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

Fingerprint

Radio

Keywords

  • flow measurement
  • radioactive isotopes
  • tracers
  • transit time

Cite this

Turtiainen, H. (1986). Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 421
Turtiainen, Heikki. / Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 84 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 421).
@book{f1c4e4e30c6342abb87b715619883fa3,
title = "Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelm{\"a}{\"a} k{\"a}ytt{\"a}en",
abstract = "Kulkuainenementelm{\"a} on merkkiaineen k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n perustuva nestevirtauksen mittausmenetelm{\"a}. Mittaus tapahtuu sy{\"o}tt{\"a}m{\"a}ll{\"a} virtaukseen pulssi merkkiainetta ja mittaamalla sen kulkuaika kahden mittausposition v{\"a}lill{\"a}. Pulssin kulkuajasta voidaan laskea keskim{\"a}{\"a}r{\"a}inen virtausnopeus ja putken poikkipinta-alan avulla edelleen tilavuusvirtaus. Radioisotooppimerkkiainetta k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} mittaus voidaan tehd{\"a} putken ulkopuolelta ja merkkiaineen sy{\"o}tt{\"o}{\"a} lukuun ottamatta prosessia h{\"a}iritsem{\"a}tt{\"a}. Kulkuainemenetelm{\"a}n k{\"a}ytt{\"o}{\"a} ovat rajoittaneet radioisotooppimerkkiaineiden saatavuuteen ja k{\"a}sittelyyn liittyv{\"a}t hankaluudet ja helppok{\"a}ytt{\"o}isen mittauslaitteiston puute. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa selvitettiin mahdollisuuksia menetelm{\"a}n k{\"a}ytett{\"a}vyyden parantamiseen kannettavan isotooppigeneraattorin ja mittauksen automatisoinnin avulla. Tutkimuksessa rakennettiin koevirtausputkisto ja 137Cs/137m Ba-isotooppigeneraattorin k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n perustuva mittauslaitteisto, joilla tulkittiin kulkuainemenetelm{\"a}ntarkkuutta, virhel{\"a}hteit{\"a} ja erilaisten kulkuajan laskenta-algoritmien ominaisuuksia. Menetelm{\"a}n ja laitteiston soveltavuutta k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n teollisuusoloihin tutkittiin tekem{\"a}ll{\"a} mittauksia paperi- ja sellutehtaissa yli kahdessakymmeness{\"a} virtausmittauskohteessa. Kulkuaikamenetelm{\"a} soveltuu hyvin putkessa tapahtuvan nestevirtauksen tarkkaan, hetkelliseen mittaukseen. Mittausep{\"a}tarkkuus m{\"a}{\"a}r{\"a}ytyy k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} mittauspositioiden v{\"a}lisen tilavuuden mittausep{\"a}tarkkuuden mukaan. Tyypillisesti saavutetaan -1 {\%}:n mittausep{\"a}tarkkuus. H{\"a}iri{\"o}llisen virtausprofiilin aiheuttamaa virhett{\"a} tutkittiin sek{\"a} teoreettisesti ett{\"a} kokeellisesti ja havaittiin sen olevan eliminoitavissa anturien sijoittelulla. Tulosten pohjalta on aloitettu kompaktin, kentt{\"a}kelpoisen virtausmittauslaitteiston kehitysty{\"o}. T{\"a}llaisen laitteiston potentiaalinen k{\"a}ytt{\"o}alue on eritt{\"a}in laaja. T{\"a}rkeimm{\"a}t sovellutukset ovat virtausmittarien kalibrointi k{\"a}ytt{\"o}paikalla, aine ja energiataseiden mittaukset ja pumppujen ym. prosessilaitteiden toiminnan analysointi. T{\"a}ll{\"a} hetkell{\"a} merkkiainetekniikka on ainoa menetelm{\"a}, jolla n{\"a}m{\"a} mittaukset voidaan tehd{\"a} riitt{\"a}v{\"a}n tarkasti ilman k{\"a}yt{\"o}n keskeytyksi{\"a}.",
keywords = "flow measurement, radioactive isotopes, tracers, transit time",
author = "Heikki Turtiainen",
year = "1986",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2581-",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "421",
address = "Finland",

}

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

Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen. / Turtiainen, Heikki.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 84 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 421).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen

AU - Turtiainen, Heikki

PY - 1986

Y1 - 1986

N2 - 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.

AB - 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.

KW - flow measurement

KW - radioactive isotopes

KW - tracers

KW - transit time

M3 - Report

SN - 951-38-2581-

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Turtiainen H. Virtausmittaus radioisotooppimerkkiaineilla kulkuaikamenetelmää käyttäen. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1986. 84 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 421).