Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie możliwości transmisji promieniowania temperaturowego, emitowanego w procesie podziemnego zgazowania węgla, przez podzespoły optyczne optoelektronicznego systemu do pomiaru wysokiej temperatury

Lisiecka E., Passia H.

Karbo

|

2016

|

Nr 1-2

13--18

PL

Temperatura jest bardzo istotnym parametrem procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW), warunkującym jego przebieg - również pod kątem bezpieczeństwa - oraz skład otrzymywanego gazu procesowego. Specyficzne środowisko pomiarowe jakie stanowi reaktor PZW utrudnia, a niekiedy praktycznie uniemożliwia, pomiar (metodami kontaktowymi) temperatury w jego wnętrzu. Dlatego stosowane do tej pory urządzenia termometryczne, nie spełniają w pełni wymogów procesu. Konieczne jest zatem, opracowanie nowych metod i urządzeń dopasowanych do warunków w jakich przebiega proces PZW tj. ciągłego pomiaru wysokiej temperatury (do ok. 2300 K), in situ, w obecności gazów palnych i wybuchowych (także w warunkach kopalnianych). Pociąga to za sobą konieczność przestrzegania wymogów dyrektywy ATEX w zakresie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego. W artykule przedstawiono możliwość realizacji bezkontaktowego pomiaru temperatury w procesie podziemnego zgazowania węgla, zarówno w reaktorze in-situ jak i ex-situ. Podstawą działania bezkontaktowych urządzeń termometrycznych jest prawo Plancka oraz prawo przesunięć Wiena. Prawa te opisują ilość promieniowania elektromagnetycznego emitowanego ze źródła termicznego w funkcji temperatury, a w przypadku prawa Plancka, także długości fali (lub alternatywne częstotliwości). Opracowany system do pomiaru wysokiej temperatury w procesie PZW, wymagał zaprojektowania i wykonania niezbędnych podzespołów optycznych i mechanicznych oraz przeprowadzenia testów zdolności transmisyjnych zaprojektowanych elementów w reaktorze in-situ i ex-situ. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły możliwość przesyłania promieniowania temperaturowego przez zaprojektowane podzespoły optyczne, do detektora w urządzeniu pomiarowym, w postaci wymaganej do dalszego przetwarzania (sygnał optyczny). Umożliwi to bezkontaktowy pomiar wysokiej temperatury (do ok. 2300 K) w trakcie procesu podziemnego zgazowania węgla, wykorzystując opracowany (autorski) optoelektroniczny system pomiarowy, zintegrowany ze skanującym spektrometrem VIS-NIR oraz autorskim algorytmem wyznaczania wysokich temperatury.

EN

Temperature is one of the most significant parameters in the underground coal gasification (UCG) process – also for safety - which determines the progress of the process and composition of the UCG gas obtained. The specific measurement environment that is constituted by UCG reactor limits, and sometimes basically precludes, direct (contact) temperature measurement in the reactor’s interior. Hence, the thermometry devices, commonly utilized in the industrial applications, do not meet the requirements of the process of this kind, and therefore it is necessary to develop new methods and related equipment being well-adjusted to the UCG conditions i.e. a continuous measurement of high temperature (up to c.a. 2300 K) in situ, in the presence of flammable and explosive gases. (also in the mine’s conditions) . This implies the need to comply with the requirements of the ATEX Directive on safety in potentially explosive atmosphere in a mine. The paper presents the capability to carry out the non-contact temperature measurement, in the underground coal gasification process, both in situ and ex situ-located reactors. Planck’s law and Wien’s displacement law are the basis of operation of the non-contact thermometry devices. These basic laws describe the amount of electromagnetic radiation emitted by a thermal source, as a function of temperature and in the case of Planck’s law also wavelength (or alternative frequencies). The measuring system developed here for high temperature measurements in the process of underground coal gasification, imposed designing and constructing of indispensable optical and mechanical subassemblies and conductance of transmission capability tests of the designed elements in-situ and ex-situ UCG reactors. The conducted experiments confirmed the ability to transmit thermal radiation via designed optical subassemblies to a detector in a measuring unit in the form required for further processing (optical signal). This will allow for non-contact measurement of high temperature (of up to abt. 2300K) in the course of underground coal gasification process, using the purpose-developed (original) optoelectronic measuring system, integrated with the VIS-NIR scanning spectrometer and original algorithm for high temperature determination.

2

Analiza wpływu wymagań prawnych na zmiany poziomu emisji zanieczyszczeń pyłowo-gazowych w ciepłownictwie polskim w latach 2005-2011

Boba J., Passia H., Jurka T.

Energetyka

|

2015

|

nr 5

346--351

PL

Zaprezentowano wyniki analizy zmian emisji podstawowych zanieczyszczeń pyłowo-gazowych uwalnianych do powietrza atmosferycznego ze źródeł ciepłowniczych w Polsce. Przedstawiono podstawowe wymogi prawne mające zasadniczy wpływ na kształtowanie poziomu emisji SO2, NOx i pyłu – zanieczyszczeń objętych standardami emisji oraz przybliżono uwarunkowania formalne wynikające z zobowiązań mających na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, a w szczególności emisji CO2 objętej systemem EU ETS.

EN

The paper presents results of an analysis of changes in emission of main dust-and-gas pollutants released into atmosphere from heat sources in Poland. The principal legal requirements that have substantial impact on shaping of the level of emissions of SO2, NOx and dust, are those falling into the emission standards. There were also outlined briefly the formal requirements resulting from the obligations aimed at reducing emissions of greenhouse gases, and in particular CO2, falling under the EU ETS system.

