Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie transformaty Hilberta-Huanga do przetwarzania sygnału z przepływomierza wirowego

Wójcik A., Pankanin G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 10a

37-45

PL

Praca związana jest z problematyką przetwarzania sygnału pomiarowego z przepływomierza wirowego. W szczególnych konstrukcjach i sytuacjach pomiarowych sygnał może być słabej jakości. W pracy opisano algorytm dekompozycji empirycznej sygnału i analizę spektralną wyekstrahowanej składowej podstawowej. Przeprowadzono badania empiryczne, które wykazały efekt mieszania się częstotliwości. Zastosowany zmodyfikowany algorytm pozwolił na eliminację wpływu tego efektu na wynik przetwarzania.

EN

The work is related to the problem of the vortex flowmeter signal processing. In specific flowmeter designs and measurement circumstances, the signal might be weak. Algorithm of empirical decomposition of the signal and spectral analysis of extracted fundamental component has been described. The effect of frequency mixing has been observed in empirical investigations. Due to modified algorithm application, suppression ofthis effect has been attained.(Hilbert-Huang transform application in vortex meter signal processing)

2

Analiza zjawisk fizycznych występujących w przepływomierzu wirowym

Pankanin G.L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 9a

121-126

PL

W artykule przedstawiono i przeanalizowano wyniki badań zjawiska ścieżki wirowej von Karmana wykorzystywanego w przepływomierzu wirowym. Badania były prowadzone szczególnie pod kątem poznania i zrozumienia roli i właściwości obszaru stagnacji w procesie generacji wirów. Wykorzystując różne metody badawcze zinterpretowano rolę obszaru stagnacji jako medium informacyjnego. Przeanalizowano też takie zjawiska jak: zmienność prędkości unoszenia wirów, czy wrażliwość obszaru stagnacji na zaburzenia mechaniczne.

EN

Results of investigations of the Karman vortex street applied in the vortex meter are analysed and presented in the paper. The investigations have been carried out from the point of view of recognition and understanding of the role and properties of the stagnation region in the vortex shedding. Various research methods have been applied. Such phenomena like: variability of the eddies convection velocity and sensitivity of the stagnation region on the mechanical disturbances have been analysed.

3

Sposoby redukcji poboru energii w układzie przetwarzania sygnału dla przepływomierza wirowego

Wójcik A., Pankanin G.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 11

1302-1304

PL

W pracy przedstawiono koncepcję działania i realizację specjalizowanego układu przetwarzania sygnału dla przepływomierza wirowego o zredukowanym poborze energii. Omówiono zasadę działania przepływomierza wirowego ze szczególnym uwzględnieniem właściwości sygnału pomiarowego. Zrealizowany układ przetwarzania sygnału umożliwia określenie jego częstotliwości nawet w przypadku występowania znacznych zakłóceń. Układ i jego oprogramowanie zoptymalizowano pod kątem oszczędności zużycia energii. Przeprowadzono analizę zużycia energii w poszczególnych fazach pracy i uzyskany wynik zweryfikowano eksperymentalnie.

EN

A signal processing system for a vortex meter with reduced energy consumption is presented in the paper. The principle of operation of the vortex meter as well as the measuring signal properties are described. The designed signal processing system consists of two parts: analogue and digital ones. The analogue part is composed of two parallel channels. In order to determine the signal frequency reliably, the special software has been applied. On the basis of the signal magnitude and its initially measured frequency, the decision-making algorithm enables determination of the signal frequency. Due to application of the proposed new method of counting the full periods and measuring time (of these full periods), the counting error in frequency measurements can be strongly reduced. The hardware and software of the system has been optimised from the point of view of supply energy savings. The essential favourable factor for energy saving is the cyclic mode of operation. Measurements are taken every 5 minute. It is possible due to the observed fact that the flow rate in real industrial circumstances never changes in the sudden manner. The analysis of energy consumption in separate phases of the system operation has been performed. The obtained results have been experimentally verified. Moreover, it can be stated that the system can operate on one set of batteries over one year.

