Virtausanturitesti

Putkimallitesti

Testin tekijät: Jukka Uotila & Sami Parvela

Testin tavoite

Testin tarkoituksena saada tuloksia anturien käyttäytymisestä kulman suhteen.

Teimme koejärjestelyn virtausantureille ASF1400. Putkimallissa virtaus johdettiin virtauspinnalta antureille putkien avulla. Tässä testissä antureita ei ollut purettu ja ne toimivat niille suunnitellulla tavalla alkuperäiskoteloissaan.

Tietoa antureista ASF1400

Anturit kytkettiin tietokoneisiin, anturi/tietokone, RS232-portin välityksellä. Anturit tarvitsevat Erillisjännitteen 7-18V ja tässä testissä jännitteenä oli 9V. RS232-porttiin kiinnitettiin TxD pinniin 2, RxD pinniin 3 sekä maa pinniin 5. Tämän lisäksi RS232-porttiin piti lisätä silmukka, jossa yhdistettiin pinnit 1, 4 ja 6 toisiinsa. Sensirionin sivuilta löytyy ohjelma, jolla näkee antureilta tulevaa dataa.

Sensirionin ohjelma antaa dataa, joka paine-erona tai raakadatana. Käytimme mittauksessa raakadataa, joka antaa arvoja välillä 0-32768. Kun virtausta ei ole kumpaankaan suuntaan anturin antama tulos on 16384. Virtauksen ollessa toiseen suuntaan luku kasvaa ja toiseen suuntaa taas pienenee. Mittaustiheyttä pystyy säätämään muutamaan eri tasoon, joista tihein 7,04Hz ja hitain 0,82Hz.

Testin toteutus

Mittaus alustana oli muovilevy, johon kiinnitimme kahdelle anturille tarvittavat putket. Yksi anturi tarvitsee sisään- sekä ulostuloputken. Putket aseteltiin siten, että toinen anturi mittasi kohtisuoraa tulevaa ilmaa suunnasta 0-astetta ja toinen taas kohtisuoraan 90-asteesta. Puhaltimena käytimme kuumailma puhallinta, josta lämmitin oli kytkettynä minimille. Antureiden kohdalla lämpötila oli noin 25-30 astetta. Virtausnopeus puhaltimella oli 300mm päästä ~4 m/s.

Tavoitteena on saada tietoa käyttäytymisestä koko ympyrän suhteen. Oletettavasti anturit käyttäytyvät symmetrisesti molempiin suuntiin mitattaessa, kun saamme tiedon käyttäytymisestä 90-asteen alueella niin voimme päätellä käyttäytymisen koko ympyrässä.

Tuloksia

Teimme mittauksia 11,25-asteen välein 0-90-asteen välillä. Puhalsimme aina 300mm etäisyydeltä antureita kohti. Otimme tietoja talteen noin 5 sekunnin ajan aina yhdestä mittauskohdasta. Mittaustiheytenä oli 7,04Hz.

Laskimme jokaisen mittauskohdan tuloksista keskiarvot.

Saadut tulokset:

Vähentämällä jokaisesta arvosta 16384, eli nollakohdan, saamme virtauksen suunnan. Vähentämisen jälkeen arvot näyttävät seuraavilta:

Alipaine häiriö

Virtauksen tullessa suoraan 90-asteesta pitäisi vain toisen anturin näyttää virtausta, mutta tässä tapauksessa putkien päiden ohi virtaava ilma aiheuttaa alipainetta, joka häiritsee mittausta.

Virtauksen ollessa välillä 56,25-90-astetta, niin anturin 1 näyttää virtauksen olevan päinvastaiseen suuntaan. Sama asia tapahtuu myös anturille 2 välillä 0-33,75. Tätä ei pitäisi tapahtua, kun testataan virtausta suoraan antureihin ilman putkia.

Kuvaaja saaduista arvoista:

Yhteenveto

Kuten kuvaajista näkee, anturit näyttävät lähes samaa lukemaa 45-asteen kohdalla. Tästä voisi päätellä ajatuksen toimivan myös käytännössä.

Kuvaajat eivät ole teoreettisen täydellisiä, virheitä kuvaajiin tuleen mm. putkien pituuseroista, putkien päiden epätasaisuudesta, taivutuskulmista sekä virtauksen epätasaisuudesta.

Putkien päiden pienestä koosta johtuen voisi kuvitella, että virtauksen tullessa lähempänä 45-astetta putkien päät rajoittavat virtauksen pääsemistä anturille.

Testin tulokset olivat odotetun kaltaisia, joten testiä voidaan pitää onnistuneena.