3

Antystatyzacja tworzyw sztucznych w celu uniknięcia zagrożenia wybuchem

Passia H., Kędzierski P.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2015

|

Nr 2

45--51

PL

Cel: Tworzywa sztuczne zakwalifikowane do izolatorów elektrycznych nie spełniają kryteriów polskich i międzynarodowych norm [1], [2], [3], [4] oraz polskiej legislacji [5] odnośnie właściwości antyelektrostatycznych, wobec czego nie mogą być dopuszczone do użytkowania w strefach zagrożonych wybuchem. W celu spełnienia wymagań wyżej wymienionych norm i przepisów, uzyskania wyrobu antystatycznego oraz obniżenia ryzyka wyładowania elektrostatycznego mogącego być inicjatorem wybuchu tworzywa sztuczne poddaje się antystatyzacji, czyli poprawianiu właściwości antyelektrostatycznych (głównie zmniejszeniu rezystancji i rezystywności). Projekt i metoda: Przedstawiono wyniki prowadzonych badań właściwości elektrostatycznych wyrobów. Z analizy parametrów elektrycznych, statycznych (rezystancja powierzchniowa, skrośna oraz między punktami) i dynamicznych (czas zaniku ładunku, zdolność do elektryzacji, natężenie pola elektrycznego), analizy stabilności w czasie parametrów elektrycznych, wpływu na środowisko wyrobów antystatyzowanych uzyskano autorską charakterystykę procesu antystatyzacji, którą przedstawiono w publikacji. Wybrano wyroby reprezentujące różne metody i sposoby realizacji tego procesu. Pomimo że technologia antystatyzacji jest znana, to nie jest ona gruntownie rozpoznana i opisana między innymi w zakresie trwałości w czasie. Antystatyzacja jest procesem polegającym na zwiększeniu szybkości rozpraszania (odprowadzania) ładunków. Na szybkość rozładowania decydujący wpływ ma pojemność elektryczna wyrobu i jego rezystancja. Antystatyzacja polega na modyfikacji dwóch parametrów wyrobów: zmianie pojemności elektrycznej oraz zmianie rezystancji elektrycznej wyrobów. Wyniki: W ramach pracy badawczej, realizowanej w Głównym Instytucie Górnictwa od 2012 roku, przeprowadzono szereg kompleksowych badań, które zaowocowały zaproponowaniem podziału technik antystatyzacji z uwagi na jej różnorodny charakter i typy. Na podstawie szeregu badań dużej liczby różnorodnych wyrobów i materiałów zaproponowano podział technik antystatyzacji, który jest rozszerzeniem i uzupełnieniem dotychczas istniejących w specjalistycznej literaturze klasyfikacji. Wnioski: Wyniki pracy mogą być wykorzystane przy projektowaniu procesów przetwórstwa tworzyw sztucznych celem opracowania technologii produkcji wyrobów antystatycznych, których właściwości antystatyczne są trwałe w czasie oraz celem analizy ryzyka związanego z elektryzacją wyrobu.

EN

Aim: Plastics used as electrical insulators do not fulfil the criteria for Polish and international standards [1], [2], [3], [4] and Polish legislation [5], with regard to anti-static properties. Therefore, such materials cannot be approved for use in potentially explosive environments. In order to satisfy the requirements of the aforementioned standards and regulations, and produce a product with anti-static properties, thus reducing the risk of an electrostatic discharge, which could initiate the explosive fragmentation of plastic materials, there is a need to improve anti-static properties of plastics mainly by reducing their level of resistance and resistivity. Method: The paper presents research results for electrostatic properties of products. From an examination of electric parameters; static (surface, cross-sectional and point to point resistance) and dynamic (discharge lead time, capability to electrify, electrical field strength), and based on the stability of electrical parameters over a time period as well as impact on the environment involved with the manufacture of anti-static products, the authors identified a production process for anti-static products, which is revealed in the publication. Selected products represented a range of different approaches and methods of realising the process. Although technology for manufacturing antistatic products is known, nevertheless, it is not thoroughly recognised or described, among other things, in context of durability over time. An anti-static condition is a process of increasing the dissipation (discharge) of static electricity over time. The decisive influence on the speed of dissipation is the electrical capacitance and electrical resistance of the product. Attainment of an anti-static condition is dependent on the modification of two product parameters. Namely, a change to electrical capacitance and change to electrical resistance of products. Results: As part of research work, performed at the Central Mining Institute since 2012, a series of extensive studies were conducted, which, in view of their diverse nature and type, culminated in a proposed partition of anti-static approaches. Based on several studies of a vast range of products and materials, the proposed partition of techniques to achieve anti-static conditions extends and complements existing methods revealed in specialist literature. Conclusions: Results from this work can be used in the design of plastic manufacturing processes, with a focus on developing technology for the production of anti-static products, which remain stable over time and to analyze the risk associated with the use of such products.

4

Koncepcja optoelektronicznego systemu do pomiaru temperatury w procesie podziemnego zgazowania węgla

Lisiecka E., Passia H., Karolczyk D.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 12

1166--1169

PL

W artykule, przedstawiono koncepcję optoelektronicznego systemu pomiarowego do wyznaczania temperatury w procesie podziemnego zgazowania węgla. Składa się on z dwóch części: specjalnie zaprojektowanego na potrzeby procesu podziemnego zgazowania węgla, optycznego czujnika temperatury oraz jednostki centralnej, odpowiedzialnej za rejestrację, przetwarzanie, wizualizację i archiwizację danych pomiarowych. Architektura systemu zakłada wykorzystanie hybrydy dwóch środowisk programistycznych: obiektowego języka programowania Python i środowiska pracującego w oparciu o wirtualne maszyny - LabVIEW.