4

Przepływomierz wirowy - analiza zjawiska generacji wirów. Współczesne metody badań i wizualizacji ścieżki wirowej von Karmana

Panankin G.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2009

|

z. 168

1-158

PL

Zagadnienie ścieżki wirowej von Karmana jako podstawy fizycznej działania przepływomierza wirowego jest przedmiotem niniejszej pracy. Długa historia przepływomierza wirowego nie doprowadziła dotychczas do pełnego poznania zjawiska ze wzglądu na wyjątkową złożoność procesu generacji i rozwoju wirów. Jest sprawą podstawową, że właściwe zaprojektowanie jakiegokolwiek urządzenia wymaga głębokiego zrozumienia występujących zjawisk fizycznych. W przypadku przepływomierza wirowego są one wyjątkowo skomplikowane. Stąd teza, że pełne zrozumienie tych zjawisk może się odbyć tylko na podstawie wszechstronnych badań wykorzystujących różne metody badawcze. Można do nich zaliczyć: analizę sygnału pomiarowego, badania pola prędkości z wykorzystaniem sondy termoanemometrycznej, wizualizację przepływu z cyfrowym przetwarzaniem obrazów oraz modelowanie numeryczne. Informacje dotyczące zjawiska uzyskane dzięki różnym metodom pozwolą na stworzenie spójnego obrazu generacji i rozwoju wirów. Wyniki uzyskane z ich wykorzystaniem umożliwią też potwierdzenie poprawności prowadzonych badań i formułowanych wniosków. Poglądy autora na filozofię optymalizacji przepływomierza wirowego zostały sformułowane głównie na podstawie własnych badań zaprezentowanych w rozdz. 4 i 6 (chociaż osiągnięcia innych autorów są szeroko cytowane). Nowe podejście do badań ścieżki wirowej von Karmana jest wyrażone chociażby w analizie stabilności okresu sygnału pomiarowego, analizie widmowej sygnałów z sondy termoanemometrycznej czy też w parametryzacji ścieżki wirowej z wykorzystaniem wizualizacji przepływu i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Zaproponowany model fenomenologiczny pozwolił na weryfikację wyników uzyskanych innymi metodami i ułatwił ich interpretację. Ważne osiągnięcie autora stanowi interpretacja zjawisk występujących w bliskim sąsiedztwie przeszkody, towarzyszących wprowadzeniu szczeliny do przeszkody — generatora wirów. W Dodatku opisano liczne urządzenia wykorzystujące czujnik przepływomierza wirowego, opracowane w zespole naukowym kierowanym przez autora pracy.

EN

The von Karman vortex street as the physical basis of the vortex meter is the subject of the paper. The long history of the vortex meter has not led so far to the comprehensive understanding of its applied phenomena because of their exceptional complexity regarding the generation and growth of vortices. It is of fundamental significance that successful design of any device is determined by way of deep understanding of the applied physical basics. In case of the vortex meter, the phenomena are extremely complicated. Hence the idea that comprehensive recognition should only be made using various research methods. Analysis of the measured signal, hot-wire anemometer investigations of the flow field, flow visualization with image processing and numerical modelling can be chosen as preferred research methods. Partial information conccrning phenomena properties yielded due to various methods of application should make up a coherent picture of vortex shedding. Results obtained due to the application of different methods may also constitute the confirmation of correctness of the conducted investigations and formulated conclusions. Thc views of the author on the philosophy of meter optimization have been formulated mainly on the basis of his own investigations presented in chapters 4 and 6 (although achievements of other researchers are widely cited). A new approach to the von Karman vortex street research is expressed by investigations of signal period stability, spectral analysis of the signals front hot-wire anemometer and vortex street parametrization with application of flow visualization and image processing. Due to the proposed phenomenological model, verification and interpretation of results ohtained by other application methods were feasible. One of the most important achievements of the author is the interpretation of phenomena appearing in the closest neighbourhood downstream the bluff body accompanying the introduction of the slit into the primary device. Numerous devices with vortex meters which were designed and realized in the research group managed by the author are decribcd in Appendix A.

