Heijastusmetrin ilmaisimien elektroniikan toteutus
Karhu, Janne (2008)
Karhu, Janne
Kajaanin ammattikorkeakoulu
2008
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201004126357
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201004126357
Tiivistelmä
Tämä työ tehtiin Oulun yliopiston Mittalaitelaboratoriolle. Sen eräs tutkimusalue on nesteiden optisten ominaisuuksien
määritys heijastusmittauksen avulla.
Työssä suunniteltiin ja rakennettiin jo olemassa olevaan heijastusmittauslaitteistoon uudentyyppinen ilmaisin,
joka hyödyntää rivivalodioditeknologiaa. Rivivalodiodi mahdollistaa nesteiden nopeamman taitekertoimen määrittämisen
kuin nykyinen yksi-ikkunainen ilmaisin. Käyttämällä rivivalodiodia voidaan myös luopua mittalaitteessa
käytettävästä askelmoottorista, jolloin laite on pienempi ja edullisempi.
Laitteisto sisältää rivivalodiodin lisäksi myös kaksi yksi-ikkunaista valodiodia ja kaksi lämpötilan mittaukseen tarkoitettua
lämpötila-anturia. Näiltä signaali viedään suoraan päävahvistinkortille. Rivivalodiodi tarvitsee erillisen
esivahvistinkortin, joka vahvistaa ja tekee rivivalodiodin antamasta signaalista pulssijonon. Pulssijono voidaan
vasta tämän jälkeen viedä päävahvistinkortille. Josta signaalit viedään National Instrumentsin tiedonkeruukortille,
joka on kytketty tietokoneeseen. Mittauslaitteiston tiedonkeruu on tehty käyttäen National Instrumentsin
LabVIEW-ohjelmistoa.
Lämpötila-antureina käytettiin Pt100-vastuselementtejä. Rivivalodiodia varten tarvittava C9004-esivahvistinkortti
oli valmis komponentti. Elektroniikan suunnittelussa käytettiin PADS-ohjelmistoa.
Elektroniikan toiminta varmennettiin mittaamalla. Yksi-ikkunaisten valodiodien toiminta testattiin käyttämällä
valolähdettä ja katkojaa. Rivivalodiodin toiminta varmistettiin käyttämällä valolähdettä, joka kohdennettiin erikseen
jokaiseen rivivalodiodin ikkunaan.
Valonilmaisimet toimivat suunnitellulla tavalla. Varsinaisia mittauksia ei vielä pystytty suorittamaan, koska uusi
ilmaisin vaatii erilaisen mittauskennon rakentamisen.
määritys heijastusmittauksen avulla.
Työssä suunniteltiin ja rakennettiin jo olemassa olevaan heijastusmittauslaitteistoon uudentyyppinen ilmaisin,
joka hyödyntää rivivalodioditeknologiaa. Rivivalodiodi mahdollistaa nesteiden nopeamman taitekertoimen määrittämisen
kuin nykyinen yksi-ikkunainen ilmaisin. Käyttämällä rivivalodiodia voidaan myös luopua mittalaitteessa
käytettävästä askelmoottorista, jolloin laite on pienempi ja edullisempi.
Laitteisto sisältää rivivalodiodin lisäksi myös kaksi yksi-ikkunaista valodiodia ja kaksi lämpötilan mittaukseen tarkoitettua
lämpötila-anturia. Näiltä signaali viedään suoraan päävahvistinkortille. Rivivalodiodi tarvitsee erillisen
esivahvistinkortin, joka vahvistaa ja tekee rivivalodiodin antamasta signaalista pulssijonon. Pulssijono voidaan
vasta tämän jälkeen viedä päävahvistinkortille. Josta signaalit viedään National Instrumentsin tiedonkeruukortille,
joka on kytketty tietokoneeseen. Mittauslaitteiston tiedonkeruu on tehty käyttäen National Instrumentsin
LabVIEW-ohjelmistoa.
Lämpötila-antureina käytettiin Pt100-vastuselementtejä. Rivivalodiodia varten tarvittava C9004-esivahvistinkortti
oli valmis komponentti. Elektroniikan suunnittelussa käytettiin PADS-ohjelmistoa.
Elektroniikan toiminta varmennettiin mittaamalla. Yksi-ikkunaisten valodiodien toiminta testattiin käyttämällä
valolähdettä ja katkojaa. Rivivalodiodin toiminta varmistettiin käyttämällä valolähdettä, joka kohdennettiin erikseen
jokaiseen rivivalodiodin ikkunaan.
Valonilmaisimet toimivat suunnitellulla tavalla. Varsinaisia mittauksia ei vielä pystytty suorittamaan, koska uusi
ilmaisin vaatii erilaisen mittauskennon rakentamisen.