D3-1.4 - Verbesserte Schätzung der Temperaturverteilung in gasdurchströmten Festbetten mittels elektrischer Kapazitätstomografie

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Temperatursensoren

Author(s)

M. Weiss, G. Fischerauer - Universität Bayreuth, Bayreuth, A. Jess - Universität Bayreuth, Bayreuth

Pages

246 - 253

DOI

10.5162/sensoren2026/D3-1.4

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

Diese Arbeit zeigt eine neue Möglichkeit auf, wie die auf Basis der Elektrischen Kapazitätstomografie (ECT) rekonstruierte Temperaturverteilung in einem zylindrischen Festbett durch Einbezug der physikalischen Eigenschaften des realen Systems besser geschätzt werden kann. Im Gegensatz zu bisherigen Beiträgen wird die radial ortsabhängige Porosität innerhalb der Schüttung bei der Erstellung der zur Rückrechnung verwendeten Empfindlichkeitsmatrix in das zweidimensionale FiniteElemente-Modell einer ECT-Elektrodenanordnung einbezogen. Dabei wird die gemessene Temperaturabhängigkeit der relativen Permittivität des Schüttguts mittels einer Effektivmedientheorie auf lokale Bereiche konstanter Porosität übertragen, für die sich daraus jeweils ein eigener funktionaler Temperatur-Zusammenhang ergibt. Diese lokal gültigen Temperaturfunktionen fließen mit in das FE-Modell ein, welches in dieselben Porositätsbereiche unterteilt ist. Unter pixelweiser Zuordnung der Temperaturfunktionen wird die Empfindlichkeitsmatrix für zwei Referenztemperaturen bestimmt. Schließlich werden auf dieser Basis verschiedene Rückrechenalgorithmen durch Rekonstruktion simulativ generierter Temperaturverteilungen („Phantome“) miteinander verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Berücksichtigung der lokalen Porositätsunterschiede zu einer Verbesserung der Rückrechenqualität führt und die tatsächliche Temperaturverteilung besser geschätzt werden kann.