An embedded system for measuring dust density using triblow effect

Abstract

Hava akımı içersinde bulunan katı parçacıkların akışı endüstriyel sistemde katı parçacıkları taşımak için kullanılır. Bu yöntem çok sayıda değişken ve karmaşık olaylar içerir ve bu doğası gereği çözümlenmesi zordur. Karmaşık akış rejimlerinden dolayı, çevrim-içi akış parametrelerinin ölçümü, partikül büyüklüğü, ortalama akış hızı, nem, boru hattı tipi, malzeme tipi, karışık malzeme özellikleri ve geometri ile ilişkili zorluklar gibi bazı zorlayıcı faktörlerden etkilenmektedir. Bu tezin amacı hava akımı içersindeki katı akışının teorik bir çalışmasını gerçekleştirmek ve akış parametrelerinin ölçümü için elektrostatik temelli bir test donanımı tasarlamaktır.Bu tezde, test donanımında kullanılan halka biçimli sensör tipi basitliği nedeniyle seçilmiştir. Sensör içersinden geçen yüklü parçacıklar nedeniyle oluşan gerilimi ölçmek için düşük gürültülü ve yüksek kazançlı yükselticiler tasarlanmıştır. Deneylerde kullanılmış yük kuvvetlendirici devre havada uçuşan parçacıkları, iyonları ve hatta elektronları hem şimdiki çalışmamızda hem de gelecek çalışmalarda ölçme yeteneğine sahiptir. Deneyler, genişlikleri çapa göre değişen on farklı sensör kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, eğri önceki çalışmalara göre Gauss uygunlaştırılmış eğri modeli doğrulanmakta ve yerçekimi ile düşen sensörün içinden parçacıkların hızları ölçülmektedir.

The flow of solid particles in air streams is used in industrial systems to transport solid particles. This method involves many variables and complex phenomena and it is inherently difficult to analyze. The measurements of on-line flow parameters due to complex flow regimes are affected by challenging factors: such as particle size, average flow velocity, humidity, pipeline type, material type, mixed material properties and geometry-related difficulties. The aim of this thesis is to perform a theoretical study of the solid flows in air streams and to design a test rig based on electrostatics for the measurement of flow parameters. In this thesis, the ring type sensor has been chosen for the test rig due to its simplicity. Low noise and high gain amplifiers are designed to measure the voltages induced by the charged particles passing through sensors. The charge amplifier circuit used in experiments is capable of measuring the airborne particles, ions and even electrons for use in both current and future studies. Experiments have been carried out using ten different sensors with varying width to diameter. In the study, Gaussian fitted curve model according to the previous studies have been validated and velocities of particles falling with gravity through the sensors are measured.