W artykule przedstawiono prototypowy układ termoanemometryczny wraz z dedykowaną sondą do pomiaru strumienia objętości przepływu, znajdującymi zastosowanie w systemach do monitorowania oddechu. W ramach realizowanych prac badawczych wykonano wielokanałowy termoanemometryczny układ pomiarowy w wersji do indywidualnej zabudowy oraz dwuwłókową sondę koncepcyjną. Działanie systemu przetestowano na stanowisku do wzorcowania. W oparciu o wykonane eksperymenty i zebrane wyniki wykonano optymalizację konstrukcji czujnika pod kątem lokalizacji włókna termometrycznego.
EN
The paper presents a prototype thermoanemometric system with probe for measuring the flow volume, which can be used in respiratory monitoring systems. The framework of the task included designing, implementation and testing of the multi-channel thermoanemometric measurement system dedicated for individual development and a 2-wires concept sensor. Measurement system was tested on volumetric flow calibration stand. Based on performed experiments and collected results, the sensor construction was optimized for the location of the thermometric and anemometric wires.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pomiary fluktuacji prędkości stanowią główny obszar aplikacyjny termoanemometrów. Dlatego też wyznaczenie pasma przenoszenia termoanemometru stanowi ważne zagadnienie dla oceny jego właściwości metrologicznych. Standardowa, pośrednia metoda wyznaczania pasma przenoszenia termoanemometru polegająca na podłączeniu przewodowo do elektronicznego układu termoanemometrycznego periodycznego, testującego sygnału napięciowego. Na podstawie odpowiedzi termoanemometru na taki sygnał można oszacować pasmo przenoszenia termoanemometru. W artykule proponuje się modyfikację metody z periodycznym sygnałem testującym. Modyfikacja polega na bezprzewodowym doprowadzeniu elektrycznego sygnału testującego do czujnika pomiarowego poprzez transformatorowe sprzężenie indukcyjne.
EN
Measurements of gas velocity fluctuations constitute the main application area of hot-wire anemometers. Therefore, determining the frequency response of the hot-wire anemometer is an important issue for the assessment of its metrological properties. A standard, indirect method of determining the frequency response of a anemometer consists of use of an periodic testing signal connected directly to the anemometer circuit. Based on the response of the anemometer to such a signal, the frequency response can be estimated. The article proposes to modify the method with a periodic test signal. The modification consists in wireless connection of the electrical test signal to the measuring sensor via transformer inductive coupling.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jednym z istotnych zagadnień w wielu obszarach współczesnej nauki i techniki są badania pól prędkości i temperatury w przepływach gazu. Termoanemometria jest jedną z podstawowych metod pomiarowych stosowanych w takich badaniach. Jest to metoda pomiaru prędkości przepływu gazu pośrednio, poprzez pomiar strat cieplnych nagrzanego elementu umieszczonego w badanym przepływie. W metodzie tej istotny jest właściwy i optymalny dobór czujnika pomiarowego do badanego zagadnienia metrologicznego. W pracy przedstawiono i poddano analizie statyczne warunki pracy czujnika termoanemometrycznego w układzie stałotemperaturowym w zależności od średnicy włókna pomiarowego.
EN
One of the important issues in many areas of modern science and technology are studies of velocity and temperature fields in gas flows. Hot-wire anemometry is one of the basic measurement methods used in such studies. It is a method of measuring the gas flow velocity indirectly, by measuring the heat losses of a heated element placed in the tested flow. In this method, the correct and optimal selection of a measuring sensor for the tested metrological issue is of very important. The work presents and analyzes the static operating conditions of a hot-wire anemometric sensor in a constant-temperature system depending on the filament diameter.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article proposes a concept of new method for supporting the identification of solids and their thermal parameters. This concept is based on the idea of implementation of metrological methods and solutions known from hot-wire anemometry in applications for supporting the thermal identification of solids. The idea of the method is based on the fact that measuring head of the probe, comprising a resistance – temperature transducer heated by electric current, is continuously maintained in a stable thermal contact with the tested material, while the temperature of the resistance – temperature transducer is controlled by the constant – temperature controlled system. The characteristic parameters of the head – material system are determined based on measurement of the flux of heat transferred from the head in its various states of heating. These parameters are compared to parameters obtained for different materials used as standards during the system calibration process, which allows for a measured parameters to be correlated with calibration ones, classifying ultimately the tested material into specific class of materials. Selected methods of artificial intelligence can be applied here. In complex solutions it is possible to use measuring heads comprising higher number of resistance – temperature transducers, both passive and active ones, an array of measuring heads, complex algorithms of thermal excitations and interpretation of measured signals or the analysis of thermal waves propagation in a tested material.
