Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/44948
Title: Акустичний газоаналізатор
Other Titles: Acoustical gas analyzer
Authors: Рак, В. С.
Луцик, Я. Т.
Affiliation: Національний університет «Львівська політехніка»
Bibliographic description (Ukraine): Рак В. С. Акустичний газоаналізатор / В. С. Рак, Я. Т. Луцик // Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. — Том 79. — № 2. — С. 13–19.
Bibliographic description (International): Rak V. S. Acoustical gas analyzer / V. S. Rak, Ia. T. Lutsik // Vymiriuvalna tekhnika ta metrolohiia : mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2018. — Vol 79. — No 2. — P. 13–19.
Is part of: Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник, 2 (79), 2018
Journal/Collection: Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник
Issue: 2
Volume: 79
Issue Date: 26-Feb-2018
Publisher: Видавництво Львівської політехніки
Place of the edition/event: Львів
Keywords: газоаналізатор
відносна концентрація
резонансна частота
акустичний резонатор
автогенератор
добротність резонатора
трикомпонентна суміш газів
gas analyzer
relative concentration
resonance frequency
acoustic resonator
auto generator
Q-factor of a resonator
three-component gas mixture
Number of pages: 7
Page range: 13-19
Start page: 13
End page: 19
Abstract: Запропоновано метод вимірювання відносних концентрацій складових дво- та трикомпонентних сумішей газів, оснований на залежності швидкості поширення звуку від таких параметрів, як молярна маса газів у суміші, їх відносна концентрація, теплоємність за сталого тиску, теплоємність за сталого об’єму та абсолютна температура. Для підвищення точності запропоновано перейти від вимірювань швидкості до вимірювань частоти. Показано, що за сталої довжини хвилі частота акустичного резонатора лінійно зростатиме відповідно до зміни швидкісті поширення звуку в газовій суміші. Запропоновано та перевірено алгоритм програми визначення концентрацій дво- та трикомпонентних сумішей газів за резонансною частотою. Обґрунтовано, що основними чинниками, що впливають на точність вимірювань, є шуми автогенератора та добротність акустичного резонатора. Запропоновано математичну модель і доведено, що акустичні газоаналізатори порівняно простої конструкції можуть забезпечувати прийнятну точність.
Method of measuring the relative concentrations of two and three-component gas mixtures components is proposed. The dependence of the sound velocity on the molar mass, the relative concentration, the heat capacity at constant pressure, the heat capacity at a constant volume and the absolute temperature of the gases in the mixture form the basis of the method. To improve accuracy the alteration the measuring the speed on the measuring the frequency is proposed. It is shown that at constant wavelengths the frequency increases linearly with sound velocity at the gas mixture in the acoustic resonator. The program algorithm was created with the help of Mathcad 2001 Professional. It permits the determination of three component gaseous mixture concentration at the measured frequency. First, the frequency value inherent to this mixture is compared with the values in the table. Two closest values are selected. The change in relative concentrations of gases is determined by these values. This change is split into 10 intervals. The frequency values for each interval are calculated. These frequencies are compared with the measured values. Again, there are two closest values and the cycle is repeated. In such a way the nearest frequency increment band is narrowed in 3-orders magnitude after three iterations. Change in the concentration of particular gases could be 80 % between the adjacent rows of the table. Determined value of gas concentration is one thousand times smaller than the band (0,8 %) after the third iteration. The number of iterations is unlimited for this algorithm and is given in advance. The two main factors affect the accuracy of measurements. They are the quality and the noise of the auto generator. The most common definition of Q is the ratio of the energy accumulated in the oscillation to the losses of this energy. This definition defines the design of an acoustic resonator. It should be such that the acoustic oscillations that occur in it do not lose energy. This is necessary to ensure a high-quality resonator.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/44948
Copyright owner: © Національний університет „Львівська політехніка“, 2018
References (Ukraine): 1. Павленко В. А. Газоанализаторы / В. А. Павлен- ко. – М. – Л.: Машиностроение, 1965. – 296 с.
2. Бражников В. В.Дифференциальные детекторы для газовой хроматографии / В. В. Бражников. – М.: Наука,1974. – 223 с.
3. Луцик Я. Застосування ультразвукових сенсорів / Луцик Я., Буняк Л., Стадник Б. – Львів: СП «БаК», 1998. – 232 с.
4. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник / С. И. Баскаков. – М.: Высшая школа, 1988. – 448 с.
5. Кирьянов Д. В. Mathcad 14 / Д. В. Кирьянов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 704 с.
6. Малов В. В. Пьезорезонансные датчики / Малов В. В. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 272 с.
7. Никитин Н. Н. Курс теоретической механики: учебник / Н. Н. Никитин. – М.: Высшая школа,1990. – 607 с.
8. Пейтон А. Дж. Аналоговая электроника на опе- рационных усилителях / А. Дж. Пейтон, В. Волш. – М.: Бином,1994. – 352 с.
9. Дорожовець М. Опрацювання результатів вимірювань: навч. посіб. / М. Дорожовець. – Львів: Видав- ництво Національного університету «Львівська політехніка»,2007. – 624 с.
10. Рак В. С. Уменьшение погрешности генератора полупроводникового резонансного сенсора / Рак В. С., Бай- цар Р. И. Датчики и системы. – М, 2007. – № 6. – С. 10–13.
References (International): 1. Gas analyzers / Pavlenko V. A. – Moscow - Leningrad: Mechanical Engineering, 1965. – 296 p.
2. Differential detectors for gas chromatography / V. V. Brazhnikov. – Moscow: Nauka, 1974. – 223 p.
3. Application of ultrasonic sensors / Lutsik I., Buniak L., Stadnik B. – Lviv: Joint-stock company "BaK", 1998. – 232 p.
4. Radio circuits and signals. Textbook / Baskakov S. I. – Moscow: Higher school, 1988 – 448 p.
5. Mathcad 14 / Kiryanov D. V. – St. Petersburg: "BHV-Petersburg, 2007. – 704 p.
6. Piezo-resonance sensors / Malov V. V. – Moscow: Energoatomizdat, 1989. – 272 p.
7. The course of theoretical mechanics. Textbook / Nikitin N. N. – Moscow: Higher school, 1990. – 607 pp.
8. Analogue electronics on operational amplifiers / A. J. Peyton, V. Volsh. – Moscow: Bean, 1994. – 352 p.
9. Working out the results of measurements; Teaching Manual / M. Dorozovets. – Lviv: Publishing House of the National University "Lviv Polytechnic", 2007. – 624 s.
10. Decrease of the errors of the generator of the semiconductor resonance sensor / Rak V. S., Baitsar R. I. Sensors and systems. – Moscow,2007. – № 6. – From 10–13.
Content type: Article
Appears in Collections:Вимірювальна техніка та метрологія. – 2018. – Випуск 79, №2

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2018v79n2_Rak_V_S-Acoustical_gas_analyzer_13-19.pdf736,03 kBAdobe PDFView/Open
2018v79n2_Rak_V_S-Acoustical_gas_analyzer_13-19__COVER.png510,43 kBimage/pngView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.