PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  hot-wire anemometer
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote Algorytmiczna optymalizacja pasma przenoszenia anemometru z grzanym włóknem
Ligęza Paweł
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2021
|
T. 23, nr 1-4
3--9
PL
Optymalizacja pasma przenoszenia anemometrów z grzanym włóknem stanowi jedno z wyzwań metrologii przepływów turbulentnych i pulsacyjnych. W tym celu stosowana jest miniaturyzacja czujników zmniejszająca inercję termiczną elementu pomiarowego, struktura układu elektronicznego i parametry jego elementów podlegają optymalizacji, rozwijane są metody i algorytmy przetwarzania sygnału wyjściowego. W typowych anemometrach z grzanym włóknem wyjściowy sygnał napięciowy przetwarzany jest na sygnał mierzonej prędkości z zastosowaniem statycznej funkcji wzorcowania. W artykule opisano algorytm pomiarowy wykorzystującą równocześnie dwa sygnały pomiarowe z anemometru. Są to sygnały proporcjonalne do napięcia i prądu czujnika. Na podstawie tych sygnałów i dynamicznego modelu czujnika z parametrami wzorcowania odtwarzany jest przebieg mierzonej prędkości przepływu.
EN
One of the challenges of turbulent and pulsed flow metrology is the optimization of the bandwidth of hot- -wire anemometers. The miniaturization of sensors is used there, which reduces the thermal inertia of the measuring element, the structure of the electronic system and parameters of its elements are optimized, methods and algorithms for processing the output signal are developed. In typical hot-wire anemometers, the output voltage signal is converted into the measured velocity signal using a static calibration function. The article describes a measurement algorithm that simultaneously uses two measurement signals from an anemometer. These are signals proportional to the sensor voltage and current. Based on these signals and the dynamic calibration function, the measured flow velocity is calculated using a dynamic sensor model.
2
Content available remote Badania modelowe wpływu stężenia mieszaniny powietrze – dwutlenek węgla na pomiar prędkości metodą termoanemometryczną
Ligęza P.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2016
|
T. 18, nr 4
169--174
PL
Badania pól prędkości i temperatury w przepływach gazu stanowią istotne zagadnienie metrologiczne w wielu obszarach współczesnej nauki i techniki. Jedna z metod pomiarowych stosowanych w takich badaniach jest termoanemometria. Jest to metoda pomiaru prędkości przepływu gazu poprzez pomiar strat cieplnych grzanego elementu umieszczonego w badanym przepływie. Metoda ta jest metodą pośrednią, w której sygnał wyjściowy jest funkcją nie tylko mierzonej prędkości, ale zależny również od innych parametrów takich jak temperatura i skład gazu oraz parametry czujnika i układu zasilania. W pracy poddano teoretycznej analizie zagadnienie wpływu stężenia mieszaniny powietrze – dwutlenek węgla na pomiar prędkości metodą termoanemometryczną oraz przedstawiono rezultaty badań modelowych.
EN
Research of the fields of velocity and temperature in gas flows are an important issue of metrology in many areas of modern science and technology. One of the measuring methods used in these studies is hot – wire anemometry. It is a method of measuring the velocity of gas flow by measuring heat loss of heated element placed in the gas flow. This method is the indirect method in which the output signal is a function not only of the measured velocity, but depends also on other parameters. The most important are the temperature and gas composition, and the parameters of the probe and electronic anemometer circuit. In this work the issue of the impact of the concentration of a mixture of air – carbon dioxide on the velocity measurement method has been theoretically analyzed. The results of model tests and analysis have been also presented.
3
Content available Zastosowanie cyfrowej anemometrii obrazowej w badaniach górniczych przyrządów pomiarowych przepływów gazów
Sobczyk J., Gawor M.
Przegląd Górniczy
|
2015
|
T. 71, nr 11
117--123
PL
Tematyka artykułu jest związana z analizą zaburzeń pól prędkości, jakie wytwarzają wokół siebie anemometry różnych rodzajów. Wstępne prace o charakterze eksperymentalnym wykonano na nowo powstałym w IMG PAN stanowisku pomiarowym do bezinwazyjnych pomiarów pól prędkości. Składa się ono z tunelu aerodynamicznego z obiegiem zamkniętym, skonstruowanego i wykonanego w sposób optymalny do prowadzenia na nim pomiarów z udziałem optycznych metod pomiarowych. Stanowisko wyposażono w zestaw pomiarowy do metody StereoPIV. Do analizy wytypowano dwa anemometry wykonywane w IMG PAN – anemometr skrzydełkowy i termoanemometr jednowłóknowy. Przeprowadzone pomiary wykazały obecność stosunkowo silnych zaburzeń przepływu w śladzie głowic oraz nieco słabszych, ale łatwo zauważalnych w pozostałych kierunkach. Zaprezentowane wyniki badań mogą posłużyć do optymalizacji budowy tych urządzeń, jak również do optymalizacji konfiguracji przestrzennych złożonych systemów pomiarowych, budowanych w oparciu o te anemometry.