PL
Autor pracy proponuje nową koncepcję metody wspomagania identyfikacji ciał stałych oraz ich parametrów cieplnych. Koncepcja ta oparta jest o ideę implementacji metod i rozwiązań metrologicznych znanych z termoanemometrii w zastosowaniach do wspomagania identyfikacji termicznej ciał stałych. Podstawowa idea proponowanej metody pomiarowej polega na tym, że głowica pomiarowa zawierająca nagrzewany prądem elektrycznym rezystancyjny przetwornik temperatury utrzymywana jest w stabilnym kontakcie termicznym z badaną substancją, a poziom temperatury rezystancyjnego przetwornika temperatury zadawany jest poprzez sterowany układ stałotemperaturowy. Na podstawie pomiaru strumienia ciepła odbieranego z głowicy w różnych stanach nagrzania wyznaczane są parametry charakterystyczne układu głowica – substancja. Parametry te porównywane są z parametrami uzyskanymi dla różnych substancji w procesie wzorcowania układu, co pozwala na określenie korelacji parametrów wzorcowych i mierzonych, a tym samym na zaklasyfikowanie badanej substancji do danej klasy materiałów. Korzystne może tu być zastosowanie metod sztucznej inteligencji. W rozbudowanych rozwiązaniach możliwe jest zastosowanie w głowicy większej ilości rezystancyjnych przetworników temperatury, zarówno pasywnych jak i aktywnych, stosowanie matrycy głowic, zastosowanie złożonych algorytmów wymuszeń termicznych i interpretacji sygnałów mierzonych, jak również badanie propagacji fal termicznych w badanej substancji.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Typowym układem pracy anemometru z grzanym włóknem jest układ stałotemperaturowy. Jest to elektroniczny układ automatycznej regulacji, który utrzymuje średnią temperaturę włókna czujnika na stałym, zadanym poziomie. Układ stałotemperaturowy zawiera mostek komparacji rezystancji oraz regulator pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego. W takim układzie prąd czujnika jest funkcją strat cieplnych włókna pomiarowego, a więc pośrednio mierzonej prędkości przepływu. Anemometr stałotemperaturowy umożliwia pomiar szybkozmiennych fluktuacji prędkości przepływu, jednak pasmo przenoszenia jest funkcją parametrów układu, oraz współczynnika nagrzania włókna i prędkości przepływu. Dobór parametrów i regulacja układu stałotemperaturowego umożliwiają kształtowanie i optymalizację pasma przenoszenia anemometru do pomiarów w szybkozmiennych przepływach turbulentnych. W pracy przedstawiono model matematyczny anemometru stałotemperaturowego oraz badania symulacyjne obrazujące kształtowanie pasma przenoszenia i metodykę optymalnej regulacji anemometru. Artykuł stanowi pierwszą część cyklu poświęconego tematyce pomiarów termoanemometrycznych w przepływach szybkozmiennych.
