Kaasuvirtauksen eri mittausmenetelmiä
Tomukorpi, Vesa (2011)
Tomukorpi, Vesa
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011113016559
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011113016559
Tiivistelmä
Tämä insinöörityö keskittyy kaasuvirtauksen eri mittausmenelmiin. Työssä on tutkittu virtausmittareiden eroja kaasuvirtauksen mittaukseen. Virtausmittarin valinta on riippuvainen käyttökohteesta sekä virtausmittarin ominaisuuksista. Työ perustuu eri tutkimuksien vertailuun koskien virtausmittausta ja sen eri menetelmiä. Tässä työssä on käsitelty seuraavia menetelmiä: palkkianturi, terminen massavirtamittari ja ultraääneen perustuva mittari.
Työn alussa on esitetty eri virtausmittausmenetelmiä sekä käyty läpi MEMS-teknologiaa. Työssä on tutkittu virtausmittareiden historiaa, toimintaperiaatteita ja kehityksen uusia suuntauksia. Palkkianturin osiossa on käyty läpi virtausta vastustavan voiman sekä turbulenssien vaikutusta anturiin. Pulssinleveysmodulaatio ja sensorit ilman lämmittäviä elementtejä olivat osana termisen massavirtamittarin energiatehokkuuden parantamista. Kapasitiivinen ultraäänianturi sekä mukautuva pulssintoistotaajuus takasivat ultraäänianturille toimintakyvyn kuumien ja sähkömagneettisia pulsseja sisältävien kaasujen virtausmittauksessa.
Työn tuloksena voitiin huomata uusien kehitettyjen mallien yhtäläisyyksiä eri toimintaperiaatteisiin nojaavien virtausmittausten välillä. Mikrokokoiset rakenteet olivat tärkeänä tekijänä uusien menetelmien kehityksessä. Virtausmittausten kehityksen suuntana oli parempi tarkkuus, energiatehokkuus, nopeat vasteajat sekä laaja toiminta-alue.
Työn alussa on esitetty eri virtausmittausmenetelmiä sekä käyty läpi MEMS-teknologiaa. Työssä on tutkittu virtausmittareiden historiaa, toimintaperiaatteita ja kehityksen uusia suuntauksia. Palkkianturin osiossa on käyty läpi virtausta vastustavan voiman sekä turbulenssien vaikutusta anturiin. Pulssinleveysmodulaatio ja sensorit ilman lämmittäviä elementtejä olivat osana termisen massavirtamittarin energiatehokkuuden parantamista. Kapasitiivinen ultraäänianturi sekä mukautuva pulssintoistotaajuus takasivat ultraäänianturille toimintakyvyn kuumien ja sähkömagneettisia pulsseja sisältävien kaasujen virtausmittauksessa.
Työn tuloksena voitiin huomata uusien kehitettyjen mallien yhtäläisyyksiä eri toimintaperiaatteisiin nojaavien virtausmittausten välillä. Mikrokokoiset rakenteet olivat tärkeänä tekijänä uusien menetelmien kehityksessä. Virtausmittausten kehityksen suuntana oli parempi tarkkuus, energiatehokkuus, nopeat vasteajat sekä laaja toiminta-alue.