Wallenius Marine, KTH and SSPA are working together on a wind powered car carrier, that will ship cars over the atlatic. KTH has a small scale prototype of this vessel, and uses this prototype to test performance and new sensor systems, that can be used on the full scale vessel. The KTH research group wanted to add a sensor system that measured the pressure on the sails of the prototype ship. This thesis is about the design, construction and implementation of this sensor system. The system was first designed. The pressure measuring system would be divided into blocks where one block would measure one part of the sail. Each block would be connected to a common communication bus. This bus was then connected to the current control system of the ship. The pressure was going to be measured through pressure taps in the sail. After the design was done, the construction began. Here the choice of components was made. The sensors were from Honeywell, the microcontroller was a Teensy 4.1, communication was done using a RS-422 transceiver from Digilent and the power components were a 24 to 3.3V regulator and a 24 to 5V regulator. A circuit board was designed and created to fit all the components. The system was tested in a wind tunnel to verify that it worked as it should. The next step was the implementation. Three segments of the sail surface was removed. A support structure and fittings was added to the removed parts, so that they can be removed and attached. The taps was added and the system blocks were fitted. The measuring system was tested on the ship out on the sea. The results were that the system was able to measure the pressure distribution over the sail surface. The resulting measurements matched what was expected from viewing the tell tales on the sail. The system worked as specified, but more testing is required to see how the measurements are affected by factors such as the other sails and the hull. This system will continue to be used by the KTH research team in their future research projects. / Wallenius Marine, KTH och SSPA jobbar tillsammans för att konstruera et vinddrivet fraktfartyg för bilar, som ska skeppa bilar över Atlanten. KTH har en nedskalad version av det färdiga fartyget, som används för testning av prestanda och test av potentiella system som kan implementeras på det färdiga skeppet. Forsknings gruppen på KTH ville ha ett tryckmätningssystem som mäter trycket på seglena. Detta masterarbetet går ut på att designa, konstruera och implementera detta tryckmätningssystem. Första steget var design, detta gick ut på att i stora drag definiera systemets utseende. Systemet skulle byggas i block, där ett block innehöll ett antal trycksensorer, mikrokontroller och kommunikations hårdvara. Ett block mätte en horisontallinje över seglet och det var multipla block på ett segel. Varje block var ihopkopplat genom en kommunikationsbus, som sen kopplades till det nuvarande kontrollsystemet på båten. Andra steget var construktion, detta steget var att välja komponenter, bygga och testa systemet. Trycksensorerna som valdes var från Honeywell, mikrokontrollern var en Teensy 4.1 och kommunikations hårdvaran var en RS- 422 transceiver från Digilent. När komponenterna var valda, designades och gjordes ett kretskort för att koppla samman komponenterna. Efter komponenterna var fästa i kretskortet, testades systemet i en vindtunnel. Detta gjordes för att verifiera funktionaliteten av systemet och se om värdena som sensorerna gav var rimliga. Efter systemet var verifierat, så börjades implementationen av systemet. Tre segment av seglet yta togs bort, på tre olika höjder. En stöd struktur adderades till de borttagna segmenten, så de skulle fortsätta hålla sin form, och ett sätt att ta bort och fästa segmenten till seglet gjordes. Pressure taps fästes på ytan och plasttuber drogs från dessa till trycksensorerna. Kretskorten fästes på insidan av seglet och segmenten stängdes. Nästa steg var att testa systemet till havs, och resultaten var lovande. Systemet fungerade som det skulle. Det kunde mäta trycket både i vindtunnel och på havs. I vindtunneln matcha trycken det som förväntades, och ute till havs visade trycket det som förväntades när man kollade på tell talesen på ytan. Mer testning behövs för att se hur olika faktorer påverkar tryckmätningarna, och tryckmätning till alla segeln ska läggas till. Forskningsgruppen på KTH kommer fortsätta använda systemet i forskningen de driver.

I detta arbete har ett koncept utvecklats för en flödesmätningsmetod med en intern sensorkropp samt bibehållen flödeshastighet. Denna mätmetod består av en sensorkropp i ett flödeshus där mätningen av flödet utförs med hjälp av pitotrörsberäkningar. Två olika lösningar presenteras i detta arbete, där skillnaderna grundar sig i utformningen av sensorkroppen. Sensorkroppens tvärsnitt är liknande för båda lösningarna. Den ena lösningen är rotationssymmetrisk i centrum av röret medan den andra går från vägg till vägg centrerat i röret. För att åstadkomma bibehållen flödeshastighet så utfördes beräkningar för att modellera flödeshuset, så att flödets tvärsnittsarea motsvarade arean i röret utan sensorkropp. I dessa beräkningar ingick även att kompensera för ökade solida ytor, då dessa ytor skapar gränsskikt där flödets hastighet sänks. Jämförelser mellan arbetets genererade koncept och uppdragsgivarens nuvarande produkter utfördes. Jämförelsen resulterade i flera områden där arbetets koncept skulle kunna komplettera redan befintliga produkter. / In this project a concept for flow measurement has been developed, where there is an internal sensor body as well as a constant flow speed. This measurement method consists of a sensor body in a flow housing where the flow measurement is done using conventional pitot tube calculations. Two different solutions are presented in this work, the differences between the two solutions are based on the design of the sensor body. The cross-section of the sensor body is similar for both solutions, but one solution is rotationally symmetrical while the other goes from wall to wall. Both sensor bodies are centered in the tube. To accomplish continuous flow speed, calculations were made to model the flow housing, so the cross-sectional area of the flow corresponded to the area of the tube without the sensor body. In these calculations a compensation factor for increased solid surface area were included, as this area creates a boundary layer that lowers the flow speed and changes based on the design of the sensor body. Comparisons between the concept in this project and the commissioner's current products were made. This comparison resulted in several areas where this projects concept could complement existing products.