STT Emtec AB är ett teknikföretag med ett motorlaboratorium i Njurunda strax söder om Sundsvall. I laboratoriet bedrivs utveckling av avgasreningssystem samt kalibrering och provning av förbränningsmotorer och kringsystem. I denna verksamhet är det viktigt att mäta luftflöde in i motorerna på ett tillförlitligt sätt, vilket är något företaget i dagsläget har problem med. Idag används ett system med ett antal kommersiella flödesmätare återfunna i personbilar.Syftet med projektet är att analysera och förbättra det befintliga mätsystemet mot högre noggrannhet och robusthet samt att minska installationskänsligheten. Utveckling av en kalibreringsrigg för kalibrering av flödesmätarna är också en del i arbetet.Utifrån en litteraturstudie byggdes en testrigg för olika flödesmätare och tre olika mättekniker valdes för vidare analys (Debimoblad, Denso ultraljudsmätare samt Bosch varmfilmsmätare). Påverkan från hastighetsprofiler och störningar i form av olika placering av mätarna analyserades med avseende på mätnoggrannhet och robusthet.Resultatet visar att olika hastighetsprofiler kan störa prestandan hos flödesmätare med endast en mätpunkt, detta även med en ostörd raksträcka med en längd tio gånger den hydrauliska diametern. Att endast använda flödesriktare, dvs. en metod för att konditionera flödet innan mätning i ett rör, förstärker en eventuell hastighetsprofil. En kombination av flödesriktare och andra flödeskonditionerande metoder, t.ex. nät, måste därför användas för att minska hastighetsprofilens snedfördelning.En kombination av tre Denso ultraljudsmätare i samma tvärsnittsarea visade sig inte ge någon förbättring av noggrannheten i flödesmätningen då signalen från de tre givarna inte gav en korrekt bild av medelflödets hastighet och därför avfärdades den lösningen.Möjligheten till konstruktion av flödesriggen blev också begränsad då den tänkta kompressorn inte fungerade på ett tillförlitligt sätt. En mindre radialfläkt testades istället men visade sig ha för liten kapacitet. För framtida vidareutveckling av konceptet finns dock ett initialt underlag i detta resultat.Sammanfattningsvis kan man genom utvärderingen av de olika flödesmätarna, konstatera att Debimobladen var de mest passande för tillämpningen. Trots att nackdelen med dessa är den dåliga prestandan under 5 m/s, kan man genom att kombinera Debimobladen med de befintliga Densogivarna, skapa ett mer robust mätsystem.I framtiden bör man alltså fortsatt titta på kompletterande mätare till Debimobladen eller använda dem tillsammans med Densogivarna som en förbättrande åtgärd jämfört med dagens mätsystem. Under andra ekonomiska förutsättningar kan även andra, kommersiella mätsystem vara av intresse, då de löser några av de mättekniska problem som nämnts i denna rapport. / STT Emtec AB is a technically focused company with an internal combustion engine laboratory in Njurunda a few kilometers south of Sundsvall. I this laboratory, development of purification systems for exhaust gases and calibration and testing of internal combustion engines is carried out. In this type of activity, it is important to measure the air flow going into the engines in a reliable way, which is a reoccurring problem today. The system used today consists of a variety of commercial flow meters from the automotive industry.This project aims to analyze and improve the existing measurement system to achieve higher accuracy and robustness, while making the system less dependent on installation. The development of a calibration device to calibrate the flow measuring devices on the site was also one part of the project.The things learned by a literature study were used to build a flow simulation setup to be used to evaluate three different measuring techniques (Debimo blades, Denso ultra-sonic flow meter and Bosch hot film anemometer). Influence from varied placing of the measuring devices and flow profiles were investigated, with focus on accuracy and robustness.The results show that different flow profiles disturbs the performance of flow meters with only one point of measurement, even with a straight pipe section, prior to the meter with a length ten times that of the hydraulic diameter. The use of only a flow conditioner (a method for conditioning the flow prior to the measuring device) magnifies the flow profile. A combination of flow conditioners and other flow conditioning devices, such as nets, is necessary to reduce the flow profile bias.A combination of three Denso ultrasonic flow meters in the same cross sectional area, didn’t give any improvement of the measurement. The signal from these three sensors didn’t give a correct value for the mean flow velocity and thus, the solution was discarded.The construction of the calibration device was halted due to the bad performance of the intended compressor; instead a small radial fan was installed, but was deemed too small for the setup. For future development though, these results can be used as a starting point.As a result of the study, it can be concluded that the Debimo blades were the ones most suited for the task after the evaluation of the different flow meters, although the disadvantage of these is the poor performance under 5 m/s. Thus, by a combination of the Debimo blades and the existing Denso flow meters, a more robust measuring system can be constructed.In the future it is advisable to look at different flow meters, as a complement to the Debimo blades or use them as an enhancing action together with the Denso flow meters. Also, if the future offers another economic situation, industrial measuring systems can be favorable for solving some of the problems in the current measuring system.

