Fidos H.

• Katedra Inżynierii Chemicznej Politechniki Łódzkiej

autor

Fiderek P.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkie

autor

Jaworski T.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej

autor

Nowakowski J.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej

autor

Sankowski D.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej

autor

Banasiak R.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej

Bibliografia

• [1] Banasiak R., Wajman R., Fidos H., Fiderek P., Jaworski T., Nowakowski J., Sankowski D.: System trójwymiarowej tomografii pojemnościowej w zastosowaniu do wyznaczania udziału faz oraz identyfikacji struktur w przepływach mieszanin gaz-ciecz. IAPGOS, 2013, nr 3, 28-31.
• [2] Banasiak R., Wajman R., Sankowski D., Soleimani M.: Three-dimensional non-linear inversion of electrical capacitance tomography data using a complete sensor model. Progress In Electromagnetics Research PIER, 100, 2010, pp. 219-234.
• [3] Fiderek P., Kucharski J.: A Computer Vision System for On-Line Two-Phase Gas-Liquid Flows Recognition Using Fuzzy Methods. Zeszyty naukowe AGH - Automatyka 15/3 2011, s. 505-519, ISSN: 1429-3447.
• [4] Fidos H., Wajman R., Banasiak R., Sowiński J., Sankowski D.: Application of electrical capacitance tomography system for non-invasive phases distribution detection in gas-liquid mixtures. Zeszyty naukowe Automatyka 3/2010, AGH, Kraków.
• [5] Jaworski T., Fiderek P., Wajman R., Banasiak R.: Identyfikacja przepływu dwufazowego gaz-ciecz oparta na ocenie rozmytej obrazów tomograficznych 3D. IAPGOS, 2013, nr 3, 41-48.
• [6] Soleimani M., Wang H., Li Y, Yang W.: A Comparative Study Of Three Dimensional Electrical Capacitance Tomography. International Journal For Information Systems Sciences, 2007, Vol.3, No.2.
• [7] Wajman R.: Nowa metoda rekonstrukcji obrazów dla potrzeb pojemnościowej tomografii procesowej. Praca doktorska, Politechnika Łódzka, Łódź, 2006.
• [8] Wajman R., Banasiak R.: Nowa metoda tunelowego wyznaczania macierzy wrażliwości dla potrzeb procesu rekonstrukcji obrazów dla trójwymiarowej tomografii pojemnościowej. IAPGOS, 2013, nr 3, 32-37.
• [9] Wajman R., Jaworski T., Fiderek P., Banasiak R.: Algorytmu dystrybucji znaczników czasowych dla potrzeb synchronizacji danych z różnych systemów pomiarowych. IAPGOS, 2013, nr 3, 38-40.
• [10] Warsito W., Marashdeh Q., Fan L-S. 2007 Electrical Capacitance Volume Tomography. IEEE Sensors Journal, Vol. 7, No. 4, pp. 525-535.
• [11] Xie C.G., Huang S.M., Hayes D.G., Gregory I.A., Beck C.M.: Transputer/DSP-based capacitance tomography for real-time imaging and velocity profile measurement of oilfield flow pipelines. Parallel Computing and Transputer Appl., Edts. M.S. Beck u.a., 1994, pp. 123-134.
• [12] Yang W.Q., Peng L.: Image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography. Meas. Sci. Technol. 2003, Vol. 14, No. 1, pp. R1-R13.
• [13] Yang W. Q., Spink D. M., York T. A., McCann H.: An image-reconstruction algorithm based on Landweber's iteration method for electrical capacitance tomography. Meas. Sci. Technol., 10, 1999, pp. 1065-1073.