EN
The subject of the presented paper is the analysis of flow fields disturbances induced by anemometers of various types. Preliminary experimental work was done on a new experimental stand built in SMRI PAS, dedicated to non-invasive measurements of velocity fields. It is mainly composed of a closed circuit wind tunnel, designed and built especially for the use with various optical measurement methods. The stand comprises also StereoPIV method equipment. Two anemometers built in SMRI PAS were chosen for the analysis – vane anemometer and single-wire hot-wire anemometer. The conducted research demonstrated the presence of strong flow disturbances in the wake of both devices and weaker but easily noticeable in the remaining directions. The obtained results, some of which are presented here, may provide an indication for the optimization of the devices as well as for optimization of the spatial configurations of measurement systems built with the use of these anemometers.
4
Content available Metodyka analizy wzorcowych przepływów wykorzystywanych w badaniach własności anemometrycznych przyrządów pomiarowych
Jamróz P., Socha K., Bujalski M., Ligęza P., Poleszczyk E.
Przegląd Górniczy
|
2015
|
T. 71, nr 11
88--94
PL
W artykule przedstawiono metodę i wyniki analizy wzorcowego przepływu do testowania właściwości dynamicznych anemometrycznych przyrządów wentylacyjnych, na przykładzie modułu wymuszeń dynamicznych umieszczonego w tunelu aerodynamicznym. W metodzie analizy przepływu wykorzystano techniki pomiarowe związane z termoanemometrią włóknową oraz cyfrową anemometrią obrazową PIV. Zwrócono uwagę na problem stosowania przepływów jako sygnałów wzorcowych w celu określania charakterystyk statycznych oraz dynamicznych różnego typu anemometrów.
EN
This paper presents the method and the results of analysis of the standard flows used in researches of anemometric measuring systems properties. The method was presented on the basis of the nonstationary flow generated by the dynamic flow generator, which was a part of the wind tunnel. To describe the main features of the standard flow, several anemometric measurement techniques have been used, such as: hot-wire anemometry and the particle image velocimetry. Finally, the authors mentioned a particular problem related to the utilization of standard flows to determine the static and dynamic characteristics of different kinds of anemometers.
5
Content available remote Badanie charakterystyk statycznych termoanemometrycznych czujników włóknowych
Jamróz P., Socha K., Ligęza P., Poleszczyk E., Rachalski A., Zięba M.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2015
|
Vol. 17, no. 3-4
45--53
PL
W artykule przedstawiono złożony proces wzorcowania jednowłóknowych sond termoanemometrycznych, w wyniku którego uzyskiwane są parametry linearyzatorów dla poszczególnych kanałów pomiarowych oraz ich charakterystyki statyczne. Pokazano stanowisko i oprogramowanie pozwalające na badanie wpływu zmian czynników środowiskowych na charakterystyki przetwarzania sond termoanemometrycznych.
EN
The article presents the hot-wire anemometers calibrating process, which assumes determining the linearization coefficients for each of the measurement channel of the hot-wire measurement system. As a result of the calibration, the static characteristics of the hot-wire sensors are obtained. Received characteristic is a linear relationships between the reference velocity and the velocity indicated by the calibrated anemometers. Such type of characteristics, in opposite to common voltage/velocity form, allows for the comparing them, when its obtained in a different environmental conditions.
6
Content available The hot-wire anemometer
Kiełbasa J.
Archives of Mining Sciences
|
2014
|
Vol. 59, no. 2
467--475
EN
This study analyses the behaviour of a hot-wire anemometer incorporated into a bridge circuit in the function of the voltage Uz supplying the bridge circuit and hence the current Iw flowing through the hot wire. The dependence of differential voltage ΔU on Iw and the value of derivative d(ΔU)/dIw as a function of the current supplying the hot-wire element were determined. These data enable the determination of working conditions of the constant-resistance (i.e. the constant-temperature) hot-wire anemometer.
