Testilaitekonsepti painelähettimen lämpötilariippuvuuden määrittämiseen

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2011
Major/Subject
Automaation tietotekniikka
Mcode
AS-116
Degree programme
Language
fi
Pages
vi + 58 + liitt. (+3)
Series
Abstract
Improving production is an important part of Vaisala's operations. One part of the production is testing devices that are used for testing of the manufactured products. Reliability, short lead times, paying attention to the other parts of the production chain and cost effectiveness are important in designing testing devices. Two testing device concepts were created in this master's thesis for determining the temperature dependence of pressure transmitters. Pressure transmitters were called pressure modules in this content. The literature review discussed pressure as a physical phenomenon, peculiarities of pressure applications and one of Vaisala' s pressure product. Also thermodynamics and different solutions for changing temperature were part of the literature review. Terminology of measurement science and investment processes were the last part of the review. The experimental part of the thesis was divided into three sections. Baro-1-module and its properties·were investigated in fast temperature changes. The module's temperature was changed by a temperature cabinet and a heater and by blowig gaseous nitrogen to the module, It was discovered that fast temperature changes cause temperature differences between modules and the module uncertain pressure readings. Otherwise the gaseous nitrogen blow was a good way of changing the temperature. The second section was to design two small pressure chambers. The ways for changing the temperature of the pressure chamber were investigated. A temperature cabinet, liquid circulation and a combination of Peltier-element and a heater were used to change temperature. Two alternative concepts for testing devices were created. First of them used liquid circulation inside the walls of a pressure chamber and the second one used a temperature cabinet. From these two concepts the final recommendation was the temperature cabinet. Benefits of the temperature cabinet concept were simple design, easy expendability and maintainability. Benefit of the liquid circulation compared to the other concept was speed. Things to consider during further development are legislation of pressure device, usability and reliability of testing device. Costs awareness is also one thing to keep in mind. Less attention was paid to pressure control, so the speed of the pressure control has to be verified.

Tuotannon tehostaminen on tärkeä osa Vaisalan toimintaa. Yksi osa tuotantoa on valmistettavien tuotteiden testaamiseen kehitettävät testilaitteet. Testilaitteiden suunnittelussa korostuvat luotettavuus. lyhyet läpimenoajat. ympäröivän tuotantoketjun ottaminen huomioon kehityksessä sekä kustannusajattelu. Tässä työssä luotiin kaksi konseptilaiteratkaisua painelähettimen nopeaan lämpötilariippuvuuden määrittämiseen. Tekstissä käytettiin painelähettimestä Vaisalassa yleisesti käytössä olevaa nimitystä painemoduuli. Ensin tehtiin kirjallisuustutkimusta paineesta fysikaalisena ilmiönä, painesovelluksien erityispiirteistä ja yhdestä Vaisalan painetuotteesta sekä termodynamiikasta ja eri sovelluksiin, joilla on mahdollista muuttaa lämpötilaa. Lopuksi kirjallisuustutkimuksessa käytiin läpi testilaitteiden luotettavuutta kuvaavia termejä sekä sivuttiin testilaiteinvestointeja kustannusnäkökulmasta. Kokeellinen osuus jakautui kolmeen osaan. Ensimmäisenä tutkittiin tehtävää varten valitun Baro-1 painemoduulin käyttäytymistä nopeissa lämpötilamuutoksissa. Moduulin lämpötilaa muutettiin sääkaapeilla, vastuksilla ja puhaltamalla kaasumaista typpeä moduuliin. Havaittiin, että lämpötilaeroja syntyy painemoduulin eri osien välille, jolloin moduulin painelukemaan aiheutuu isoa epävarmuutta. Typpipuhallus osoittautui kuitenkin hyväksi tavaksi muuttaa lämpötilaa. Toisena osana suunniteltiin alumiinista kaksi pientä painekammiota. Painekammion lämpötilan muuttamista tutkittiin. Lämpötilan muuttamiseen käytettiin eri tilanteissa lämpökaappia, nestekiertoa sekä Peltier-elementtiä ja vastuksia. Viimeisenä osana kokeellisessa osuudessa luotiin kaksi konseptivaihtoehtoa testitilanteelle. Toinen hyödynsi painekammion lämpötilan muuttamisessa nestekiertoa, joka oli kammion seinämässä ja toinen hyödynsi lämpökaappia, Johon painekammio oli sijoitettu. Näistä kahdesta päädyttiin suosittelemaan lämpökaappia hyödyntävää konseptia. Lämpökaapin hyödyiksi todettiin yksinkertainen rakenne, helppo laajennettavuus ja helppo huollettavuus. Nestekiertokonseptin hyvä puoli verrattuna lämpökaappiin oli nopeus. Jatkokehitystä ajatellen tulee kiinnittää huomiota painelaitteiden lainsäädäntöön, testilaitteen käytettävyyteen ja luotettavuuteen sekä kustannusajatteluun. Painesäätö jäi työssä vähemmälle huomiolle, joten painesäädön nopeus on vielä varmistettava.
Description
Supervisor
Koskinen, Kari
Thesis advisor
Seppälä. Pekka
Keywords
pressure transmitter, painelähetin, production testing, tuotannon testaus, pressure, paine, heat transfer, lämmönsiirto, improving production, tuotannon parantaminen, investments, investoinnit
Other note
Citation