Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie elektrometru Keithley 6517A w układzie kompensacji Townsend'a

Knyziak A. B.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 3

164--166

PL

W niniejszym artykule przedstawiono możliwość wykorzystania elektrometru firmy Keithley typ 6517A w metodzie zerowej, która jest najdokładniejszą z metod pomiaru małych prądów DC i ładunków elektrycznych. Metoda ta eliminuje główne źródła błędów jak prąd upływowy i zjawisko absorpcji dielektrycznej ładunku elektrycznego. W artykule przedstawiono i omówiono dokładnie metodę zerową. Metoda ta została porównana z innymi znanymi metodami pomiaru małych prądów DC i ładunków elektrycznych. Wyniki tych porównań zostały przedstawione i omówione w artykule. Dzięki zerowej metodzie można otrzymać względną niepewność standardową około 0,003% dla prądu o wartości 3 pA i stabilność długoterminową około 0,01%. Na podstawie uzyskanych wyników i doświadczeń budowane są obecnie systemy pomiarowe w Głównym Urzędzie Miar, np. systemy pomiarowe dla stanowisk wzorca pierwotnego dawki pochłoniętej w wodzie i kermy w powietrzu.

EN

A ionization chamber is the most widely used type of dosimeter for precise measurements. The typical values of charge or current to be measured by ionization chambers can be estimated from the fact that an exposure of 1 R (Roentgen is now a historical unit of the exposure dose) generates a charge of 2.58∙10-10 C in 1 cm3 of room temperature air at pressure 1 atm. In most practical cases, ionization currents are very small, in the range from 1 µA to 0.1 fA, so their measurement requires careful technique and appropriate instrumentation. Making a measurement with a ionization chamber requires a high-voltage power supply and an electrometer. The electrometer measures current or charge in the range 200 fA to 1 µA (current mode) and 2 pC to 10 mC (charge mode) with the maximum resolution of 1 fA or 10 fC and the accuracy better than 0.5%. Its long term stability is 0.1% per year. These parameters are insufficient for measurements in which there are used ionization chambers as the primary standard. There are also problems with the calibration of these electrometers on a satisfactory level. This paper presents the possibility of using a digital Keithley 6517A electrometer in the null method which is the most accurate method measuring very low DC currents and electrical charges. This method eliminates the leakage current and the capacitor dielectric absorption phenomenon. The null method is presented and discussed. This method is compared with the known measuring methods and the results of comparison are summarized and discussed. Thanks to the null method there can be achieved the relative standard uncertainty of 0.003% for the current about 3 pA and the long term stability about 0.01%. The results of the research are used at the Central Office of Measures in the Laboratory of Ionizing Radiation and Color Standards. Based on these studies new measuring systems are being built at the Central Office of Measures, e.g. a measuring system for the primary standards of absorbed dose to water and air kerma.

2

Estimating air-fuel mixture composition in the fuel injection control process in an SI engine using ionization signal in the combustion chamber

Filipek P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 3

259-265

EN

The paper offers a comparison between signals produced by a lambda sensor and ionization sensor to estimate air-fuel mixture composition in the fuel injection control process in an SI engine. The method of measurement is described and characteristics of the ionization signal in the conducted experimental tests are given. The paper also presents a numerical model of the internal combustion engine that was designed and then used in the simulations to examine the usefulness of ionization signal for estimating air fuel mixture composition. The conducted tests demonstrated the advantage of the controller using the ionization measurement in the combustion chamber over the controller using signals produced by a classic lambda sensor.

PL

W artykule zawarto porównanie sygnałów z sondy lambda oraz czujnika jonizacji do szacowania składu mieszanki w procesie sterowania wtryskiem benzyny w silniku o zapłonie iskrowym. Opisano sposób pomiaru i charakterystykę sygnału jonizacji w przeprowadzonych badaniach doświadczalnych. Przedstawiono stworzony model matematyczny silnika spalinowego, którego użyto do przeprowadzenia badań symulacyjnych, testujących użyteczność sygnału jonizacji do szacowania składu mieszanki paliwowopowietrznej. Wykazano przewagę regulatora wykorzystującego pomiar jonizacji w komorze spalania w porównaniu z regulatorem korzystającym z sygnału klasycznej sondy lambda.