Inom bränsleindustrin satsas det på alternativa bränslen. Ett sådant bränsle är gasol(Eng: liquified petroleum gas, LPG). Vid påfyllning av LPG används en bränslepumpoch en av de viktigaste delarna i pumpen är bränslemätaren. På företaget Dover fuelingsolutions finns ett designkoncept för en flödesmätare som företaget vill industrialisera.Syftet är att detta examensarbete ska bidra till vidareutvecklingen av bränslemätare utformadeför att hantera alternativa bränslen som LPG. Målet med examensarbetet äratt konstruera om ett framtaget koncept för en bränslemätare där konceptet utvärderasoch vidareutvecklas med fokus på tillverkning med sandgjutning. Den nya mätarenkonstrueras med datorstödd konstruktion (Eng: Computer-Aided Design, CAD) och medmålet att CAD solider för sandgjutning och bearbetning för prototyptillverkningen skatas fram. Vidare dimensioneras mätarens skruvförband och hållfasthetsberäkningar förmätaren görs med finita elementmetoden. Den omkonstruerade flödesmätaren är konstrueradför att uppfylla kraven för sandgjutning. Flödesmätaren uppfyller dessa krav väl ochär redo för tillverkning. / Within the fuel industry companies currently invest alot in alternative fuels. One suchfuel is liquified petroleum gas (LPG). LPG is filled into vehicles or tanks through a fuelpump. One of the most crucial components in a fuel pump is the fuel meter. At Doverfueling solutions a concept design for a flow meter that can handle LPG and works withpositive displacement has been developed. Through the present work the company wishto further develop and industrialize this concept. This work will contribute to the furtherdevelopment of fuel meters capable of handling alternative fuels such as LPG. In thisthesis a concept is further developed with focus on being able to be manufactured withsand casting. The new meter is constructed with Computer-Aided Design (CAD) andCAD solids for sand casting is developed. The screw joints that holds the flow meterscomponents together is dimensioned. A finite element analysis is made for all of the meterscomponents. The reconstructed flow meter is constructed to satusfy the demands thereare for a component that is going to be sand cast.

Hydrauliska testbänkar används för att testa nya och reparerade hydraulventiler och pumpar för att utvärdera deras uthållighet vad gäller tid och tryck. Testbänkar består vanligen av sensorer och mätare som operatören övervakar. Detta arbete behandlar ett diagnostiseringsprogram för en hydraulisk testbänk med avseende på dess flödesmätare. Den testbänk som behandlas är en hydraulisk testbänk med tillhörande hydraul aggregat inklusive sju flödesmätare. Testbänken har även ett tillhörande HMI. HMI:t har en inbyggd PLC och är av modellen Beijer iX T12B-SM. Målet är att designa ett diagnostiseringsprogram som varnar operatören när flödesmätarnas värden inte befinner sig inom den toleransnivå som önskas. Metoden för att konstruera ett diagnostiseringsprogram har fyra faser där den första fasen är att utföra en litteraturstudie gällande de faktorer som kan ha en inverkan på utformningen av diagnostiseringen. Faktorerna innefattar metoder för diagnostisering, utformningen av ett HMI och förväntningar på de flödesmätare som studeras. I den andra fasen utförs mätningar på flödesgivarna som ligger till grund för fas tre. Tredje fasen består i att programmera diagnostiseringsprogrammet. Den fjärde fasen går ut på att programmera visualiseringen av diagnosticeringen. Efter mätningar med flödesgivarna visar det sig att de har den toleransnivå som tillverkaren har utlovat. Vissa problem uppstår i samband med mätningarna då en pump inte fungerar som tänkt samt att en flödesmätare har lägre värden än förväntat. Diagnostiseringsprogrammet tillsammans med HMI:t motsvarar det syftet som finns med arbetet och larmar operatören som förväntat. För framtiden skulle det vara intressant att vidareutveckla diagnostiseringen så att alla aktuella flödesmätare jämför sina värden med varandra och larmar när fel uppstår.

