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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-114552 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Anderholdt Helgesson, Fredrik |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0042 seconds