3

Automatyzacja stanowiska pomiarowego do wzorcowania w polu promieniowania gamma

Knyziak A. B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 4

253-259

PL

W niniejszej pracy przedstawiam kolejne etapy związane z projektowaniem, wykonaniem i uruchomieniem komputerowego systemu i pomiarowego pracującego w Głównym Urzędzie Miar na stanowisku wzorcowym do odtwarzania i przekazywania jednostki kermy i mocy kermy w powietrzu w polu promieniowania gamma.

EN

In this work are presented consecutive stages of design, fabrication and starting of the computer measurement system at the Central Office of Measures. The system used for reproduction and dissemination of air kerma unit and air kerma rate unit in the field of gamma radiation.

4

Automatyzacja stanowiska pomiarowego do wzorcowania w polu promieniowania rentgenowskiego

Knyziak A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 5

30-37

PL

W niniejszej pracy przedstawiam kolejne etapy związane z projektowaniem, wykonaniem i uruchomieniem komputerowego systemu pomiarowego pracującego w Głównym Urzędzie Miar na stanowisku wzorcowym do przekazywania jednostki mocy kermy w powietrzu w polu promieniowania rentgenowskiego.

EN

In this work I present consecutive stages of design, fabrication and starting of the computer measurement system at the Central Office of Measures for dissemination of air kerma rate standard in the field of x – rays.

5

Porównanie metod pomiarów małych prądów jonizacyjnych

Knyziak A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 10

177-181

PL

W niniejszej pracy przedstawiam metody pomiarów małych prądów jonizacyjnych i wyniki ich porównań. Metody te stosowane są w systemach pomiarowych pracujących w Głównym Urzędzie Miar na stanowisku wzorcowym do odtwarzania i przekazywania jednostki miary dawki ekspozycyjnej, jednostki miary mocy dawki ekspozycyjnej, jednostki miary kermy w powietrzu i jednostki miary mocy kermy w powietrzu promieniowania gamma w zakresie energii fotonów od 600 keV do 3 MeV.

EN

At this work I am presenting methods of low ionization current measurements and results of their comparisons. The methods applied on the measuring systems working at the Central Office of Measures on the metrological stand for the reference standard of the air kerma and the air kerma rate for the gamma radiation of photons in the energy range from 600 keV to 3 MeV.

6

Metody pomiarów małych prądów jonizacyjnych rzędu 10-15 A

Knyziak A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 2

56-58

PL

W niniejszej pracy przedstawiam metody pomiarów małych prądów jonizacyjnych stosowanych w systemach pomiarowych pracujących w Głównym Urzędzie Miar na stanowisku wzorcowym do odtwarzania i przekazywania jednostki miary dawki ekspozycyjnej, jednostki miary mocy dawki ekspozycyjnej, jednostki miary kermy w powietrzu i jednostki miary mocy kermy w powietrzu promieniowania gamma w zakresie energii fotonów od 600 keV do 3 MeV.

EN

At this work I am presenting methods of low ionization current measurements applied on the measuring systems working at the Central Office of Measures on the metrological stand for the reference standard of the air kerma and the air kerma rate for the gamma radiation of photons in the energy range from 600 keV to 3 MeV.

7

The characteristic of ionization signal in cylinder of combustion engine the SI

Filipek P., Kamiński T.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 2

61-67

EN

During work, in cylinder of combustion engine the sparkle ignition get chemical and thermal processes. They initiate the production the ionized gas in combustion chamber. Ion sensing is one of the cheapest and most simple methods for monitoring the combustion event in a spark ignited engine. The characteristic of ionization signal in cylinder of engine the SI contains many helpful information in controlling the work of engine. This contributes to reducing emission offumes and lengthens the viability of catalyst. For spark ignited engines the spark plug is used as sensor together with some measurement electronics added to the ignition system. It is a relatively cheap method for combustion monitoring and other sensors can be replaced. The use of ion sensing in modern EMS is restricted to knock and misfire detection but engine developers start to see a need for other combustion information, such as air-fuel ratio, torque, combustion stability and location ofpeak pressure. The ionization current has a characteristic shape. One proposal divides the ion current in three parts, the ignition phase, the flame front phase and the post-flame phase. Despite the considerable uncertainty the ionization signal, characterizes very short time of reaction on change of parameters combustion in relation to traditional lambda probe.

