Metoda eliminacji zakłóceń elektromagnetycznych w pomiarach termoanemometrycznych

• Autorzy: Ligęza Paweł , Jamróz Paweł , Ostrogórski Piotr , Poleszczyk Elżbieta

Warianty tytułu

EN

The method for elimination of electromagnetic interference in hot-wire anemometric measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowy obszar aplikacyjny termoanemometrów stanowią pomiary fluktuacji prędkości przepływu gazów w szerokim spektrum częstotliwości. Istotną cechą termoanemometrycznych systemów pomiarowych jest więc możliwie duże pasmo przenoszenia sygnału pomiarowego. Standardowo szerokie pasmo przenoszenia uzyskuje się poprzez zastosowanie stałotemperaturowego trybu pracy anemometru. W trybie tym temperatura grzanego elementu pomiarowego utrzymywana jest na stałym poziomie dzięki zastosowaniu układu elektronicznego ze sprzężeniem zwrotnym. Pasmo przenoszenia dla termoanemometrów stałotemperaturowych może sięgać setek kiloherców. Ponieważ czujnik termoanemometryczny stanowi pod względem elektrycznym rodzaj pętli indukcyjnej, mogą indukować się w nim zakłócenia elektromagnetyczne. Duże wzmocnienie oraz szerokie pasmo przenoszenia układu stałotemperaturowego powodują, że w przypadku występowania zakłóceń elektromagnetycznych udział sygnałów niepożądanych w sygnale wyjściowym termoanemometru może być znaczący. W pracy tej przedstawiono koncepcję metody eliminacji tych zakłóceń.

EN

The main application area for hot-wire anemometers are measurements of gas flow velocity fluctuations in a wide range frequency spectrum. An important feature of hot-wire anemometric measuring systems is therefore the highest possible frequency bandwidth of the measuring circuit. As a standard, a wide frequency response is obtained by using a constant temperature mode of the anemometer. In this mode, the temperature of the heated measuring element is kept constant, by the use of an electronic system with feedback. The frequency response for constant temperature anemometers can reach hundreds of kilohertz. Since the hot-wire sensor is a kind of induction loop in electrical terms, electromagnetic interference may be induced in it. The high gain and the wide frequency bandwidth of the constant temperature system mean that in the event of electromagnetic interference, the share of unwanted signals in the output signal of the anemometer can be significant. This work presents the concept of the method for eliminating these disturbances.

Słowa kluczowe

PL

anemometr stałotemperaturowy; fluktuacja prędkości; pasmo przenoszenia; zakłócenia elektromagnetyczne; eliminacja zakłóceń

EN

constant temperature anemometer; velocity fluctuations; frequency response; electromagnetic interference; interference suppression

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 21, nr 1-4
• Strony: 33--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Ligęza Paweł

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

autor

Jamróz Paweł

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

autor

Ostrogórski Piotr

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

autor

Poleszczyk Elżbieta

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

Bibliografia

• [1] Elsner J.W., Drobniak S.: Metrologia turbulencji przepływów. Wrocław, Zakład Narodowy im. Ossolińskich (1995).
• [2] Bruun H.H.: Hot-wire Anemometry. Principles and Signal Analysis. University Press, Oxford (1995).
• [3] Li D.J.: Dynamic response of constant temperature hot-wire system in turbulence velocity measurements. Meas. Sci. Technol. 15, 1835-1847 (2004).
• [4] Li D.J.: The effect of electronic components on the cut-off frequency of the hot-wire system. Meas. Sci. Technol. 16, 766-774 (2005).
• [5] Li D.J.: Dynamic response of constant temperature hot-wire system under various perturbations. Meas. Sci. Technol. 17, 2665-2675 (2006).
• [6] Ligęza P.: Constant-bandwidth constant-temperature hot-wire anemometer. Review of Scientifi c Instruments, vol. 78 (2007).
• [7] Ligęza P.: Construction and experimental testing of the constant-bandwidth constant-temperature anemometer. Review of Scientific Instruments, vol. 79 (2008).
• [8] Ligęza P.: Optimization of Single-Sensor Two-State Hot-Wire Anemometer Transmission Bandwidth. Sensors 8, 10, 6747-6760 (2008).
• [9] Ligęza P.: An investigation of a constant-bandwidth hot-wire anemometer. Flow Measurement and Instrumentation, vol. 20 (2009).
• [10] Ligęza P.: Termoanemometryczny system pomiarowy. Zgłoszenie patentowe PL428929 (2019).
• [11] Skotniczny P., Ostrogórski P.: Three-dimensional air velocity distributions in the vicinity of a mine heading’s sidewall. Archives of Mining Sciences 63, 2, 335-352 (2018).
• [12] Dziurzyński W., Krach A., Pałka T.: Shearer control algorithm and identification of control parameters. Archives of Mining Sciences 63, 3, 537-552 (2018).
• [13] Fan Y., Arwatz G., Buren T.W., Hoff man D.E., Hultmark M.: Nanoscale sensing devices for turbulence measurements. Experiments in Fluids 56, 138 (2015).
• [14] Wang J.J., Hu H., Chen Ch.Z.: The Effect of Sensor Dimensions on the Performance of Flexible Hot Film Shear Stress Sensors. Micromachines 10 (5), 305 (2019).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).