PL
W artykule analizowano zachowanie się grzanego włókna włączonego w mostek w zależności od napięcia Uz zasilania mostka, a co za tym idzie od prądu Iw płynącego przez grzane włókno. Wyznaczono napięcie różnicowe ΔU(Iw) oraz wielkość pochodnej d(ΔU)/dIw jako funkcje prądu zasilania włókna. Te dane pozwalają na wyznaczenie warunków pracy grzanego włókna jako anemometru stałorezystancyjnego (stałotemperaturowego).
7
Content available Determination of the exponent n in the equation describing a constant-resistance anemometer
Kiełbasa J.
Archives of Mining Sciences
|
2012
|
Vol. 57, no. 3
619--625
EN
In order to measure the velocity of gas flow with a constant-resistance thermoanemometer, prior calibration of anemometer sensor wires is required. In this process three sensor-specific parameters of King’s equation are estimated. In the original form of the equation the parameters are not independent from each other. As has been demonstrated by Ligęza, it is possible to rewrite the equation in a dimensionless form, in which the parameters become independent. Here we provide an algorithm to derive the parameters from thermoanemometer measurements.
PL
Przy wzorcowaniu sond termoanemometrycznych np. do pomiarów wentylacyjnych kopalni, często zachodzi konieczność wyznaczenia parametrów krzywych wzorcowania czujników a w szczególności wartości parametrów w równaniach (1) czy (2). W pracy przedstawiono nowe podejście do tego zagadnienia pozwalające na niezależne wyznaczenie wszystkich parametrów.
8
Content available remote Advanced hot-wire anemometric measurement systems in investigation of the air flow velocity fields in mine headings
Krawczyk J., Ligęza P., Poleszczyk E., Skotniczny P.
Archives of Mining Sciences
|
2011
|
Vol. 56, no 4
683-699
EN
In this study, presented are the advanced hot-wire anemometric measurements systems suitable for investigation of velocity fields in mine headings. A construction of two types of modernized three-element hot-wire anemometric probes is discussed. The three-element wire sensor which was used only under laboratory conditions up to date was added a fourth element, enabling the temperature compensation. The second type of sensor suitable for determination of the flow velocity vector under conditions prevailing in mine headings is equipped with spatial system of three cylindrical platinum-ceramics microsensors constituting a measurement basis and a temperature compensation element. In subsequent section discussed is the measurement equipment consisting of two eight-channel constant-temperature constant-current hot wire anemometric modules which, together with specialized software and a set of vector probes, comprises the system for investigation of three-dimensional flow structures in mine headings. Prior to comparative measurements in mine headings, the characteristics of velocity sensors needed to be determined. To this end an accredited laboratory of the Institute was employed in which the calibration of measurement instruments in wind tunnel was performed according to established procedures. As a result, the characteristics with known uncertainties were obtained (Chmiel et al., 2003; Krach, 2009). Results of initial tests in the environment of an underground mine have been presented.
PL
W artykule przedstawiono zaawansowane termoanemometryczne systemy pomiarowe do badań pól prędkości w wyrobisku górniczym. Omówiono budowę dwóch zmodernizowanych typów trójelementowych sond termoanemometrycznych. Stosowany dotychczas tylko w laboratorium czujnik trójwłókowy został wyposażony w czwarty element, pozwalający na kompensację temperaturową. Drugi typ czujnika do wyznaczania wektora prędkości przepływu w warunkach wyrobiska górniczego posiada przestrzenny układ trzech cylindrycznych platynowo-ceramicznych mikrosensorów tworzących bazę pomiarową oraz element kompensujący temperaturowo. W dalszej części omówiono aparaturę pomiarową, którą stanowią dwa ośmiokanałowe stałotemperaturowo-stałoprądowe moduły termoanemometryczne, które wraz z specjalistycznym oprogramowaniem i kompletem sond wektorowych stanowią system do badania trójwymiarowych struktur przepływu w wyrobisku górniczym. Przed przeprowadzeniem badań porównawczych w wyrobiskach kopalnianych należało określić charakterystyki czujników prędkości. W tym celu wykorzystano akredytowane laboratorium Instytutu, realizując zgodnie z procedurami wzorcowanie przyrządów w tunelu aerodynamicznym. W wyniku czego otrzymano charakterystyki o znanej niepewności (Chmiel i in., 2003; Krach, 2009). Przedstawiono również wyniki wstępnych prób przeprowadzonych w warunkach kopalnianych.