PL

Podczas pracy w cylindrze silnika spalinowego o zapłonie iskrowym zachodzą zarówno procesy chemiczne, jak i termiczne. Inicjują one wytwarzanie zjonizowanego gazu w komorze spalania. Pomiar jonizacji jest jednym z najprostszych i najtańszych metod monitorowania procesów zachodzącychw silnikach o zapłonie iskrowym. Przebieg charakterystyki sygnału jonizacji w cylindrze silnika ZI zawiera wiele informacji pomocnych w sterowaniu pracą silnika. Przyczynia się to między innymi do zmniejszania ilości emisji spalin oraz wydłużania żywotności katalizatora. Dla silników ZI czujnikiem jonizacji jest świeca zapłonowa wraz z dodanym do systemu zapłonowego układem rejestrującym. Jest to stosunkowo tania metoda mogąca zastąpić inne czujniki. Użycie metody wykrywania jonów w nowoczesnych systemach EMS ogranicza wykrywanie braku zapłonu i spalania stukowego, ale producenci samochodowi zwracają uwagę na inne informacje o spalaniu takie jak X, moment obrotowy, stabilność spalania i lokalizacja szczytowej wartości ciśnienia w cylindrze. Prąd jonizacji ma charakterystyczną krzywą. Jedna z propozycji dzieli prąd na trzy części, fazę zapłonu, fazę frontu płomienia i fazę popłomienną. Sygnał jonizacji mimo znacznej niepewności, charakteryzuje się bardzo krótkim czasem reakcji na zmianę parametrów spalania w stosunku do tradycyjnej sondy lambda.

8

Opinion of ionization signal to estimating composition of mixture in combustion process about engine SI

Filipek P., Wendeker M., Kamiński T., Mitraszewska I., Nowacki G.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 3

121-127

EN

Fuel economy drives the development of efficiency of the engine. This includes optimal ignition timing and fuel amount for a given operating condition. Emission reduction drives the development of air-fuel ratio control, misfire detection and purge control. Oxygen sensors mounted in the exhaust pipe provide a possibility for closed loop air-fuel ratio control and piezoelectric knock sensors mounted on the engine block, for closed loop knock control, but the need for supervising the combustion process itself increases constantly. The measurement of ionization signal in cylinder of engine about the sparkle ignition deliver many valuable information about course of combustion process and type of composition of fuel - air mixture. Currently the most using measurement method to composition of mixture is use a lambda probe. There defect is: the two statests and large time answers delay, however the advantage - the unambiguity of opinion. In reference to converter of density current in a combustion chamber It is possible to ascertain that the largest advantage is speed reaction on change of fuel injection and the largest defect - the dispersion the results of measurement. The replacement in control system of fuel injection signal from sensor of oxygen in combustions ionization signal can lead to smaller mistake of constant time value regulation.

PL

Ograniczenie zużycia paliwa prowadzi do wzrostu sprawności silnika. Wiąże się to z optymalnym czasem zapłonu i dawką paliwa dla danych warunków pracy. Redukcja emisji prowadzi do lepszej kontroli nad stosunkiem paliwo-powietrze, wypadania zapłonów i cząstek. Czujnik tlenu zamontowany na dolocie wprowadza możliwość regulacji stosunku powietrze-paliwo w zamkniętej pętli a piezoelektryczny czujnik stuku montowany na bloku silnika, do detekcji spalania stukowego w zamkniętej pętli. Pomimo tego, potrzeba stałej kontroli parametrów spalania ciągle wzrasta. Pomiar sygnału jonizacji w cylindrze silnika o zapłonie iskrowym dostarcza wielu cennych informacji o przebiegu procesu spalania i składzie mieszanki paliwowo-powietrznej. Obecnie najczęściej stosowaną metodą pomiaru składu mieszanki jest użycie czujnika tlenu (sondy lambda). Jej wadami są: dwustanowość pomiaru oraz duże opóźnienie czasowe odpowiedzi, natomiast zaletą - jednoznaczność oceny. W odniesieniu do przetwornika gęstości prądu w komorze spalania można stwierdzić, że jego największą zaletą jest szybkość reakcji na zmianę wtrysku benzyny a największą wadą - rozproszenie wyników pomiaru. Zastąpienie w systemie sterowania wtryskiem benzyny sygnału z czujnika tlenu w spalinach sygnałem jonizacji może prowadzić do mniejszego błędu regulacji stałowartościowej.