EN
A typical system for supply a hot-wire flow velocity sensor is a constant-temperature system. It is an electronic automatic control system, that maintains an average temperature of the wire at a constant, preset level. The constant-temperature system consists of a resistance bridge and a regulator working in the feedback loop. In such an arrangement, the current of the sensor is a function of the heat loss from wire to flow, and therefore, indirectly, the function of the measured fl ow velocity. The constant-temperature anemometer enables the measurement of fast fluctuations in flow, but the frequency bandwidth of the anemometer is a function of the overheat ratio and the flow velocity. The choice of system parameters allows to optimize the frequency bandwidth of the anemometer. Presented mathematical model of the constant-temperature anemometer and research methodology of computer simulations allows analysis of the process of regulation, optimization and determination of the frequency bandwidth of the anemometer. This article is the first part of a series dedicated to the topic of hot-wire anemometric measurements in fast changing flows.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pomimo ciągłego rozwoju optycznych technik pomiaru przepływów metoda termoanemometryczna w dalszym ciągu pozostaje doskonałym narzędziem badawczym w metrologii przepływów turbulentnych. Anemometr stałotemperaturowy umożliwia pomiar szybkozmiennych fluktuacji prędkości przepływu, jednak pasmo przenoszenia jest funkcją parametrów układu, oraz współczynnika nagrzania włókna i prędkości przepływu. Dobór parametrów układu stałotemperaturowego umożliwia kształtowanie i optymalizację pasma przenoszenia anemometru. W pracy przedstawiono wyniki badań symulacjach zależność pasma przenoszenia anemometru w zależności od współczynnika nagrzania i prędkości przepływu. Artykuł stanowi drugą część cyklu poświęconego tematyce pomiarów termoanemometrycznych w przepływach szybkozmiennych.
EN
Despite the continuous development of flow measurement optical techniques, the hot-wire anemometric method continues to be an excellent research tool in turbulent flow metrology. A typical system for supply a hot-wire flow velocity sensor is a constant-temperature system. It is an electronic automatic control system, that maintains an average temperature of the wire at a constant, preset level. The constant-temperature system consists of a resistance bridge and a regulator working in the feedback loop. In such an arrangement, the current of the sensor is a function of the heat loss from wire to flow, and therefore, indirectly, the function of the measured flow velocity. The constant- -temperature anemometer enables the measurement of fast fluctuations in flow, but the frequency bandwidth of the anemometer is a function of the overheat ratio and the flow velocity. The choice of system parameters allows to optimize the frequency bandwidth of the anemometer. Presented computer model simulations of the constant-temperature anemometer and research methodology allows analysis of the process of determination of the frequency bandwidth of the anemometer. This article is the second part of a series dedicated to the topic of hot-wire anemometric measurements in fast changing flows.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Anemometry wykorzystujące zjawisko wymiany pędu pomiędzy przepływem a wirującym elementem pomiarowym stanowią ważną klasę przyrządów stosowanych w metrologii przepływów, w szczególności w pomiarach meteorologicznych oraz wentylacyjnych. Wadą anemometrów mechanicznych z wirującym elementem pomiarowym są złe właściwości dynamiczne wynikające ze stosunkowo dużych wymiarów i bezwładności mechanicznej elementu pomiarowego. W przyrządach tych występuje zjawisko zawyżania pomiaru prędkości średniej związane z inercją wirnika. Optymalizacja dynamiki procesu pomiarowego oraz szacowanie i minimalizacja niepewności pomiaru możliwe są w oparciu o model matematyczny anemometru. W pracy zaproponowano metodę optymalizacji właściwości dynamicznych anemometru z wirującym elementem pomiarowym.
