Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen

Heikki Turtiainen

Research output: Book/ReportReport

3 Citations (Scopus)

Abstract

Kulkuainenementelmä on merkkiaineen käyttöön perustuva nestevirtauksen mittausmenetelmä. Mittaus tapahtuu syöttämällä virtaukseen pulssi merkkiainetta ja mittaamalla sen kulkuaika kahden mittausposition välillä. Pulssin kulkuajasta voidaan laskea keskimääräinen virtausnopeus ja putken poikkipinta-alan avulla edelleen tilavuusvirtaus. Radioisotooppimerkkiainetta käytettäessä mittaus voidaan tehdä putken ulkopuolelta ja merkkiaineen syöttöä lukuun ottamatta prosessia häiritsemättä. Kulkuainemenetelmän käyttöä ovat rajoittaneet radioisotooppimerkkiaineiden saatavuuteen ja käsittelyyn liittyvät hankaluudet ja helppokäyttöisen mittauslaitteiston puute. Tässä tutkimuksessa selvitettiin mahdollisuuksia menetelmän käytettävyyden parantamiseen kannettavan isotooppigeneraattorin ja mittauksen automatisoinnin avulla. Tutkimuksessa rakennettiin koevirtausputkisto ja 137Cs/137m Ba-isotooppigeneraattorin käyttöön perustuva mittauslaitteisto, joilla tulkittiin kulkuainemenetelmäntarkkuutta, virhelähteitä ja erilaisten kulkuajan laskenta-algoritmien ominaisuuksia. Menetelmän ja laitteiston soveltavuutta käytännön teollisuusoloihin tutkittiin tekemällä mittauksia paperi- ja sellutehtaissa yli kahdessakymmenessä virtausmittauskohteessa. Kulkuaikamenetelmä soveltuu hyvin putkessa tapahtuvan nestevirtauksen tarkkaan, hetkelliseen mittaukseen. Mittausepätarkkuus määräytyy käytännössä mittauspositioiden välisen tilavuuden mittausepätarkkuuden mukaan. Tyypillisesti saavutetaan -1 %:n mittausepätarkkuus. Häiriöllisen virtausprofiilin aiheuttamaa virhettä tutkittiin sekä teoreettisesti että kokeellisesti ja havaittiin sen olevan eliminoitavissa anturien sijoittelulla. Tulosten pohjalta on aloitettu kompaktin, kenttäkelpoisen virtausmittauslaitteiston kehitystyö. Tällaisen laitteiston potentiaalinen käyttöalue on erittäin laaja. Tärkeimmät sovellutukset ovat virtausmittarien kalibrointi käyttöpaikalla, aine ja energiataseiden mittaukset ja pumppujen ym. prosessilaitteiden toiminnan analysointi. Tällä hetkellä merkkiainetekniikka on ainoa menetelmä, jolla nämä mittaukset voidaan tehdä riittävän tarkasti ilman käytön keskeytyksiä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages84
ISBN (Print)951-38-2581-
Publication statusPublished - 1986
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number421
ISSN0358-5077

Keywords

  • flow measurement
  • radioactive isotopes
  • tracers
  • transit time

Cite this

Turtiainen, H. (1986). Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 421