EN

This paper presents a concept of optoelectronic system to measure the temperature in the underground coal gasification reactor. The underground coal gasification process is utilized to obtain a gaseous product from coal in natural coal seem, in situ. This product can be use in different ways in chemical and energetic industry [1-3]. The key parameter affecting a composition of the gas is temperature [4, 5]. However, there is a problem with continuous temperature measurement inside underground coal gasification reactor due to lack of proper measurement devices. Therefore authors of this article are trying to construct an optical sensor for high temperature measurement [9] connected with special designed software. This monitoring and control system is divided into two parts (Fig. 1): an optical sensor and a CPU that performs processing, visualization and archiving of data. The communication between CPU and sensor is performed by driver 841 (section 2.2.1). The system architecture involves use of hybrid of two programming environments (section 2.2.3): object-oriented programming language Python and an environment based on a virtual machine – LabVIEW. This combination allow to effectively process and visualization measurement data. Furthermore there will be also design a special database for archiving data (Fig. 4). The developed sensor and software make possible to measure the temperature in the reactor of underground coal gasification in a non-contact way, utilizing the thermal radiation low and hybrid of two programming language.

5

Koncepcja metody i urządzenia do optycznego pomiaru wysokich temperatur

Lisiecka E., Passia H.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 5

272--274

PL

W artykule przedstawiono koncepcję metody i urządzenia do optycznego pomiaru wysokich temperatur. Zaprojektowane urządzenie pomiarowe pracuje w oparciu o prawa promieniowania cieplnego – prawo Plancka i prawo przesunięć Wiena. Proponowane rozwiązanie konstrukcyjne umożliwi pomiar temperatury eliminując wpływ amplitudowego przesunięcia charakterystyk emisyjnych. Możliwe będzie wykonanie pomiarów bez znajomości emisyjności źródła promieniowania oraz w ośrodku absorbującym promieniowanie. Przeprowadzone testy zdolności transmisyjnych zaprojektowanego układu optycznego, potwierdziły możliwość jego wykorzystania w urządzeniu.

EN

High-temperature measurements are a key parameter for control of various technological processes and research. The most common instruments used in measurements of high temperature are different types of pyrometers and infrared cameras. In the literature there is a wide variety of construction of these optical devices [1-6]. This paper presents a concept of an alternative optical method and apparatus for measurements of high temperatures. The designed sensor is based on thermal radiation law – Planck’s law and Wien’s displacement law (Section 2.1). The object temperature is determined by fitting the Planck’s curve to the measurement data, determining the wavelength of the curve maximum and calculating the temperature using Wien’s displacement law (Fig. 2). This solution permits eliminating the influence of curve amplitude shifts caused by the object emissivity, selection absorption in the infrared range and absorption thermal radiation by optical elements in the device. This device consists of two main parts (Fig. 3): an optical system and a spectrometer connected to optic fiber. At first, tests of power loses in the device optical system were carried out at different configuration of the system elements and utilizing the He-Ne laser (Section 4). The obtained results demonstrate the possibility of using the designed optical system in the device. In the near future there will be performed more tests of the equipment and work aiming at improving its detectable capability.

6

Badania właściwości elektrostatycznych tkaniny polipropylenowej wykonanej w technice przeplotu z nitką metalową

Kędzierski P., Passia H.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 12

1154--1157

PL

W pracy podjęto się oceny właściwości elektrostatycznych tkaniny antystatyzowanej przeplotem nitką metalową. Tkanina jest wykorzystywana w przemyśle, w tym w górnictwie, gdzie kluczowe jest spełnienie kryteriów polskiego i europejskiego prawa odnośnie parametrów elektrostatycznych. Przeprowadzono badania podstawowe zgodnie z polskimi przepisami prawa, a ponadto zaproponowano i przeprowadzono badania dodatkowe. Większość metod badań jest znormalizowana i wykonywana w laboratoriach akredytowanych. W pracy wykorzystano innowacyjne urządzenia pomiarowe. Na podstawie kompleksowych badań wyciągnięto wnioski i sformowano tezy, których na podstawie standardowych badań rezystancji powierzchniowej nie da się sformułować.

EN

The work was undertaken to assess the electrostatic properties of anti-static fabric interlaced with metal thread. The fabric is used in industry, including mining, where are the key criteria for electrostatic parameters. Basic research were conducted in accordance with the Polish law, and also proposed and carried out additional tests. Most of the test methods are standardized and accredited in the GIG. The work uses innovative measuring devices. Based on comprehensive research and draws conclusions were formed thesis, which, based on standard test surface resistance can’t be formulated. Objective of the study was a polypropylene fabric interlaced metal, made by interlacing technique. A characteristic of the fabric was interlaced conductive thread. The fabric interlaced is shown in Figure 1. The aim of the study was to determine the parameters of electrostatic polypropylene fabric interlaced metal. Conducted basic research - to determine the parameters of the fabric resistance (surface resistance, Cross and the surface between the points). The study was carried out in a variety of climatic parameters (temperature and relative humidity) in a climatic chamber. Also studied the electrical conductivity of the metal braid fabric. Additional studies were conducted - to determine the parameters of electrostatic fabric (time decay, leakage resistance, the amount and distribution of the applied surface load). The tests were performed in a series of samples at different climate conditions. Studies have demonstrated the dependence of the parameters of the fabric ambient weather conditions.