9
Content available remote Pomiary strumienia objętości przepływu w aspekcie dynamiki anemometrycznych czujników pomiarowych
Janus J., Krawczyk J., Kruczkowski J.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2010
|
Vol. 12, no. 1-4
149--167
PL
Prowadzono badania porównawcze anemometrów skrzydełkowych oraz dwóch rodzajów czujników termoanemometrycznych do pomiaru wektora prędkości; drutowych i z termistorami PT100. Pomiary realizowano w tunelu aerodynamicznym i wyrobiskach kopalni – chodniku i kanale ściany. W warunkach laboratoryjnych było możliwe wzorcowanie czujników bezpośrednio przed i po porównaniach. Daje to podstawę do ilościowych porównań. W warunkach kopalnianych nie było możliwości wzorcowania czujników, co zwiększało niepewność pomiaru termoanemometrami, które cechuje znaczna wrażliwość wskazań na warunki środowiskowe. Rejestracje stanów przejściowych ukazały znaną z literatury wolniejszą reakcję anemometrów skrzydełkowych na spadek prędkości niż na jej wzrost. Pomiary laboratoryjne nie wykazały jednak znaczącej tendencji anemometrów skrzydełkowych do zawyżania wskazań wskutek fluktuacji prędkości. Pomiary w kopalni dostarczyły informacji o poziomie fluktuacji przepływu, co pozwala na przybliżone oszacowanie składowej niepewności pomiaru związanej z fluktuacjami przepływu. Przeprowadzono walidację systemu wielopunktowego pomiaru pola prędkości, umożliwiającego wyznaczanie strumienia objętości przepływającego powietrza. System został zamontowany w komorze tunelu aerodynamicznego, a następnie porównano wyniki pomiarów odnosząc je do wielkości strumienia przepływającego przez komorę pomiarową tunelu. Czujniki systemu były zlokalizowane w bliskiej odległości do prostownicy strumienia znajdującej się na wlocie do tunelu, a więc w obszarze w którym można spodziewać się występowania fluktuacji powietrza. W celu uzyskania nowych możliwości badań w środowisku kopalni głębinowej, skonstruowany został czujnik termoanemometryczny wykorzystujący równoległe elementy PT100, umożliwiający pomiar wektora prędkości w płaszczyźnie.
EN
Comparative analyses was performed of vane anemometers and two types of wire sensors intended for measurements of velocity vectors: a hot- wire anemometer and that comprising thermistores PT100. Measurements were implemented inside a wind tunnel, in the mine heading and in the face region. Sensors in laboratory conditions were calibrated prior to and after the comparative tests, thus enabling the quantitative comparison. In the mines such calibration procedure was not possible, which further enhanced the uncertainty involved in hot-wire measurements as the hot-wire sensors are most sensitive to ambience conditions. Recordings of transients revealed a phenomenon already reported in literature, i.e. the slower response of vane anemometers to velocity decrease than increase. Laboratory tests, however, did not reveal major tendency of the vane anemometers’ readings to become too high due to velocity fluctuations. Measurements taken in the mine provided data on the level of flow fluctuations, enabling us to estimate the uncertainty component associated with flow fluctuations. The system implementing multi-point measurement of velocity fields was subjected to the validation procedure. The system, which allows for finding the volumetric flow rates of passing air, is mounted in the test chamber inside the wind tunnel. The measurement data were then compared by relating them to airflow rates in the test chamber. Sensors making up the system were located at a close distance to the straightening vane installed at the inlet to the wind tunnel, in the region where it is reasonable to expect airfl ow fluctuations. To facilitate the testing in the mine conditions, a hot-wire sensor was engineered utilising parallel elements PT100, to enable the measurements of velocity vectors in that plane.
10
Content available remote The angular characteristics of differential voltage obtained by a single-wire flow sense sensor
Kiełbasa J.
Archives of Mining Sciences
|
2010
|
Vol. 55, no 1
49-57
EN
In this article a single-wire hot-wire anemometric probe enabling the detection of the sense of flow velocity vector is described. In a single probe an additional third support was introduced in the "middle" of a wire. Thanks to this it is possible to obtain a voltage Uc measured across the whole wire and the voltage Us measured across its one half . The voltage drop across the one part of the wire equals Us while on the other it amounts Uc-Us. The voltage difference […] between the two parts of the wire thus amounts Uc-2Us. The sign of the voltage difference […] provides information on the sense of the flow velocity vector in the coordinate system connected with the measuring probe.
