Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modyfikacja metody wyznaczania pasma przenoszenia anemometru z nagrzanym elementem pomiarowym

Ligęza P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 3

217--222

PL

Pomiary fluktuacji prędkości stanowią główny obszar aplikacyjny termoanemometrów. Dlatego też wyznaczenie pasma przenoszenia termoanemometru stanowi ważne zagadnienie dla oceny jego właściwości metrologicznych. Standardowa, pośrednia metoda wyznaczania pasma przenoszenia termoanemometru polegająca na podłączeniu przewodowo do elektronicznego układu termoanemometrycznego periodycznego, testującego sygnału napięciowego. Na podstawie odpowiedzi termoanemometru na taki sygnał można oszacować pasmo przenoszenia termoanemometru. W artykule proponuje się modyfikację metody z periodycznym sygnałem testującym. Modyfikacja polega na bezprzewodowym doprowadzeniu elektrycznego sygnału testującego do czujnika pomiarowego poprzez transformatorowe sprzężenie indukcyjne.

EN

Measurements of gas velocity fluctuations constitute the main application area of hot-wire anemometers. Therefore, determining the frequency response of the hot-wire anemometer is an important issue for the assessment of its metrological properties. A standard, indirect method of determining the frequency response of a anemometer consists of use of an periodic testing signal connected directly to the anemometer circuit. Based on the response of the anemometer to such a signal, the frequency response can be estimated. The article proposes to modify the method with a periodic test signal. The modification consists in wireless connection of the electrical test signal to the measuring sensor via transformer inductive coupling.

2

Modelowanie procesu regulacji anemometru stałotemperaturowego do pomiarów w przepływach szybkozmiennych

Ligęza P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 1

57--66

PL

Typowym układem pracy anemometru z grzanym włóknem jest układ stałotemperaturowy. Jest to elektroniczny układ automatycznej regulacji, który utrzymuje średnią temperaturę włókna czujnika na stałym, zadanym poziomie. Układ stałotemperaturowy zawiera mostek komparacji rezystancji oraz regulator pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego. W takim układzie prąd czujnika jest funkcją strat cieplnych włókna pomiarowego, a więc pośrednio mierzonej prędkości przepływu. Anemometr stałotemperaturowy umożliwia pomiar szybkozmiennych fluktuacji prędkości przepływu, jednak pasmo przenoszenia jest funkcją parametrów układu, oraz współczynnika nagrzania włókna i prędkości przepływu. Dobór parametrów i regulacja układu stałotemperaturowego umożliwiają kształtowanie i optymalizację pasma przenoszenia anemometru do pomiarów w szybkozmiennych przepływach turbulentnych. W pracy przedstawiono model matematyczny anemometru stałotemperaturowego oraz badania symulacyjne obrazujące kształtowanie pasma przenoszenia i metodykę optymalnej regulacji anemometru. Artykuł stanowi pierwszą część cyklu poświęconego tematyce pomiarów termoanemometrycznych w przepływach szybkozmiennych.

EN

A typical system for supply a hot-wire flow velocity sensor is a constant-temperature system. It is an electronic automatic control system, that maintains an average temperature of the wire at a constant, preset level. The constant-temperature system consists of a resistance bridge and a regulator working in the feedback loop. In such an arrangement, the current of the sensor is a function of the heat loss from wire to flow, and therefore, indirectly, the function of the measured fl ow velocity. The constant-temperature anemometer enables the measurement of fast fluctuations in flow, but the frequency bandwidth of the anemometer is a function of the overheat ratio and the flow velocity. The choice of system parameters allows to optimize the frequency bandwidth of the anemometer. Presented mathematical model of the constant-temperature anemometer and research methodology of computer simulations allows analysis of the process of regulation, optimization and determination of the frequency bandwidth of the anemometer. This article is the first part of a series dedicated to the topic of hot-wire anemometric measurements in fast changing flows.

3

Badania modelowe zależności pasma przenoszenia anemometru stałotemperaturowego od współczynnika nagrzania włókna oraz wartości średniej prędkości przepływu

Ligęza P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 2

25--34

PL

Pomimo ciągłego rozwoju optycznych technik pomiaru przepływów metoda termoanemometryczna w dalszym ciągu pozostaje doskonałym narzędziem badawczym w metrologii przepływów turbulentnych. Anemometr stałotemperaturowy umożliwia pomiar szybkozmiennych fluktuacji prędkości przepływu, jednak pasmo przenoszenia jest funkcją parametrów układu, oraz współczynnika nagrzania włókna i prędkości przepływu. Dobór parametrów układu stałotemperaturowego umożliwia kształtowanie i optymalizację pasma przenoszenia anemometru. W pracy przedstawiono wyniki badań symulacjach zależność pasma przenoszenia anemometru w zależności od współczynnika nagrzania i prędkości przepływu. Artykuł stanowi drugą część cyklu poświęconego tematyce pomiarów termoanemometrycznych w przepływach szybkozmiennych.

EN

Despite the continuous development of flow measurement optical techniques, the hot-wire anemometric method continues to be an excellent research tool in turbulent flow metrology. A typical system for supply a hot-wire flow velocity sensor is a constant-temperature system. It is an electronic automatic control system, that maintains an average temperature of the wire at a constant, preset level. The constant-temperature system consists of a resistance bridge and a regulator working in the feedback loop. In such an arrangement, the current of the sensor is a function of the heat loss from wire to flow, and therefore, indirectly, the function of the measured flow velocity. The constant- -temperature anemometer enables the measurement of fast fluctuations in flow, but the frequency bandwidth of the anemometer is a function of the overheat ratio and the flow velocity. The choice of system parameters allows to optimize the frequency bandwidth of the anemometer. Presented computer model simulations of the constant-temperature anemometer and research methodology allows analysis of the process of determination of the frequency bandwidth of the anemometer. This article is the second part of a series dedicated to the topic of hot-wire anemometric measurements in fast changing flows.