7

Analiza drgań drogowych barier akustycznych z wykorzystaniem oprogramowania Test.Lab firmy LMS

Bartmański C., Bochenek W., Dudzińska M., Kompała J., Martyka J., Miterska M., Motyka Z., Passia H., Ramowski A., Saternus A., Staniek A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 12

1100--1103

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań akustycznych barier drogowych, uzyskane z wykorzystaniem laserowego wibrometru dopplerowskiego i przetworzone z wykorzystaniem oprogramowania LMS, na przykładzie ekranu akustycznego zlokalizowanego przy drodze S1 na terenie Sosnowca. Eksperymentalną analizę modalną realizowano w środowisku Test.Lab, firmy LMS.

EN

In the paper, the results of tests and calculations are presented for acoustic road barrier treated as a plane vibrating surface source emitting acoustic waves. The tests were realized with the use of scanning Laser Doppler Vibrometer (LDV) which enables remote registration and the spectral analysis of vibrations for the points of the square lattice chosen on the tested surface. For comparison obtained data were also analyzed with the LMS Test.Lab software for modal analysis ([1, 2, 3, 9]). The acoustic barrier at S1 road in Sosnowiec was chosen for the in situ tests (Fig. 1). The general view of tested acoustic road barrier spot and measurement configuration is presented in the Figs 2 – 6. For the first time, the comparison was made of data analysis results obtained for acoustic barrier vibrations identified with the use of laser vibrometer PSV-400 internal tools and the ones calculated with the use of LMS Test.Lab software. The results were presented in Tab. 1, Fig. 7 and Fig. 11. In Tab. 2, Tab. 3, Tab.4 and Figs. 8 – 10, MAC coefficients (Modal Assurance Criterion, [4, 5, 6]) and identi-fied vibration modes were presented. The final method being still developed may find use in wide range of applications, e.g. for sound transmission analysis ([7], [8]) of plane acoustic road barriers for different vibration modes.

8

Emisja podstawowych zanieczyszczeń pyłowo-gazowych w krajowej energetyce w latach 2005–2011 – wstępna analiza wyników badań ankietowych

Boba J., Jurka T., Passia H.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 2

93--112

PL

W artykule dokonano analizy zmian poziomów emisji głównych substancji pyłowo-gazowych uwalnianych ze źródeł stacjonarnych zainstalowanych w szczególności w elektrowniach, elektrociepłowniach i ciepłowniach. We wstępnej części artykułu przedstawiono uwarunkowania geopolityczne i historyczne emisji zanieczyszczeń w polskiej energetyce, następnie przybliżono najistotniejsze wymogi prawne związane z ochroną powietrza atmosferycznego determinujące podejmowanie różnorakich działań przez prowadzących instalacje w celu dotrzymywania obowiązujących normatywów emisyjnych. Przystąpienie Polski do Unii Europejskiej wymusza konieczność dostosowania standardów ochrony atmosfery do poziomu obowiązującego we Wspólnocie. Niezmiernie istotnym instrumentem mającym na celu ochronę atmosfery jest system handlu uprawnieniami do emisji (ang. EU ETS), który od roku 2005 jest najważniejszym mechanizmem w Unii Europejskiej w walce z emitowanymi gazami cieplarnianymi w szczególności dwutlenkiem węgla. Polska, jako jedyny kraj w Unii Europejskiej posiada strukturę zużycia pierwotnych nośników energii opartą w ponad 80% na kopalnych paliwach stałych determinujących stosunkowo wysokie wskaźniki emisji podstawowych zanieczyszczeń pyłowo-gazowych. W ramach projektu realizowanego w Głównym Instytucie Górnictwa przeprowadzono badania ankietowe mające na celu zebranie informacji nt. zmian emisji głównych zanieczyszczeń pyłowo-gazowych w przedsiębiorstwach energetycznych w latach 2005–2011, a więc od początku okresu funkcjonowania systemu handlu uprawnieniami do emisji. Wyniki badań pozwoliły również na określenie głównych przyczyn zmian emisji tych substancji. Tymi przyczynami były przede wszystkim zmiany w aktywności przedsiębiorstw energetycznych uwarunkowane sytuacją makroekonomiczną w poszczególnych latach badanego okresu, koniecznością podejmowania działań techniczno-organizacyjnych w celu dostosowania się do zaostrzających się standardów emisyjnych okreoelonych w obowiązującym prawodawstwie, stopniową zmianą struktury paliw – stosowanie biomasy i innych paliw w szczególności gazowych charakteryzujących się niższymi od węgla wskaźnikami emisji zanieczyszczeń. Niebagatelne znaczenie dla ograniczenia emisji zanieczyszczeń pyłowo-gazowych ma również system handlu uprawnieniami do emisji, który został ustanowiony w celu redukcji emisji gazów cieplarnianych w szczególności dwutlenku węgla. Działania podejmowane przez przedsiębiorstwa energetyczne w celu redukcji emisji CO2 wpływają również na ograniczenie emisji innych substancji uwalnianych do powietrza atmosferycznego.

