
تعداد نشریات | 162 |
تعداد شمارهها | 6,693 |
تعداد مقالات | 72,239 |
تعداد مشاهده مقاله | 129,233,880 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 102,068,257 |
معرفی یک سامانه ابتکاری توموگرافی القای الکترومغناطیسی برای اندازهگیری چگالی سیال چندفازی | ||
مهندسی بیوسیستم ایران | ||
دوره 53، شماره 3، مهر 1401، صفحه 269-288 اصل مقاله (2.19 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijbse.2022.341527.665481 | ||
نویسندگان | ||
جلیل تقی زاده طامه؛ حسین موسی زاده* ؛ شاهین رفیعی؛ نازیلا طربی | ||
گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
چکیده | ||
چکیده: سیالهای چندفازی، بخش اصلی بسیاری از فرایندهای صنعتی هستند و به همین دلیل پایش و کنترل آنها از اهمیت ویژهای برخوردار است. چگالی یکی از مهمترین مشخصههای سیال بوده و اندازهگیری برخط آن برای پایش و کنترل سیال امری ضروری است. در این پژوهش یک سامانه توموگرافی القای الکترومغناطیسی با جریان اعمالی (AC-MIT) برای اندازهگیری چگالی سیال چندفازی درون لوله طراحی و ساخته شد. بخشهای اصلی این سامانه شامل حسگرهای فرستنده و گیرنده، سامانه تحصیل داده و الگوریتم حل مسئله میباشد. در این سامانه از حسگرهای فرستنده ابتکاری استفاده شد که شامل دو الکترود حلقوی بوده و بر روی دیواره محیط نصب میشوند. حسگرهای گیرنده شامل تعدادی کویل هستند که دورتادور محیط موردنظر و با فاصله یکسان قرار میگیرند. حل مسئله معکوس در سامانه AC-MIT با استفاده از الگوریتم حل تکراری گوس-نیوتن و روش منظمسازی تیخونوف انجام شد. در ارزیابی عملکرد سامانه از آب شور به عنوان فاز حامل و مخلوط خاک و ماسه به عنوان فاز جامد استفاده شد. تاثیر تغییرات دما و شوری بر روی چگالی اندازهگیری شده توسط سامانه در پنج سطح مختلف با استفاده از روش سطح پاسخ و تجزیه واریانس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابیها نشان داد که بین غلظتهای جرمی اندازهگیری شده در دو حالت اندازهگیری دستی (به عنوان شاهد) و اندازهگیری توسط سامانه AC-MIT یک رابطه خطی با ضریب تعیین قابل قبول (بازه 98/0 تا 99/0) وجود دارد. نتایج تحلیلهای آماری نشان داد که سطوح مختلف دما و شوری فاز حامل و همچنین اثر متقابل آنها، تاثیر معنیداری بر عملکرد سامانه ندارد. | ||
کلیدواژهها | ||
الکترود حلقوی؛ الگوریتم حل تکراری گوس-نیوتن؛ قانون بیوت-ساوارت؛ مسئله بدرفتار | ||
مراجع | ||
Babu, K. S., & Amamcharla, J. K. (2021). Rehydration characteristics of milk protein concentrate powders monitored by electrical resistance tomography. JDS Communications, 2(6), 313-318. Bayram, A., Kankal, M., & Önsoy, H. (2012). Estimation of suspended sediment concentration from turbidity measurements using artificial neural networks. Environmental Monitoring and Assessment, 184(7), 4355-4365. García-Berrocal, A., Montalvo, C., Carmona, P., & Blázquez, J. (2019). The Coriolis mass flow meter as a volume meter for the custody transfer in liquid hydrocarbons logistics. ISA Transactions, 90, 311-318. Griffiths, H. (2001). Magnetic induction tomography. Measurement science and technology, 12(8), 1126-1131. Griffiths, H., Stewart, W. R., & Gough, W. (1999). Magnetic induction tomography: a measuring system for biological tissues. Annals of the New York Academy of Sciences, 873(1), 335-345. Hayt Jr, W. H., Buck, J. A., & Akhtar, M. J. (2020). Engineering Electromagnetics (SIE). McGraw-Hill Education. Humplík, P., Čermák, P., & Žid, T. (2016). Electrical impedance tomography for decay diagnostics of Norway spruce (Picea abies): possibilities and opportunities. Silva Fennica, 50(1), 1341-1357. Ireland, R. H., Tozer, J. C., Barker, A. T., & Barber, D. C. (2004). Towards magnetic detection electrical impedance tomography: data acquisition and image reconstruction of current density in phantoms and in vivo. Physiological Measurement, 25(3), 775-796. Lay-Ekuakille, A., Vergallo, P., Griffo, G., & Morello, R. (2014). Pipeline flow measurement using real-time imaging. Measurement, 47, 1008-1015. Liu, L., Fang, Z. Y., Wu, Y. P., Lai, X. P., Wang, P., & Song, K. I. (2018). Experimental investigation of solid-liquid two-phase flow in cemented rock-tailings backfill using Electrical Resistance Tomography. Construction and Building Materials, 175, 267-276. Ma, L., Hunt, A., & Soleimani, M. (2015). Experimental evaluation of conductive flow imaging using magnetic induction tomography. International Journal of Multiphase Flow, 72, 198-209. Ma, L., McCann, D., & Hunt, A. (2017). Combining magnetic induction tomography and electromagnetic velocity tomography for water continuous multiphase flows. IEEE Sensors Journal, 17(24), 8271-8281. Ma, X., Peyton, A. J., Higson, S. R., & Drake, P. (2008). Development of multiple frequency electromagnetic induction systems for steel flow visualization. Measurement Science and Technology, 