9

Rozwój układu pomiaru jonizacji w komorze spalania silnika o zaplonie iskrowym

Filipek K., Kamński T., Mitraszewska I., Nowacki G., Wendeker M., Wojciechowski A.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 4

147-154

PL

Celem efektywnego sterowania pracą silnika spalinowego z jednoczesnym uwzględnieniem norm emisji spalin należy dokładnie analizować zjawiska zachodzące w komorze spalania silnika spalinowego. Dostatecznie dokładne \tjemacje o przebiegu procesu roboczego mogą być uzyskane poprzez pomiar ciśnienia, emisji fal świetlnych jak jnmweź stopnia jonizacji gazu roboczego. Dwie pierwsze metody wymagają wprowadzenia do cylindra dodatkowych tów i zastosowania czujników, natomiast trzecia wykorzystuje świecę zapłonową jako czujnik jonizacji, bez cji w konstrukcję silnika. Analiza sygnalu jonizacji pozwala na ocenę nadmiaru tlenu w spalinach nik lambda) a także na uzyskanie takich informacji jak obecność spalania stukowego czy braku zapłonu i a nawet prędkości spalania. Zjonizowany gaz roboczy charakteryzuje się przewodnością elektryczną. Ideapomiaru stopnia jonizacji w komorze spalania polega na wykorzystaniu zjonizowanego gazu jako "rezystora" o zmiennej wartości rezystancji, zależnej od stopnia jonizacji gazu. Pomiar ten polega zatem na przewodności elektrycznej gazu. Mniejsza rezystancja jest rezultatem wzrostu natężenia jonizacji. Powstają spalaniajony, będące w istocie nośnikami ładunku elektrycznego, wytwarzane są przez reakcje chemiczne zachodzące w płomieniu. W pracy przedstawiono trzy, kolejne wersje rozwojowe układu pomiarowego. W ostatecznej wersji zwiększono napięcie między elektrodami świecy zapłonowej. Ze względu na problem z oceną długości " okna pomiarowego" w kolejnej wersji układu zrezygnowano z wyzwalania pomiaru przez układ detekcji zapłonu i stałego czasu pomiaru. Sygnał z układu detekcji przekazywany był jednocześnie z sygnałem jonizacji do karty pomiarowej. Sygnał jonizacji przetwarzano z wykorzystaniem sygnału z układu detekcji zaplonu. Artykuł zakończono wnioskami.

EN

The article refers to measurement system of ionization in combustion chamber of spark ignition engine. There is analyzed phenomena proceed in combustion chamber during effective steering of work process of combustion engine. Information on combustion working process can be used by measurements, as pressure, light wave emission or degree of working gases ionization. Two first methods of measurement require application of additional elements in combustion chamber, but third method uses ignition coil as ionization sensor. Analyse of ionization signal makes assessment possible air-to-fuel ratio in exhaust gases, and also obtain some information as presence of light detonation, misfire detection or combustion speed. The measurement idea of ionization degree in combustion chamber based on utilization of gas ionization as resistor of variable value of resistance depends on degree of gas ionization. This measurement based on evaluation of electric gas conductivity. The carriers of electrical charges (ions) are generated during chemical combustion reactions in the flame. Three developed versions of measurement set are presented. The last one concerns increase voltage between electrodes of ignition coil. There were abandoned measurement of release by ignition detection set and constant time of holding measurement from the problem of length evaluation of "measurement window". Signal from detection set was transmitted simultaneously with signal of ionization to measurement card.