EN
Anemometers using the phenomenon of transfer of momentum between the gas flow and the rotating measuring element are an important class of instruments used in the metrology of flows, in particular in meteorology and ventilation measurements. The phenomenon of over-estimation of the average velocity measurements associated with the inertia of the rotor is known. The research of this phenomenon and of the dynamics of measurement process, as well as the estimation of measurement uncertainty and its reduction needs a mathematical model of the anemometer. The paper proposes a method to optimize the dynamic properties of an anemometer with a rotating measuring element. The article presents the concept of the proposed system and the results of comparative simulation studies of anemometer equipped with such a system, and without system.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiona koncepcja nowej metody badawczej dotyczy opracowania struktur systemów i algorytmów pomiarowych termicznej metody wspomagania identyfikacji ciał stałych oraz ich parametrów cieplnych. Generalnie proces identyfikacji substancji polega na pomiarze i interpretacji wybranych, mierzalnych parametrów fizycznych, przy czym może to być proces pasywny, lub aktywny – związany z zastosowaniem sztucznie wprowadzonych oddziaływań zewnętrznych. Znaczna grupa z dotychczas stosowanych metod wymaga pobrania próbki substancji do wyznaczenia jej parametrów i identyfi kacji. Ponadto w celu prawidłowej identyfikacji substancji korzystne jest zastosowanie kilku uzupełniających się metod. Autor proponuje nową koncepcję metody wspomagania identyfikacji ciał stałych oraz ich parametrów cieplnych. Idea proponowanej metody pomiarowej polega na tym, że głowica pomiarowa zawierająca nagrzewany prądem elektrycznym rezystancyjny przetwornik temperatury utrzymywana jest w stabilnym kontakcie termicznym z badaną substancją, a poziom temperatury rezystancyjnego przetwornika temperatury zadawany jest poprzez sterowany układ stałotemperaturowy. Na podstawie pomiaru strumienia ciepła odbieranego z głowicy w różnych stanach nagrzania wyznaczane są parametry charakterystyczne układu głowica – substancja. Parametry te porównywane są z parametrami uzyskanymi dla różnych substancji w procesie wzorcowania układu, co pozwala na określenie korelacji parametrów wzorcowych i mierzonych, a tym samym na zaklasyfikowanie badanej substancji do danej klasy materiałów.
EN
The presented idea of new method concerns the development of structures of systems and measurement algorithms of new thermal method for supporting the identification of solids and their thermal parameters. In general, the research process of identification of materials is based on measurement and interpretation of selected measurable physical parameters. This process can either be passive or an active one, associated with employment of artificially introduced external influences. A large group of the methods of identification require a sample of the substance to be collected in order to determine its parameters and perform the identification. Finally, in order to correctly identify the substances it is preferable to use several mutually complementary methods. The authors of this project propose a concept of new method for supporting the identification of solids and their thermal parameters. The idea of the method is based on the fact that measuring head of the probe, comprising a resistance temperature converter heated by electric current, is continuously maintained in a stable thermal contact with the tested substance, while the temperature of the resistance temperature converter is controlled by the constant-current/temperature controlled system. The parameters characteristic of the head – substance system are determined based on measurement of the flux of heat transferred from the head in its various states of heating. These parameters are compared to parameters obtained for different substances used as standards during the system calibration process, which allows for a measured parameters to be correlated with calibration ones, classifying ultimately the tested substance into specific class of materials.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jedną z metod pomiarowych stosowanych w anemometrii powolnych przepływów jest metoda fal temperaturowych. Metoda ta umożliwia wyznaczanie prędkości oraz współczynnika dyfuzji cieplnej płynącego medium. Metoda posiada cechy metody absolutnej, co pozwala na wykorzystanie jej w pomiarach wzorcowych. Polega ona na wytworzeniu w badanym przepływie zaburzenia temperaturowego i badaniu jego propagacji za pomocą detektorów temperatury. W pracy poddano analizie właściwości dynamiczne detektorów propagacji fali temperaturowej w przepływie powietrza i mieszaniny powietrze – dwutlenek węgla.
EN
One of the methods used in measuring of low flow velocities is thermal wave method. This method allows determining the velocity and coefficient of thermal diffusivity of the medium. The method has the characteristics of an absolute method, which allows its use in the standard measurements. It involves the generation of thermal waves in the tested flow, and analyze its propagation by means of temperature detectors. The study analyzed the dynamic properties of temperature detectors of wave propagation in air flow and mixture of air – carbon dioxide.
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.
Jednym z ważnych problemów aerologii górniczej jest pomiar bardzo małych prędkości przepływu powietrza i innych gazów. Jedną z metod jest metoda znaczników termicznych, polegająca na wywołaniu w przepływie fluktuacji temperatury i pomiarze prędkości ich propagacji. W artykule poddano analizie problem implementacji metod znaczników termicznych w pomiarach prędkości przepływu gazów w aerologii górniczej. Obszar zastosowań tych metod dotyczy pomiarów wzorcowych, specjalistycznych pomiarów wentylacyjnych, badań laboratoryjnych i modelowych, a także potencjalnego zastosowania metod w przenośnych przyrządach pomiarowych. Metody znaczników termicznych umożliwią bezwzględny pomiar bardzo małych prędkości przepływu powietrza i innych gazów, nie wymagają wzorcowania, są mało wrażliwe na zmiany temperatury, ciśnienia, składu czy wilgotności medium.