5

Pomiar częstotliwości sygnału pomiarowego z czujnika przepływomierza wirowego

Pankanin G., Wójcik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 8

232-235

PL

Artykuł jest poświęcony wyznaczaniu częstotliwości sygnału pomiarowego uzyskiwanego z czujnika przepływomierza wirowego, która jest miarą mierzonego przez przepływomierz strumienia objętości. Jej pomiar wymaga dużej dokładności, co bywa trudne do spełnienia zważywszy na cechy sygnału pomiarowego. W pracy zaproponowano nowe podejście do pomiaru częstotliwości sygnału z przepływomierza wirowego uwzględniające jego specyfikę. Wyniki badań eksperymentalnych potwierdziły skuteczność zastosowanych metod. Nawet w przypadku sygnałów o bardzo słabej jakości zaproponowany układ pozwala na wyznaczenie częstotliwości wirów.

EN

Determination of the frequency of measuring signal (being the measure of the flow rate) gained from the vortex meter is the goal of the article. The frequency measurement should be made with high accuracy, what is rather difficult because of the signal properties. A new approach to the problem of the frequency determination of the vortex signal is proposed. Results of the laboratory investigations confirm the efficiency of the applied methods. Even in the case of poor quality signals, the effective frequency measurement is feasible.

6

Simulation of vortex street development using model with modifications

Pankanin G. L., Berliński J., Chmielewski R.

Metrology and Measurement Systems

|

2006

|

Vol. 13, nr 4

395-404

EN

Two modifications of the analytical model of the vortex street development described in [1] have been proposed and simulated. The first one takes into consideration the movement of the stagnation region accordingly to vortex shedding. Introduction of a tapering duct sometimes used in practical designs instead of the duct of steady cross-section has been also considered. Simulations of both modified models enabled to formulate conclusions concerning the influence of the geometrical parameters on the vortices energy.

7

Simulation of Karman vortex street development using a new model

Pankanin G. L., Berliński J., Chmielewski R.

Metrology and Measurement Systems

|

2006

|

Vol. 13, nr 1

35-47

EN

The article is devoted to the simulation of the Karman vortex street using an analytical model. The model has been described in detail in [1]. Fundamental quantities like velocity driving the vortex, vortex rotation and vortex rotation energy have been simulated. Also the influence of the fluid viscosity on the phenomena has been considered (analyzed). The results of the simulation have been compared with those obtained by application of other research methods. Considerable consistency has been reached.

PL

Artykuł jest poświęcony symulacji numerycznej według analitycznego modelu ścieżki wirowej Karmana szczegółowo opisanego w [1]. Przeprowadzono symulację podstawowych wielkości występujących w modelu, takich jak prędkość napędzająca wir, prędkość obrotowa wiru, czy też energia ruchu obrotowego. Przeanalizowano wpływ lepkości płynu na właściwości zjawiska. Uzyskano dobrą zgodność wyników symulacji z wynikami uzyskanymi z wykorzystaniem innych metod badawczych.

8

Analytical modelling of Karman vortex street

Pankanin G. L., Berliński J., Chmielewski R.

Metrology and Measurement Systems

|

2005

|

Vol. 12, nr 4

413-425

EN

A new approach to the Karman vortex street modelling is presented. The model is based on observations of the Karman vortex street. The idea of the model is based on fundamental mechanical formulas. According to the model, vortices are created on the bluff body surface in the area of the boundary separation. The grow-up of the vortex results from the process looking like a reeling of some amount of the liquid on the vortex core during its rolling downstream on the surface of unmoved stagnation region. This process is represented in the model as a succeeding addition layer attachment. The vortex evolution has been divided into three stages. Hence three zones downstream the bluff body are distinguished: intensive development, stabilization and vortices decay. Influence of the fluid viscosity on the development process and rotation energy of the vortex has been also analyzed.

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do problemu modelowania ścieżki wirowej Karmana. Wykorzystuje ono wnioski z obserwacji zjawiska i stanowi próbę opisania go prostymi zależnościami właściwymi dla fizyki klasycznej. Wiry powstają na powierzchni przeszkody w obszarze oderwania od strugi. Proces wzrostu wiru polega na nawijaniu na jego rdzeń cienkiej warstwy płynu w miarę oddalania się od punktu oderwania. W modelu proces ten jest reprezentowany przez "obrastanie" wiru kolejnymi warstwami. Proces rozwoju został podzielony na trzy etapy. Zostały wyróżnione trzy strefy rozwoju wiru: intensywnego rozwoju, stabilizacji i zaniku. Przeanalizowano wpływ lepkości płynu na proces rozwoju i energię wiru.