PL
W artykule przedstawia się jednowłóknową sondę termoanemometryczną służącą do wykrywania zwrotu prędkości przepływu. W pojedynczej sodzie wprowadzono trzeci wspornik, do którego wyprowadzono "środek" włókna. Dzięki temu uzyskuje się napięcie Uc na całym włóknie i Us na "środku" włókna. Spadek napięcia na jednej części włókna wynosi Us a na drugiej Uc-Us. Napięcie różnicowe […] między obu częściami włókna wynosi Uc-2Us. Znak napięcia […] informuje o zwrocie prędkości przepływu w układzie współrzędnych związanych z sondą pomiarową.
11
Content available remote Modernizacja i rozwój stanowisk badawczych pod kątem opracowywanych nowych metod pomiaru wybranych parametrów środowiska – termoanemometr z potencjometryczną regulacją właściwości dynamicznych
Jamróz P., Ligęza P.
Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
|
2008
|
Vol. 10, no. 1-4
141--149
PL
W pracy przedstawiono koncepcję i badania eksperymentalne termoanemometrycznego układu do mierzenia prędkości przepływów z potencjometryczną regulacją właściwości dynamicznych. Na układ termoanemometru składa się 8 kanałów mogących pracować w trybie stałotemperaturowego termoanemometru (CTA) lub stałoprądowego termometru (CCT). Nowe rozwiązanie układu do pomiaru prędkości i temperatury przepływów cechuje możliwość regulacji właściwości dynamicznych zależnych od takich czynników jak rodzaj czujnika, prędkość przepływu, w którym czujnik się znajduje, długość i rodzaj przewodów łączących czujnik z termoanemometrem oraz innych parametrów posiadających wpływ na pasmo przenoszenia systemu pomiarowego. Analiza wpływu tych czynników na pasmo przenoszenia układu termoanemometrycznego oraz sposób ich kompensacji został przedstawiony w niniejszym artykule.
EN
Article presents new conctruction of hot-wire anemometer, which allows to control dynamic properties of whole measurement system. New solution of hot-wire anemometer makes it possible to control influence on dynamic propeties of hot-wire anemometer such parameters as different type of sensor, air velocity, length of signal electric cables etc.
12
Koncepcja czujnika termoanemometrycznego wykorzystującego zjawisko Peltiera
Durnaś M., Papliński J.
Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
|
2008
|
Vol. 49, nr 2
19-21
PL
W pracy przedstawiono koncepcję czujnika termoanemometrycznego, wykorzystującego zjawisko Peltiera, Joulea i Seebecka, wraz z układem do pomiaru prędkości przepływu nieprzewodzących gazów i cieczy. Zaproponowany układ pozwala na stabilizację różnicy temperatur pomiędzy punktem występowania zjawiska Peltiera, a przepływającym medium. Charakterystyka statyczna i właściwości dynamiczne czujnika mogą być kształtowane przez nieliniowe ujemne sprzężenie zwrotne.
EN
The system and design variants of hot-wire anemometric sensor for measuring of flow velocity of non-condueting gases and liquids have been presented in the paper. The operation of presented sensors is based on simultaneous using of Joule's, Peltier's and Seebeck's phenomena. The sensor design allows to stabilize the difference of temperatures between junetion of two condueting materials and surroundings. Furthermore, the temperature of junetion can be simultaneously measured. Due to application of speedy non-linear control system in feedback loop conneeting elements of sensor one can change sensor static characteristies and its dynamic properties.
13
Content available Analiza Sytemu Termoanemometru Falowego
Biernacki Z.
Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
|
2008
|
Vol. 57, nr 2
73-89
PL
W pracy przedstawiono badania Systemu Termoanemometru Falowego (STF), opracowanego i zbudowanego na podstawie koncepcji autora. Pierwotna idea znaczników cieplnych, podana przez Kovaszyna, posłużyła do opracowania STF przeznaczonego do określania prędkości przepływu medium poprzez pomiar czasu przelotu tych znaczników, unoszonych przez badane medium przepływowe (np. gaz), na dokładnie ustalonym a priori odcinku, będącym charakterystycznym parametrem konstrukcyjnym sensora pomiarowego. Zakres badań obejmuje analizę modelu z wykorzystaniem symulacji komputerowych, jak również badania laboratoryjne. Praca koncentruje się głównie na użyciu adekwatnych metod matematycznych do analizy modelu.