EN
One of the important problems of mining aerology is the measurement of very low flow velocity of air and other gases. One of the applicable methods is the method of thermal markers, which consist in analyzing the temperature fluctuations propagation in flow. In this paper we analyzed the problem of implementation thermal markers methods for measuring in mining aerology. Areas of application of these methods are standard and specialized ventilation measurements, laboratory and model tests, and the potential application in portable measuring instruments. Methods of thermal markers allow for absolute measurement of very low flow velocity range, do not require calibration and are not very sensitive to changes in temperature, pressure or humidity.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Anemometry wykorzystujące zjawisko wymiany pędu pomiędzy przepływem a wirującym elementem pomiarowym stanowią ważną klasę przyrządów stosowanych w metrologii przepływów, w szczególności w pomiarach meteorologicznych oraz wentylacyjnych. W przyrządach tych występuje zjawisko zawyżania pomiaru prędkości średniej związane z inercją wirnika. Badanie tego zjawiska i dynamiki procesu pomiarowego oraz szacowanie i minimalizacja niepewności pomiaru wymagają znajomości modelu matematycznego anemometru. W pracy poddano analizie znany z literatury model anemometru skrzydełkowego bazujący na równaniu ruchu wirnika oraz zaproponowano model bazujący na bilansie mocy. Przeprowadzono badania modelowe i porównano oba modele.
EN
Anemometers using the phenomenon of transfer of momentum between the gas flow and the rotating measuring element are an important class of instruments used in the metrology of flows, in particular in meteorology and ventilation measurements. The phenomenon of over-estimation of the average velocity measurements associated with the inertia of the rotor is known. The research of this phenomenon and of the dynamics of measurement process, as well as the estimation of measurement uncertainty and its reduction needs a mathematical model of the anemometer. This study analyzed a model known in the literature based on the equation of motion and proposes a model based on the balance of power. Model tests were performed and both models were compared.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono nowy wariant metody fal temperaturowych, wykorzystujący dwa połączone szeregowo nadajniki fali i pojedynczy detektor. Metoda oparta jest o zjawisko złożenia dwóch fal temperaturowych. Może ona znaleźć zastosowanie w szczególności w przenośnych przyrządach pomiarowych, mikro-przepływomierzach i układach pomiarowych w technologii MEMS.
EN
This study presents a conception of low velocity flow measurement method implementing two transmitters of temperature waves connected in series and a single detector. The main principle of the method is based on the phenomenon of submission of temperature waves. The method may find its application especially in mobile measurement devices, micro flow meters and measurement circuits based on MEMS technology.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Fale temperaturowe wykorzystywane są w metrologii przepływów do wyznaczania prędkości lub współczynnika dyfuzji cieplnej płynącego medium. W pracy przedstawiono sposób generowania fal temperaturowych w przepływach w oparciu o układ elektroniczny sterowany sygnałem cyfrowym. Opisano model matematyczny i strukturę układu realizującego opisaną metodę. Układ składa się z drucikowego nadajnika fali temperaturowej zasilanego z systemu realizującego zadaną funkcję temperatury w czasie. Przedstawiono model matematyczny układu, który może być zastosowany do prowadzenia badań modelowych i optymalizacyjnych Układ umożliwia generowanie w przepływie fali temperaturowej o kształcie zadanym sygnałem cyfrowym z komputerowego systemu sterującego.