EN

The paper analyzes the changes in the levels of emissions of the main dust and gas substances released from stationary sources, in particular those installed in power plants, combined heat and power, and heating plants. The paper begins with the geopolitical and historical background of pollutants emissions in the Polish power industry. The analysis then introduces the most relevant legal requirements relating to the protection of atmospheric air, determining the course of activities undertaken by operators aimed at meeting those emission standards. Poland’s accession to the European Union brings with it the need to adopt the atmospheric protection standards that are legally binding within the Community. One instrument of vital importance to the protection of the atmosphere is the system of emissions trading (called EU ETS) which, since 2005, has been the most important mechanism in the European Union in the struggle against greenhouse gas emissions (in particular carbon dioxide). Poland, uniquely among European Union members, has a structure of primary energy structure whereinmore than 80%of production is based on fossil fuels, causing relatively high rates of basic dust and gas emissions. Under the auspices of a project prepared for the Central Mining Institute, a survey was conducted in order to gather information on the changes in emissions of major dust and gas pollutants by energy-producing companies in the years 2005–2011 (from the beginning of the operation of the emissions trading scheme). The results of the research made it possible to identify the main causes of changes in the emissions of these substances. These changes stemmed from the energy companies’ implementation of technical and organizational measures to meet increasingly stringent emissions standards set out in the current legislation. This has meant gradual changes in the structure of fuels, such as biomass and natural gas, which are characterized by lower levels of carbon emissions. The actions undertaken by energy companies to reduce CO2 emissions also affect the emissions of other substances into the air.

9

Zintegrowany układ do światłowodowej chromatycznej filtracji przestrzennej promieniowania UV

Motyka Z., Passia H., Saternus A.

Wiadomości Górnicze

|

2012

|

R. 63, nr 2

95-102

PL

W artykule omówiono nową metodę optycznej światłowodowej chromatycznej filtracji przestrzennej w zakresie filtracji wybranych pasm promieniowania UV do potrzeb metrologicznych w zakresie wymogów bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujących także w podziemnych zakładach górniczych. Przedstawiono parametry opracowywanego układu do selekcji różnych pasm optycznych obejmujących poszczególne podzakresy promieniowania UV. Umożliwi on rozróżnienie wymaganych normami zakresów promieniowania bez konieczności stosowania złożonych przyrządów do analizy spektralnej, siatek dyfrakcyjnych, pryzmatów, filtrów optycznych ani detektorów o ściśle dobranych charakterystykach spektralnych.

EN

The article discusses a new method of fibre-optic fiber chromatic spatial filtration with regard to filtration of selected bands of UV radiation for metrological needs concerning health and safety requirements at work applicable also at work in underground mines. The parameters of the developed system was presented for selection of various optical bands covering the various sub-ranges of UV radiation. It will enable to distinguish radiation ranges required by standards without the necessity of use of complex instruments for spectral analysis, diffraction gratings, prisms, optical filters or detectors with strictly matched characteristics.

10

Zastosowanie metod CFD w projektowaniu urządzenia do pomiaru rozproszonej emisji CO2 z powierzchni zwałowisk odpadów powęglowych

Łączny J., Passia H., Bajerski A., Janoszek T.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 12

62--74

PL

Artykuł stanowi omówienie efektów prowadzonych badań modelowych urządzenia do pomiaru rozproszonej emisji dwutlenku węgla CO2 z powierzchni obiektów składowania odpadów powęglowych. Przybliżono praktyczne aspekty płynące ze stosowania technik komputerowych w procesie wspomagania projektowania urządzenia, między innymi poprzez wykorzystanie metody numerycznej mechaniki płynów CFD (Computational Fluid Dynamics). Omówiono dane wejściowe do budowy modelu geometrycznego, założenia metody numerycznej CFD, zdefiniowano obszar dyskretyzacji oraz warunki jednoznaczności rozwiązania modelu numerycznego. Zaprezentowano prototyp urządzenia (ATK), który został zaprojektowany i zbudowany w oparciu o przyjęte założenia do modelu numerycznego CFD. Uzyskane dane pomiarowe odniesiono do wyników badań modelowych.

EN

This article presents a description of model testing of the device for CO2 dissipated emission measurement from the surface of coal mine waste dumping grounds. Practical aspects for computer technologies applied in the process of supporting the development were determined, among others, the numercal method of fluid mechanics CFD (Computational Fluid Dynamics). Alternatively, input data for the draft of geometric model, brief foredesign of the CFD method, digitization area and determinants for a unique solution of the numerical model were presented. This article shows a prototype of the device (ATK), which was designed and constructed on the basis of the foredesign of the CFD numerical model. The results of those measurements were applied to the results of the model testing.

11

System handlu uprawnieniami do emisji jako narzędzie w walce z globalnym ociepleniem

Boba J., Jurka T., Passia H.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 4

45--59

PL

W niniejszym artykule dokonano przeglądu najczęściej wysuwanych teorii dotyczących przyczyn zmian klimatycznych, związanych zarówno z działalnością człowieka, jak i naturalnych, niemających związku z działalnością antropogeniczną. Przybliżono także prawne zasady funkcjonowania podstawowego narzędzia służącego do walki z globalnym ociepleniem, jakim w Unii Europejskiej jest system handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych (EU ETS). Wyspecyfikowano rodzaje instalacji przemysłowych, które objęte są wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji. Przedstawiono również czołówkę państw o największej emisji CO2 oraz udział emisji CO2 w poszczególnych regionach świata. W końcowej części artykułu poddano analizie rolę polskiej i unijnej energetyki wobec walki z globalnym ociepleniem.