4

Pseudosymultaniczny pomiar prędkości i temperatury w przepływach nieustalonych

Ligęza P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2008

|

Vol. 10, no. 1-4

159--168

PL

Pomiary termoanemometryczne w przepływach nieizotermicznych wymagają zastosowania układu kompensacji lub korekcji temperaturowej. Jednym z rozwiązań jest termoanemometr dwustanowy, pracujący z cyklicznie zmieniającym się w czasie poziomem nagrzania pojedynczego czujnika. Układ ten pozwala na prowadzenie pseudosymultanicznych pomiarów prędkości i temperatury w przepływach nieustalonych. Obszar pomiarowy ograniczony jest do rozmiarów elementu czynnego czujnika. Układ przeznaczony jest do badania przepływów z dużym gradientem prędkości i temperatury. Pasmo przenoszenia jest jednak znacznie ograniczone. W pracy zaproponowano metodę optymalizacji pasma przenoszenia termoanemometru dwustanowego opartą o dwa elementy. Metoda polega na zastosowaniu specjalizowanego układu stałotemperaturowego o zmiennych parametrach dynamicznych oraz na odpowiedniej organizacji cyklu pomiarowego. Analizę metody przeprowadzono w oparciu o symulacyjne badania modelowe. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że istnieje możliwość znacznego poszerzenia pasma przenoszenia termoanemometru dwustanowego.

EN

Hot-wire anemometric measurements of non-isothermal flows require the use of thermal compensation or correction circuitry. One possible solution is a two-state hot-wire anemometer that uses the cyclically changing heating level of a single sensor. The area in which flow velocity and fluid temperature can be measured is limited by the dimensions of the sensor’s active element. The system is designed to measure flows characterized by high velocity and temperature gradients, although its transmission bandwidth is very limited. In this study, we propose a method to optimize the two-state hot-wire anemometer transmission bandwidth. The method is based on the use of a specialized constant-temperature system together with variable dynamic parameters. It is also based on a suitable measurement cycle paradigm. Analysis of the method was undertaken using model testing. Our results reveal a possible signifi cant broadening of the two-state hot-wire anemometer’s transmission bandwidth.

5

Regulacja adaptacyjna w anemometrze stałotemperaturowym

Ligęza P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2006

|

Vol. 8, no. 1-4

3--7

PL

W pracy przedstawiono propozycję wprowadzenia do układu stałotemperaturowego regulatora adaptacyjnego działającego w taki sposób, aby uzyskać możliwie stałe pasmo przenoszenia anemometru w funkcji prędkości przepływu. Jest to realizowane poprzez zastosowanie drugiej pętli sprzężenia zwrotnego. W pętli tej sygnał wyjściowy z anemometru steruje parametrami regulatora tak, aby zarówno dla małych jak i dla dużych prędkości pasmo przenoszenia było zbliżone. Opracowany model matematyczny anemometru stałotemperaturowego oraz przeprowadzone badania modelowe pozwalają na ocenę zaproponowanego rozwiązania.

EN

A modification of constant temperature anemometer circuit is outlined whereby an adaptive controller is incorporated in the CT system such that the anemometer’s transmission band should remain constant in the function of flow velocity. For that purpose a second feedback loop is provided and the output signal from the anemometer will regulate the controller’s parameters such that the transmission band remain identical both for small and high velocities. The developed mathematical model of a CTA and model testing data allow a through evaluation of the proposed solution.

6

Kształtowanie pasma przenoszenia anemometru stałopasmowego

Ligęza P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2006

|

Vol. 8, no. 1-4

9--17

PL

Typowym układem pracy anemometru z grzanym włóknem jest układ stałotemperaturowy. Jest to elektroniczny układ automatycznej regulacji, który utrzymuje średnią temperaturę włókna czujnika na stałym, zadanym poziomie. Układ stałotemperaturowy zawiera układ komparacji rezystancji oraz regulator pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego. W takim układzie prąd czujnika jest funkcją strat cieplnych włókna pomiarowego, a więc pośrednio mierzonej prędkości przepływu. Anemometr stałotemperaturowy umożliwia pomiar szybkozmiennych fluktuacji prędkości przepływu, jednak pasmo przenoszenia jest funkcją prędkości przepływu. W przepływach, w których prędkość średnia nie zmienia się znacząco nie stanowi to istotnej wady metody pomiarowej. Jednak w przepływach, w których prędkość średnia zmienia się w szerokim zakresie może to stanowić źródło błędów dynamicznych. W pracy omówiono problem oraz przedstawiono metody kształtowania pasma przenoszenia anemometru stałotemperaturowego. Opracowany model matematyczny anemometru stałotemperaturowego oraz przeprowadzone badania modelowe pozwalają na analizę metod kształtowania pasma anemometru stałotemperaturowego.

EN

A typical set-up for a hot-wire anemometer sensor operation is the constant-temperature (CT) system, involving automatic control of current supplying the sensor so that the temperature of hot element should remain on a fixed, preset level. The CT system incorporates a comparator circuit and a controller operating in a feedback loop. In such configuration the sensor current becomes the function of thermal losses from the sensor wire, and, indirectly, of the flow velocity to be measured. A CTA (constant-temperature anemometer) enables the measurements of fast-changing velocity fluctuations, though the transmission band will still be the function of flow velocity. This is a minor drawback when the average flow velocity does not significantly change, though might lead to dynamic errors when flow velocity varies over a considerable range. The developed mathematical model of a CTA and model testing data allow an analyze of the methods of frequency bandwidth forming in constant temperature anemometer.