EN
The paper deals with investigation of a Hot-Wire Anemometer System developed and built on the basis of the author's own design idea. The Hot-Wire Anemometer System (STE) is based on Kovasznay's idea of measuring the transit time of thermal markers drifted by the flowing medium (e.g. gas) on the a priori known interval, which is a design constant of the measuring converter. The scope of invastigation includes model studies employing computer simulation techniques as well as experiments on a laboratory stand. The work is focused mainly on the model studies with the use of adequate mathematical methods.
14
Content available remote Angular characteristics of resistance asymmetry coefficient in a single-wire reverse flow sensor
Kiełbasa J.
Archives of Mining Sciences
|
2008
|
Vol. 53, no 1
63-74
EN
In this article the author discusses a single hot-wire probe for the detection of reverse flow velocity. The probe is modified by introducing a third holder into which the middle section of the wire is inserted. Due to this modification, voltage Uw is achieved within the whole wire and voltage Um is achieved in the middle section of the wire. The asymmetry coefficient k of the probe can be calculated from these voltage values. When the probe is placed in a flow, the coefficient k depends additionally on the angle [...] between the wire axis and the velocity vector, on the angle ß between the rotation plane of the wire and the velocity vector, and on the velocity v. During the probe assembly there are always some inaccuracies that cause initial asymmetry of the resistance distribution in both sections of the heated WITe. These are included in the probe asymmetry coefficient as the calculated average of all [...] angles.
PL
W artykule przedstawiono jednowłóknową sondę termoanemometryczną przystosowaną do wykrywania zwrotu prędkości przepływu. Modyfikacja polega na wprowadzeniu trzeciego wspornika, do którego wyprowadzono "środek" włókna. Dzięki temu uzyskuje się napięcie Uc na całym włóknie i Us na "środku" włókna. Znając te napięcia wyznacza się współczynnik asymetrii sondy k. Gdy sonda znajdzie się w przepływie współczynnik k będzie dodatkowo zależał od kątów [...] pomiędzy osią włókna a wektorem prędkości, ß pomiędzy płaszczyzną obrotu włókna a wektorem prędkości oraz od prędkości v. W trakcie wykonywania sondy powstają zawsze pewne niedokładności powodujące wstępną asymetrię rozkładu rezystancji obu części grzanego włókna. Uwzględnione to jest w średniej asymetrii sondy liczonej jako średnia po wszystkich kątach [...].
15
Anemometr z grzanym włóknem - różne rozwiązania
Kiełbasa J.
Mechanika / Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica
|
2004
|
T. 23, z. 1
33-47
PL
W pracy omawia się anemometr z grzanym włóknem, wychodząc z analizy procesu nagrzewania włókna w zadanych warunkach odbio ru ciepła przez opływające go medium. Zakładając, że straty ciepła opisuje prawo Newtona, i wykorzystując, że rezystancja włókna zależy liniowo od temperatury, dochodzi się do równania (8), które mówi, że odwrotność współczynnika nagrzania włókna jest liniową funkcją kwadratu prądu zasilającego włókno, przy czym współczynnik kierunkowy P(f) prostej jest zależny od warunków odprowadzania ciepła. Znajomość parametru 0(z>) pozwala na wyznaczenie statycznych charakterystyk prędkościowych anemometru z grzanym włóknem w wybranym układzie zasilania. Kilka takich charakterystyk przedstawiono na rysunkach 4-7.
EN
In this work a hot-wire anemometer was described. Ań analysis was based on phenomenon of hot-wire heating in flowing medium. Assumptions that Newtons law governs heat loss and linear resistance of wire temperature dependence led to equation (8). Inverse of wire overheat ratio is linear function of electric current square feeding wire. Slope of beta (v) line enables to determine voltage vs. velocity dependence for various electronic systems. Some examples arę shown on figures 4-7.
16
Content available remote Hot wire anemometer with sine modulation of wire temperature
Kiełbasa J.
Archives of Mining Sciences
|
2003
|
Vol. 48, nr 2
277-285
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 is modulated sinusoidally. Assuming that parameters a and b in the King's equation (1) are not directly related to the temperature of the flowing medium, it becomes readily apparent that variations in power losses due to the change of the overheating ratio do not depend on the temperature of the medium Tg (Fig 2). When power losses are expressed in terms of instantaneous overheating ratio N(t) and voltage across the hot wire Uw and the voltage developed in Fourier series, the relationships between the zero order component Uo and the first order component U1 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.