XX

The paper presents an overview of the theories which are most frequently put forward relative to climatic changes, both those connected with human activities, and natural, not related to the anthropogenic activity. Next, the legal regulations have been introduced for functioning of the main tool that serves the struggle with global warming. This tool in the European dimension is the EU Emission Trading System (EU ETS). The types of industrial installation, which are included into the EU emissions trading system, were specified. The countries, leading in the CO2emission as well as the CO2emission share in the individual regions of the world were presented. The final part of the paper contains an analysis of the role of the Polish and EU power engineering policies in the combat against global warming.

12

Zintegrowany układ do optycznej światłowodowej chromatycznej filtracji przestrzennej

Motyka Z., Passia H., Smoła T., Bramorska A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2011

|

nr 2

55-71

PL

Skonstruowano i poddano badaniom uproszczony model układu do optycznej światłowodowej chromatycznej filtracji przestrzennej. Uzyskano wiele pasm optycznych o różnych dominujących składowych barwnych, których rozróżnienie nie wymagało zastosowania skomplikowanych przyrządów do analizy spektralnej. W tym celu w opracowanym modelu wykorzystano naturalne silne szerokopasmowe źródło światła, jakim jest światło słoneczne. Uzyskano powtarzalny efekt wizualizacji skuteczności optycznej światłowodowej chromatycznej filtracji przestrzennej w układzie światłowodów, zintegrowanym mechanicznie z pojedynczą soczewką chromatyczną. Na bazie uzyskanych doświadczeń został zaprojektowany układ docelowego radiometru do automatycznego pomiaru, rejestracji i analizy emisji światła z ustalonych źródeł punktowych, zgodnie z wymaganą charakterystyką spektralną detekcji. Założenia konstrukcyjne takiego radiometru pozwalają na rezygnację ze stosowania tradycyjnych filtrów optycznych i/lub detektorów o ściśle predefiniowanych charakterystykach widmowych.

EN

A simplified model was constructed for tests of chromatic spatial filtration with the use of optic fibers. Many optical bands were obtained with different predominant color components. Their distinction did not require any use of apparatus for spectral analysis. To obtain them, the direct sunlight was used as the wideband natural light source. The repeatable effect of visualization was achieved of effectiveness of optical chromatic spatial filtration in a set of optical fibers integrated mechanically with individual chromatic lens. On the model analysis basis, an arrangement of target radiometer was designed, having to make possible the automatic measurement, registration and analysis of light radiation from point source lying in well-defined spatial place, in good accordance with required spectral profile of detection. Constructional foundations of such radiometer enable to resign from the use of traditional optical (interference) filters and/or detectors of precisely predefined spectral profiles in the case of similar applications.

13

Methodology and system for long-term measurements of vibroacoustic parameters in mining-affected areas

Passia H., Kompała J., Motyka Z., Szade A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2009

|

nr 2

45-53

EN

Mining operations, both those conducted currently and in the past in densely populated urban areas generate well known adverse effects, both on the natural environment and on technical substance located in them. This entails a straightforward question of human safety and methods to mitigate these negative consequences. To be able to make reliable assessment of vibroacoustic climate, including that existing in residential buildings, it is necessary to perform measuring tasks in the form of continuous monitoring of two types of related parameters: vibrational and acoustic. This means designing and building a continuous monitoring system. A version developed at the Department of Technical Acoustics, Laser Technology and Radiometry is described in the paper. The proposed System for Continuous Measurements of Noise and Vibration (SCMNV) is based on combining two subsystems, the first of them designed to perform measurements of acoustic parameters, and the other the measurements of tilt and vibration of building structures. Subject to control by such a complex monitoring system are various structures affected by underground mining, e.g. cultural heritage objects, such as churches, castles, and public objects (hospitals, schools, etc.). Joint (usually inter-related) effects of past and current mining and heavy road and railway traffic are also controlled. The acoustic parameters are being effectively measured through using the System for Continuous Noise Measurement (SCNM), while tilt and vibration by using the Laser Tilt and Vibration Measuring System (LTVMS). Some measuring situations need using additional vibration measuring equipment. For this purpose, a POLYTEC PSV-400 scanning laser Doppler vibrometer is used.

PL

Operacje górnicze zarówno bieżące, jak i przeszłe, prowadzone na gęsto zaludnionych obszarach zurbanizowanych, generują dobrze znane skutki negatywne zarówno dla środowiska naturalnego, jak i dla zlokalizowanej na nich substancji technicznej. Pociąga to za sobą natychmiastowe pytanie o bezpieczeństwo ludzi i metody zredukowania tych negatywnych skutków. Dla właściwej oceny wibroakustycznej, uwzględniając klimat istniejący w budynkach mieszkalnych, konieczne jest wykonanie zadań pomiarowych w postaci ciągłego monitoringu dwóch typów parametrów z nim związanych: wibracyjnego i akustycznego. Oznacza to zaprojektowanie i zbudowanie systemu do ciągłego monitoringu. Jego wersja opracowana w Zakładzie Akustyki Technicznej, Techniki Laserowej i Radiometrii została opisana w niniejszym artykule. Zaproponowany System do Ciągłych Pomiarów Hałasu i Wibracji (SCPHW) oparto na kombinacji dwóch podsystemów, z których pierwszy jest przeznaczony do wykonywania pomiarów parametrów akustycznych, a drugi do pomiarów wychyleń i drgań struktur budowlanych. Obiektem kontroli przy użyciu takiego złożonego systemu monitoringu są różne struktury poddane wpływom podziemnej działalności górniczej, np. obiekty dziedzictwa kulturowego, takie jak: kościoły, zamki, a także obiekty użyteczności publicznej (szpitale, szkoły itp.). Kontrolowane są również łącznie (zwykle powiązane ze sobą) skutki przeszłej i bieżącej działalności górniczej oraz skutki używania ciężkiego transportu drogowego i kolejowego. Parametry akustyczne są efektywnie mierzone z wykorzystaniem Systemu do Ciągłego Pomiaru Hałasu (SCPH), natomiast wychylenia i drgania - przy użyciu Systemu Laserowego do Pomiarów Drgań i Wychyleń (SLPDW). Niektóre sytuacje pomiarowe wymagają zastosowania dodatkowego wyposażenia do pomiarów wibracji. Do tego celu jest wykorzystywany dopplerowski skaningowy wibrometr laserowy POLYTEC PSV-400.