19(9), 40-48. Marefatallah, M., Breakey, D., & Sanders, R. S. (2021). Experimental study of local solid volume fraction fluctuations in a liquid fluidized bed: Particles with a wide range of stokes numbers. International Journal of Multiphase Flow, 135(10), 33-48. Mary, B., Peruzzo, L., Boaga, J., Cenni, N., Schmutz, M., Wu, Y., & Cassiani, G. (2020). Time-lapse monitoring of root water uptake using electrical resistivity tomography and mise-à-la-masse: a vineyard infiltration experiment. Soil, 6(1), 95-114. Maučec, M., & Denijs, I. (2009). Development and calibration of a γ-ray density-meter for sediment-like materials. Applied Radiation and Isotopes, 67(10), 1829-1836. Minella, J. P., Merten, G. H., Reichert, J. M., & Clarke, R. T. (2008). Estimating suspended sediment concentrations from turbidity measurements and the calibration problem. Hydrological Processes: An International Journal, 22(12), 1819-1830. Minghua, X., Mingxu, S., & Xiaoshu, C. (2008). The experimental study on measurement of density of two phase flow with ultrasonic multiple echo reflection method. Journal of Engineering Thermophysics, 29(8), 1343-1346. Porzuczek, J. (2019). Assessment of the Spatial Distribution of Moisture Content in Granular Material Using Electrical Impedance Tomography. Sensors, 19(12), 2807. Raza, S., & Chaudhari, R. P. (2015). Liquid Density Measurement using Tuning Fork. International Journal of Current Engineering and Technology, 5(1), 499-502. Remiorz, L., & Ostrowski, P. (2015). An instrument for the measurement of density of a liquid flowing in a pipeline. Flow Measurement and Instrumentation, 41, 18-27. Rychagov, M. N., Tereshchenko, S., Masloboev, Y., Simon, M., & Lynnworth, L. C. (2002). Mass flowmeters for fluids with density gradient. IEEE Ultrasonics Symposium, 1, 465-470. Silva, R. C. (2022). Experimental Characterization Techniques for Solid-Liquid Slurry Flows in Pipelines: A Review. Processes (MDPI), 10(3), 597. Tarabi, N., Mousazadeh, H., Jafari, A., Taghizadeh-Tameh, J., & Kiapey, A. (2021). Developing and evaluation of an electrical impedance tomography system for measuring solid volumetric concentration in dredging scale. Flow Measurement and Instrumentation, 80, 101986. Tombs, M., Zhou, F., & Henry, M. (2018). Two-phase coriolis mass flow metering with high viscosity oil. Flow Measurement and Instrumentation, 59, 23-27. Van Eeten, M. J. C. (2011). Radio-frequency slurry-density measurement for dredging pipelines. Ph. D. dissertation, Eindhoven University of Technology. Eindhoven. Viana, S. (2016). Measurement of Overflow Density in Spiral Classifiers Using a Vibrating Fork Densitometer with Accuracy Evaluation. Brazilian Journal of Instrumentation and Control, 3(1), 10-17. Wang, M. (Ed.). (2015). Industrial tomography: systems and applications. Elsevier. Watson, S., Williams, R. J., Gough, W., & Griffiths, H. (2008). A magnetic induction tomography system for samples with conductivities below 10 S m− 1. Measurement Science and Technology, 19(4), 045501. From DOI:10.1088/0957-0233/19/4/045501. Wei, K., Qiu, C. H., & Primrose, K. (2016). Super-sensing technology: Industrial applications and future challenges of electrical tomography. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374(2070), 20150328. Weigand, M., & Kemna, A. (2019). Imaging and functional characterization of crop root systems using spectroscopic electrical impedance measurements. Plant and Soil, 435(1), 201-224. Yin, W., & Peyton, A. J. (2006). A planar EMT system for the detection of faults on thin metallic plates. Measurement Science and Technology, 17(8), 21-30. Yin, W., Chen, G., Chen, L., & Wang, B. (2011). The design of a digital magnetic induction tomography (MIT) system for metallic object imaging based on half cycle demodulation. IEEE Sensors Journal, 11(10), 2233-2240. Zhao, X., Zhuang, H., Yoon, S. C., Dong, Y., Wang, W., & Zhao, W. (2017). Electrical impedance spectroscopy for quality assessment of meat and fish: A review on basic principles, measurement methods, and recent advances. Journal of Food Quality, 2017. Zheng, Y., & Liu, Q. (2011). Review of techniques for the mass flow rate measurement of pneumatically conveyed solids. Measurement, 44(4), 589-604. Zheng, Y., Li, Y., & Liu, Q. (2007). Measurement of mass flow rate of particulate solids in gravity chute conveyor based on laser sensing array. Optics & Laser Technology, 39(2), 298-305. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,670 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 943 |