PL
W artykule podaje się metodę równoczesnego pomiaru prędkości przepływu v i temperatury medium Tg za pomocą jednowłóknowej sondy termoanemometrycznej pracującej w układzie anemometru stałotemperaturowego, którego współczynnik nagrzania N(t) jest modulowany sinusoidalnie. Zakładając, że parametry a i b w prawie Kinga [równaniu (1)] nie zależą bezpośrednio od temperatury płynącego medium wykazano, że przyrosty lub straty mocy wywołane zmianą współczynnika nagrzania nie zależą od temperatury medium Tg (rys. 2). Wyrażając traconą moc za pomocą zależnego od czasu współczynnika nagrzania włókna N(t) i napięcia występującego na grzanym włóknie anemometru Uw i rozkładając to napięcie w szereg Fouriera znaleziono związki jakie zachodzą pomiędzy zerową składową Uo i pierwszą składową Ul napięcia na grzanym włóknie a prędkością v przepływu medium i temperaturą medium Tg. W przypadku modulacji współczynnika nagrzania włókna po rozwinięciu furierowskim napięcia na włóknie Uw na składowe otrzymuje się dodatkowe informacje, które to wykorzystuje się do wyliczenia prędkości przepływu i temperatury medium. Wielkości wylicza się z równań (23), (24), (27).
17
Content available remote A constant-temperature anemometer (CTA) with a means of eliminating the effects of cable resistance on the probe overheat ratio
Ligęza P.
Archives of Mining Sciences
|
2003
|
Vol. 48, nr 1
101-117
EN
Measurements of flow velocity are an important step in the control of the air ventilation conditions in mines and ventilation processes. As metrological conditions prevailing in such situations are very specific and measurements may serve different purposes, several methods of gas flow velocity measurements have been developed to meet the needs of the mining sector. This paper examines the possible applications of hot wire anemometry to obtain measurements of velocity fields in fast--changing gas flows. The suggested solution of a CTA may be applied both in laboratory tests and in flow measurements in mines. The major advantage of the device is that the effects of cable resistance on the wire overheating ratio are wholly eliminated. The measuring sensor may be used in places where the distance between the sensor and the measuring apparatus is considerable and when cable resistance may vary due to ambient temperature variations. A classical configuration for the operation of a hot-wire anemometer is the constant-temperature bridge circuit, where the resistance of the sensor-supplying cable affects the overheating ratio. This may lead to measurement errors. In order to eliminate those shortcomings, a new CTA circuit for supplying the hot wire anemometer was developed, which permits four-point measurements of the sensor resistance. The effects of cables and junction resistances on the wire overheating ratio are thus eliminated. The dynamic parameters are similar to those of the typical bridge circuit. In several metrological applications this circuit may prove to be an excellent alternative to traditional solutions. The paper examines the structure and the operating principles of the new circuit, presenting also the results of modelling and experimental tests.
PL
Obszarem zainteresowań Pracowni Metrologii Przepływów Instytutu Mechaniki Górotworu PAN są metody pomiaru prędkości przepływu gazów ze szczególnym uwzględnieniem metod przydatnych w górnictwie. Pomiary prędkości przepływu stanowią ważny element badania stanu i przebiegu procesu wentylacji kopalń. Dla zapewnienia efektywnego przewietrzania wyrobisk kopalnianych konieczne jest ciągłe pozyskiwanie informacji o wartości parametrów wentylacyjnych w wybranych punktach kopalni. Sprawność i niezawodność systemu pomiarowego sieci wentylacyjnej wpływa na przebieg procesu eksploatacji złoża i bezpieczeństwo pracy w kopalni. Ze wzglądu na specyficzne warunki metrologiczne oraz zróżnicowanie celu opracowano dla potrzeb górnictwa szereg metod pomiaru prędkości przepływu gazu. W pracy tej poddano analizie problem wykorzystania metody termoanemometrycznej do pomiaru pól prędkości w szybkozmiennych przepływach gazu. Prezentowane rozwiązanie anemometru stałotemperaturowego może znaleźć zastosowanie zarówno w badaniach laboratoryjnych, jak i w kopalnianych pomiarach wentylacyjnych. Zaletą prezentowanego układu jest całkowita eliminacja