14

Analiza możliwości pomiaru koncentracji cząstek niesferycznych w powietrzu z zastosowaniem układu dopplerowskiego anemometru laserowego

Passia H.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2009

|

nr 4

65-70

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania charakterystyk sygnału zmiennego (dokładnie: stosunku sygnału do szumu), generowanego w układzie dopplerowskiego anemometru laserowego, do selektywnego pomiaru koncentracji stałych cząstek niesferycznych unoszonych w powietrzu lub innym medium. Własności sygnału dopplerowskiego generowanego w przypadku cząstek sferycznych lub quasi-sferycznych zostały dokładnie omówione we wcześniejszych pracach autora (Passia i in. 1978; Passia 2003) zarówno pod względem eksperymentalnym, jak i uzasadnienia teoretycznego. Przedstawiona w artykule analiza sposobu wykonywania pomiarów koncentracji cząstek niesferycznych dotyczy cząstek azbestu zawieszonych w powietrzu. Wykorzystanie charakterystyk sygnału zmiennego, takiego jaki jest generowany w dopplerowskim anemometrze laserowym, umożliwia eliminację niekorzystnych efektów pochodzących od przypadkowo rozproszonego światła i związanego z tym wysokiego poziomu tła w detekcji z sygnałem stałym (przykład takiego rozwiązania z wykorzystaniem światłowodów przedstawiono w publikacji: Passia, Rożkowicz 2007). W cytowanej publikacji omówiono przede wszystkim szczegółowo charakterystyki wymiarowe i materiałowe włókien azbestu.

EN

The paper presents an analysis of possibilities of using the characteristics of the AC signal (precisely: signal-to-noise ratio) generated in the structure of the laser Doppler anemometer to make selective measurement of non-spherical solid particles suspended in the air or other medium. The properties of the Doppler signal being generated in the case of spherical or quasi-spherical particles have been presented in detail in the previous author’s publications (Passia et al. 1978; Passia 2003), both from the experimental side, and its theoretical justification. The analysis presented in the paper relative to realisation of concentration measurements of non-spherical particles is oriented towards the problem of optical measurement of airborne asbestos particles. The use of the AC signal characteristics, such as generated in the laser Doppler anemometer enables to eliminate adverse effects coming from stray light, and related to this high background level in the DC detection process (an example of such a solution, using optical fibres have been given in the publication: Passia, Rożkowicz 2007). In the work mentioned, first of all a detailed discussion of dimensional and material characteristics of asbestos fibres has been presented.

15

Laserowa detekcja i pomiar koncentracji cząstek azbestu w powietrzu

Passia H., Rożkowicz M.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2007

|

nr 4

65-74

PL

W artykule omówiono optyczną detekcję i pomiar koncentracji cząstek azbestu unoszonych w powietrzu, z wykorzystaniem wielokanałowej rejestracji charakterystyk przestrzennych rozproszonego s'wiatla laserowego. Przedstawiono podstawy teoretyczne procesu w postaci wniosków wynikających z teorii Mie rozpraszania światła na cząstkach sferycznych o dowolnych rozmiarach i ekstrapolacji wyników obliczeń teoretycznych na cząstki o kształcie istotnie odbiegającym od kształtu sferycznego, co występuje w przypadku cząstek azbestu. Podano wyniki identyfikacji kształtu i morfologii tych cząstek z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej i dyfraktometrii rentgenowskiej. Wyniki te i wnioski z teorii rozpraszania były podstawą do zaproponowania układu optycznego analizatora cząstek azbestu z wykorzystaniem jako źródła światła lasera Nd.YAG (SHG) z wyjściem światłowodowym, emitującego wiązkę długości fali 532 nm i odpowiednio skonfigurowanego układu detekcyjnego zawierającego fotodiody lawinowe z wejściami światłowodowymi.

EN

The paper presents the possibilities to perform optical detection and measurements of concentration of airborne asbestos particles, based on the multi-channel recording of spatial characteristics of scattered laser light. The theoretical grounds of the process, in the form of conclusions resulting from Mie scattering theory of light on spherical particles of arbitrary size, and extrapolation of the computation results to particles substantially differing from the spherical shape, which is the case of the asbestos particles. Important results have been discussed in the field of identification of the shape and morphology of these particles, obtained with the use of electron microscopy and X-ray diffractometry. These results, together with the outcomes of the scattering theory, provide the basis to propose the optical system of an asbestos particles analyzer operating with the use of an Nd:YAG (SHG) laser with fibre-optic output, emitting the beam of 532 nm wavelength, and with a adequately configured detection system, realized with the use avalanche diodes with fibre-optic inputs.