This master thesis project has been carried out in cooperation with the Endress+Hauser Flowtec AG in Switzerland. The project was part of a bigger predevelopment project for a vortex flow meter in the research and development department of Endress+Hauser. Prowirl (vortex) flow meters are often used for measuring the volume flow in steam applications. This measurement method is based on the phenomena of vortices occurring behind obstacles in a stream which are registered by a sensor. Aim of the project was to develop and test a new vortex flow transducer concept for highest pressure applications (line pressure of 250 bars). Endress+Hauser already had a sensor for such applications which was outdated and not compatible to the newer generation of sensors. Two concepts with and without a temperature sensor option have been generated. The concepts have been modeled and verified via FE-analysis and analytical calculations according to the relevant standards (ASME Boiler and Pressure Vessel Code and EN 13445). After the calculations prototypes have been manufactured and tested. The conducted tests matched the simulations well and proved that the concept worked. More detailed tests after this thesis project are necessary to transfer the concept into a final product. However, it has been shown that the new concept has significant advantages over the existing highest pressure sensor. These are a bigger pressure range, the option of integrating a temperature sensor and a cost reduction for the flow meters compared to the existing design. Keywords: Vortex, Flow meter, Sensor, Water hammer / Detta examensprojekt har utförts i samarbete med Endress+Hauser Flowtec AG i Schweiz. Projektet har varit en del av ett större inledande projekt kring en virvelflödesmätare under avdelningen för forskning och utveckling hos Endress+Hauser. Prowirl(virvel)flödesmätare används ofta för mätning av volymflöde i ångapplikationer och tekniken bygger på sensorregistrering av fenomenet virvelbildning som uppstår nedströms hinder i ett flöde. Målet med projektet var att utveckla och testa en ny virvelflödesmätare för högtrycksapplikationer (ledningstryck upp till 250 bar). Sensorn som Endress+Hauser redan hade för sådan applikation var föråldrad och inte kompatibel med nyare generationer av sensorer. Två koncept har tagits fram, ett med och ett utan temperatursensor. Koncepten har modellerats och verifierats genom FEM och analytiska beräkningar enligt relevanta standarder (ASME Boiler and Pressure Vessel Code och EN 13445), efter vilket prototyperna tillverkats och testats. De utförda testerna överensstämde väl med simulationerna och bevisade att koncepten fungerade. Mer utförliga tester efter detta examensprojekt är nödvändigt för att med koncepten som utgångspunkt skapa en klar produkt. Men det har visats att dessa koncept har väsentliga fördelar över den befintliga högtryckssensorn. Bland dem kostnadsreducering, möjlighet för integrering av temperatursensor och breddat tryckspann jämfört mot den existerande designen. Nyckelord: Virvel, Flödesmätare, Sensorer, Vattenslag

Vattenbrist, dvs. låga vattenflöden och låga grundvattennivåer, kan på många vis ge negativa effekter i samhället, exempelvis inom vattenförsörjning, samhällsekonomi och ekosystem. Enligt tidigare forskning kan man bidra till att undvika vattenbrist i många områden genom att hushålla med jordens vattenresurser. Således kan man hjälpa till att lösa problemet med vattenbrist, vilket i sin tur även får positiv effekt på både natur, energi och privatekonomi.Sveriges genomsnittliga vattenförbrukning för hushållen är ca 150 liter per person och dygn. Motsvarande för Danmark är det ca 104 liter per person och dygn. Det innebär att vattenförbrukningen i Danmark är ca 30% lägre än i Sverige och insinuerar att det, i Sverige, också finns potential att minska vattenförbrukningen. En realtidsmätare av vattenförbrukningen skulle kunna vara ett sätt att minska hushållens vattenförbrukning. Möjligheten undersöktes med hjälp av en enkätundersökning och med en fokusgrupp.Resultatet visade att det finns möjlighet att minska vattenförbrukningen, individuellt i hushållen, till 71 liter per person och dygn, vilket ungefär motsvarar hälften av dagens genomsnittliga vattenförbrukning per person och dygn i Sverige. De flesta av studiens deltagare uppvisade en gynnsam och positiv inställning till vattenbesparande och visade intresse för information om vattenkonsumtion och eventuella följdproblem av oansvarig vattenförbrukning. Därmed visade deltagarna en positiv inställning till realtidsmätare av vattenförbrukning. Slutsatsen drogs att installerade realtidsflödesmätare i varje hushåll kan bidra till vattenbesparing och därmed påverka naturen och samhället på ett positivt sätt. / Water shortage, meaning low water flows and low groundwater levels, can in many ways have negative effects in society, for example on the water supply, social economy and ecosystems. According to previous research, water shortages in many areas can be avoided by managing the water resources of the earth. Saving water resources solves the problem of water scarcity in many areas as well as, benefits the nature, energy and the private economy.Sweden's average water consumption in households is about 150 liters per day per person and the equivalent for Denmark is about 104 liters. This means that in Denmark, water consumption per capita is about 30% lower than in Sweden and indicates that we, in Sweden, also can lower water consumption.A real-time meter of water consumption could be a way to reduce the household water consumption. The possibility was investigated by means of a survey and a focus group.The results showed that it is possible to reduce water consumption, individually in households, to 71 liters per day, which means about half of today's average water consumption per person and day in Sweden.Most of the study participants showed a favourable and positive attitude towards water conservation and showed an interest in information on water consumption and possible problem areas related to irresponsible water consumption. Thus, the participants showed a positive perception of real-time water consumption meters.The conclusion is that installed real-time flow meters in each household can contribute to saving water and thus have a positive impact on nature and society.