wpływu rezystancji kabla na współczynnik nagrzania czujnika pomiarowego. Przeznaczony jest on więc głównie do prowadzenia pomiarów w warunkach znacznego oddalenia czujników od aparatury pomiarowej oraz w pomiarach, w których rezystancja kabla zasilającego czujniki może zmieniać się ze względu na znaczne zmiany temperatury otoczenia. Układ posiada również bardzo dobre parametry metrologiczne w zakresie małych współczynników nagrzania czujnika oraz przy pomiarach małych prędkości przepływu powietrza. Typowym układem pracy czujnika anemometrycznego z gorącym drutem jest układ stałotempe-raturowy. Posiada on bardzo dobre właściwości zarówno statyczne, jak i dynamiczne. Jest to układ regulacji automatycznej, zasilający czujnik takim prądem, aby średnia temperatura włókna utrzymywana była na zadanym poziomie. Temperatura ta jest stała niezależnie od zewnętrznych warunków wymiany ciepła. W układzie stałotemperaturowym czujnik umieszczony jest w niezrównoważonym mostku rezystancyjnym. Zadana temperatura czujnika jest uzyskiwana po zrównoważeniu mostka przez zamknięcie pętli sprzężenia zwrotnego. Prąd czujnika jest funkcją prędkości przepływu i innych parametrów wymiany ciepła. Utrzymanie zadanego poziomu współczynnika nagrzania czujnika jest istotnym warunkiem dokładności pomiarów. Mostkowy układ stałotemperaturowy jest podstawowym układem stosowanym obecnie do zasilania czujnika anemometrycznego z gorącym drutem. W tym klasycznym układzie czujnik pomiarowy zasilany jest kablem dwuprzewodowym. Wartość rezystancji kabla ma wpływ na poziom współczynnika nagrzania czujnika. Precyzyjne pomiary wymagają więc kompensacji rezystancji kabla. Kompensacja realizowana jest poprzez pomiar rezystancji kabla po zwarciu złącza czujnika. Rezystancja kabla uwzględniana jest w mostku przy zadawaniu współczynnika nagrzania czujnika. Kompensacja taka jest jednak niewystarczająca w przypadku zmian rezystancji kabla wywołanych zmianą temperatury otoczenia podczas procesu pomiarowego. Współczesna literatura anemometryczna nie zawiera opisu metody automatycznej kompensacji rezystancji kabla w mostkowym układzie stałotemperaturowym. Szczególnie przy małym stosunku rezystancji czujnika do rezystancji kabla błędy pomiarowe mogą być tu znaczące. Aby wyeliminować te błędy opracowano stałotemperaturowy układ zasilania czujnika anemometrycznego z czteropunktowym pomiarem jego rezystancji. Jest to oryginalne rozwiązanie układu stałotemperaturowego nie zawierające klasycznego mostka rezystancyjnego. Uzyskano całkowitą eliminację wpływu rezystancji kabla i złącza na współczynnik nagrzania czujnika pomiarowego. Nie jest więc wymagana kompensacja rezystancji kabla. Układ dzięki swoim zaletom może znaleźć zastosowanie w precyzyjnych pomiarach anemometrycznych, szczególnie przy małej rezystancji czujnika, małym współczynniku nagrzania i długim kablu zasilającym czujnik w warunkach zmiany temperatury otoczenia kabla. W opracowanym układzie współczynnik nagrzania czujnika zadawany jest poprzez zmianę wzmocnienia w torze sygnałowym, a nie jak w układzie klasycznym poprzez zmianę parametrów mostka. Pozwala to na zadawanie współczynnika nagrzania czujnika zewnętrznym sygnałem poprzez wprowadzenie do układu elementu o zmiennym wzmocnieniu, takiego jak mnożący przetwornik cyfrowo-analogowy, mnożarka analogowa czy sterowany wzmacniacz. W wielu zagadnieniach metrologicznych układ może stanowić alternatywę dla klasycznego układu mostkowego. W artykule omówiono strukturę i podstawy działania układu oraz przedstawiono wyniki badań modelowych i eksperymentalnych.
18
Hot-wire anemometer with the modulated overheating ratio-an instrument for measuring non-isothermal flows
Kiełbasa J.
Applied Mechanics and Engineering
|
1998
|
Vol. 3, no 4
695-714
EN
The paper presents the method for simultaneous measurements of flow velocity and the temperature of the medium, using a single wire probe operating in a constant-temperature system wherein the overheating ratio undergoes sine modulations. Theoretical bases for these measurements are presented here together with some examples of velocity and temperature distribution patterns in the temperature and velocity wake formed behind the hot wire used to provide a test environment for the proposed scheme.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.