EN
Thermal waves are used in metrology for the determination of flow velocity and thermal diffusivity of the flowing medium. The paper presents a method of generating temperature waves in the flow, based on an electronic system controlled by a digital signal. The paper describes the mathematical model and structure of the system implementing the method. The system comprises a temperature wave transmitter supplied from a system executing a predetermined function of temperature. A mathematical model of the system can be used to conduct modeling research and optimization of system.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę właściwości dynamicznych termoanemometrów stosowanych jako wzorce dynamiczne w pomiarach niestacjonarnych przepływów prędkości. Na podstawie wybranych termoanemometrycznych czujników do pomiaru prędkości przepływu dokonano analizy generowanego sygnału prędkości przez moduł wymuszeń dynamicznych w tunelu aerodynamicznym.
EN
The article presents the analysis of the dynamic properties of the hot-wire sensor utilized as the measurement standard in case of the non-stationary flow condition. The analysis of the flow signal generated by the non-stationary flow generator was realized on the basis of the selected hot-wire anemometer sensors.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Fale temperaturowe wykorzystywane są w metrologii przepływów do wyznaczania prędkości lub współczynnika dyfuzji cieplnej płynącego medium. W pracy przedstawiono metodę generowania fal temperaturowych w przepływach, model i strukturę analogowego układu realizującego opisaną metodę. Układ składa się z drucikowego nadajnika fali temperaturowej zasilanego z systemu realizującego zadaną funkcję temperatury w czasie. Przedstawiono model matematyczny systemu. System może być także wykorzystany jako termoanemometr stałotemperaturowy ze współczynnikiem nagrzania regulowanym napięciem sterującym.
EN
Thermal waves are used in metrology for determining the velocity of flow or thermal diffusivity of the flowing medium. The paper presents a method of generating thermal waves in the flow and the model and the structure of an analog system implementing the described method. The system consists of a thin hot-wire transmitter supplied from the electronic circuit. A mathematical model of the system has been described and analyzed.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono badania anemometru z falą cieplną, w którym źródło fali jest sygnałem posiadającym kilka dominujących składowych harmonicznych. Zastosowano sygnał będący sumą sygnałów sinusoidalnych oraz sygnał prostokątny typu MBS (Multifrequency Binary Sequences). Przedstawiono wyniki pomiarów prędkości przepływu i dyfuzyjności cieplnej powietrza w zakresie prędkości 5-50 cm/s.
EN
Testing is done on a thermal wave anemometer in which the wave source is a signal composed of several dominant harmonics. The signal applied was the sum of the sine signal and the square signal of the MBS type. The results of flow velocity and air diffusion measurements were taken in the velocity range 5-50 cm/s.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wadą standardowych metod anemometrii cieplnej jest trudność zastosowania i znacząca niepewność pomiaru w przepływach, w których występują fluktuacje temperatury i innych wielkości fizycznych o znacznej amplitudzie. Wynika to z oddziaływania fluktuacji na sygnał pomiarowy. W pracy zaproponowano nową metodę wyznaczania dwuwymiarowego lub trójwymiarowego wektora prędkości przepływu cieczy i gazów, która polega na zastosowaniu kilku detektorów fluktuacji temperatury lub innej wielkości fizycznej propagującej z prędkością ośrodka lub większą o znaną wartość. Zaletą proponowanej metody jest niewrażliwość na zmianę parametrów ośrodka oraz brak konieczności wzorcowania czujnika pomiarowego (bezwzględny pomiar wektora prędkości). W pracy przedstawiono opracowany nowatorski czujnik, algorytm przetwarzania sygnału, wyniki badań oraz wskazano potencjalny obszar aplikacyjny.
EN
The main drawback of most thermal anemometry methods is their limited applicability and a major uncertainty in measurements taken in flows where temperature and other physical parameters are subject to large-amplitude fluctuations. The uncertainty is the consequence of fluctuations interfering with the measurement signal. The authors propose a new method of finding a 2D or 3 D vector of flow velocity of fluids, involving the use of several detectors of temperature fluctuations or other physical quantity propagating with the speed equal to that of the medium flow or larger by a known amount. The advantage of the proposed method is that it is insensitive to variations of medium parameter and the sensor need not be calibrated (absolute measurement of the velocity vector). The paper briefly describes the novel solution, the signal processing algorithm and the range of potential applications.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.