Anemometr z sinusoidalną modulacją współczynnika nagrzania i jego praca w adaptacyjnym systemie komputerowym

• Autorzy: Kiełbasa J.

Warianty tytułu

EN

Anemometer with sinusoidally modulated overheating ratio and its work in adaptive computer system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy metody jednoczesnego pomiaru prędkości v przepływu medium, jego temperatury Tg i przesunięcia fazowego φ na grzanym włóknie za pomocą jednowłóknowej sondy termoanemometrycznej pracującej w układzie anemometru stałotemperaturowego, w którym moduluje się periodycznie współczynnik N(t) nagrzania włókna. Opisywana metoda dotyczy przepływów z wolno zmieniającymi się parametrami w czasie. Na skutek modulacji rezystancji pracy grzanego włókna zmienia się prąd zasilania proporcjonalny do mierzonego napięcia na rezystorze włączonym szeregowo z włóknem. Napięcie to jest poddane analizie furierowskiej, w wyniku której dostaje się zerową i pierwszą składową prądu zasilania włókna oraz przesunięcie fazowe pomiędzy prądem a sygnałem modulującym. Składowe te są funkcjami prędkości przepływu medium i jego temperatury. Rozwiązując otrzymane równania otrzymuje się poszukiwane wielkości. Przedstawiana metoda stanowi rozwinięcie wcześniej publikowanego rozwiązania, w którym temperatura grzanego włókna była modulowana dwustanowo. Taka modulacja powodowała chwilowe przegrzania włókna, co generowało błędy w wyliczaniu tak prędkości jak i temperatury medium.

EN

The paper demonstrates a method for simultaneous measurements of flow velocity v and the temperature of the medium Tg by means of a single-wire probe operating in a CTA configuration where the overheating ratio N(t) is modulated sinusoidally. Presented method concerns slowly changeable flows. Due to modulation of hot-wire resistance supply voltage of wire changes. Developing the voltage into Fourier series, the relationships between the zero order component I0 and the first order component I1 of the voltage across the hot wire and the flow velocity v and medium temperature Tg can be found. Thus obtained two nonlinear algebraic equations allow for simple computation of flow velocity v and medium temperature Tg. This method is developed from the earlier where the temperature of the wire was modulated stepwise. This manner of modulation caused transitory overheating of the wire and led to errors of the velocity and temperature calculations.

Słowa kluczowe

PL

anemometr cieplny

EN

hot wire probe

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 7, no. 1-2
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasa J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] King, L.V.: On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid, Phil. Trans. Roy. Soc. London A 214, 373-432, (1914).
• [2] Kiełbasa, J.: Sposób pomiaru prędkości przepływu płynu oraz anemometr skompensowany temperaturowo, Patent RP nr 152363, (1991).
• [3] Ligęza, P.: Metoda pomiaru prędkości w nieizotermicznych przepływach pojedynczą sondą termo- anemometryczną. Praca doktorska w Instytucie Mechaniki Górotworu PAN, (1993).
• [4] Ferreira, R.P.C., Freire, R.C.S., Deep, G.S., Neto, J.S.R., Oliveira A.: Fluid Temperature Compensation In a Hot Wire Anemometer Using a Single Sensor, IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Baltimore, Maryland, USA, 1-4 May 2000,(2000).
• [5] Ligęza P.: Sterowany komputerowo wielokanałowy termoanemometryczny system pomiarowy pracujący w oparciu o koncepcję sterowanego układu stałotemperaturowego, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu 2003, t. 5, nr 2, s. 237-244.
• [6] Gawor M.: Oprogramowanie termoanemometrycznego systemu pomiaru pól prędkości przepływu gazu, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu 2003, t. 5, nr 2, s. 245-252.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).