16

Anemometria laserowa do stosowania w atmosferze wybuchowej

Passia H.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2003

|

nr 2

75-82

PL

W artykule przedstawiono strukturę i podstawowe charakterystyki metrologiczne anemometrów: laserowego-konwencjonalnego (typowego dopplerowskiego i interferencyjnego) oraz światłowodowego, opracowanych w Laboratorium Techniki Laserowej GIG. Na podstawie warunków geometrycznych prowadzenia skupionych wiązek laserowych w otoczeniu punktu pomiarowego oraz eksperymentalnie wyznaczonych charakterystyk sygnału pomiarowego w anemometrze dopplerowskim, przeprowadzono analizę potencjalnego zagrożenia wybuchowego wynikającego z występowania, w każdej z prezentowanych wersji urządzenia, skupionych wiązek laserowych w atmosferze wybuchowej, zawierającej cząstki ciała stałego unoszone przez medium, którego prędkość jest mierzona. Wykazano, że wielkość absorbowanej energii wiązki laserowej rozkłada się na około 10 000 cząstek, które mogą się jednocześnie znajdować w otoczeniu punktu pomiarowego konwencjonalnego anemometru laserowego. Powoduje to możliwość istotnego obniżenia jakiegokolwiek progu eksplozywności optycznej podawanego w literaturze. Podobne wnioski wyciągnięto w odniesieniu do anemometru światłowodowego, w którym obniżenie progu eksplozywności optycznej można uzyskać przez zmniejszenie mocy wiązki wyprowadzanej ze światłowodu i zwiększenie średnicy rdzenia światłowodu

EN

The paper presents the structure and principal metrological characteristics of laser anemometers-conventional (typical Doppler and interference ones) and fibre-optic anemometer developed by me Central Mining Institute' Laser Technology Laboratory. On a basis of geometrical conditions of focused laser beams propagation in the surroundings of the measuring point, and of experimentally determined characteristics of the measuring signal in the Doppler anemometer, an analysis was performed of potential explosion hazard resulting from the presence, in each of the presented versions, of focused laser beams in the explosive atmosphere, containing airborne dust particles in the medium, the velocity of which is measured. It has been found that the amount of absorbed energy of the laser beam is distributed over ca. 10 000 particles that are simultaneously met in the vicinity of the measuring point of the conventional laser anemometer. This results in the possibility to depart considerably from any optical explosion limit quoted in the literature. Similar conclusions were drawn in relation to the fibre-optic anemometer, in which the effect of lowering the optical explosion limit can be obtained through, reducing the power of the beam launched from the fibre, and through increasing the core diameter of the fibre.

17

Automatyczny monitoring obiektów poddanych wpływom górniczym na terenie miasta Polkowice

Bączkowska M., Macioszczyk M., Wesoły M., Bochenek W., Passia H., Szade A.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2002

|

nr 5

33-34

PL

Zbudowano system pomiarowy złożony z czujników optoelektronicznych i elektronicznych takich jak: laserowy czujnik wychyleń (prod. GIG), czujnik przyspieszenia i czujnik propagacji szczelin. Zapewniają one automatyczny precyzyjny pomiar z wielokanałową akwizycją danych w rejestratorach cyfrowych oraz możliwością wizualizacji graficznej wszystkich wyników w formie wydruków przebiegów dobowych bądź charakterystyk drgań. Zestawy takie są instalowane na trzech obiektach znajdujących się w różnych punktach miasta Polkowice. Przedstawiono przykłady reakcji monitorowanych budynków na wpływy górnicze. Prezentacja jest jednocześnie relacją z realizacji Projektu Celowego.

EN

A measuring was constructed on a basis of optoelectronic and electronic sensors such as: laser tilt sensor developed by CMI, acceleration sensor and fissure and expansion joint propagation sensor. The sensors ensure the possibility to perform precise and automatic measurements of the tilt, vibration and deformation of buildings using multichannel acquisition of data in computer recordes with graphical visualisation of all the results in the form of printouts of daily courses or vibration characteristics. Such assemblies have been installed in three building structures located in various places in Polkowice. The examples of reaction of the monitored buildings to mining effects are presented. At the same time, this is a presentation of realisation of the Designated Project.

18

Laserowe pomiary emisji metanu z kopalnianych szybów wentylacyjnych

Passia H.

Przegląd Górniczy

|

2002

|

T. 58, nr 12

7-11

PL

W artykule przedstawiono budowę i zasadę działania dwuwiąz-kowego systemu laserowego He-Ne (3,39 u.m/0,63 urn) przeznaczonego do ciągłego pomiaru stężenia i emisji metanu. Omówiono wyniki pomiarów stężenia metanu uzyskane dla kopalnianego szybu wentylacyjnego oraz wysypiska odpadów komunalnych.

EN

Construction and principle of operation of a two-beam laser system He-Ne (3.39 um/0.63 urn) designed for the continuous measurement of methane concentration and emission are presented. Results of methane concentration measurements obtained for a mine ventilation shaft as well as for a municipal refuse dump are discussed.

19

System do ciągłego pomiaru emisji metanu z szybów wentylacyjnych z wykorzystaniem dwuzwiązkowego lasera He-Ne

Passia H., Szade A., Motyka Z., Bochenek W.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 246

301-309

PL

Przedstawiono budowę i zasadę działania dwuzwiązkowego systemu He-Ne (3.39 žm/0.63 žm) przeznaczonego do ciągłego pomiaru stężeń metanu. Omówiono wyniki pomiarów stężenia metanu uzyskane dla kopalnianego szybu wentylacyjnego.

EN

The structure and operation principle of dual wavelength (3.39 žm/0.63 žm) He-Ne laser system for continuous measurement of methane concentration have been presented. Te results of measurement of methane concentration for exhausting shaft have been discussed.