ELPI+:n automaattinen alipaineen säätö

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Dekati Oy:lle. Työn tarkoitus oli toteuttaa ELPI+ -hiukkasmittauslaitteeseen optio, jolla laitteen tarvitsema alipaine säädetään automaattisesti ja pidetään vakiona. Alipaine säädetään nykyään ilman optiota käsin laitteen sisäisellä palloventtiilillä. Alipaine voi vaihdella monesta eri syystä: tyhjiöpumpun lämpenemisestä johtuvasta imutehon heikkenemisestä, näyteilmanpaineen muutoksista, käyttäjän virheestä tai itse laitteen likaantumisesta.

Työssä on esitelty ELPI+:n toimintaperiaate ja käyttökohteet. Työssä tutkittiin, miten väärään arvoon asetettu alipaine vaikuttaa hiukkasmittaustuloksiin. Tutkimuksissa ja mittauksissa selvisi, että alipaineen muutokset vaikuttavat merkittävästi ELPI+:n mittaustuloksiin mitattaessa pieniä hiukkasia. Option hyödyllisyys ja käyttökelpoisuus todettiin näiden tulosten perusteella. Automaattisen alipaineensäädön toteuttaminen vaati muutoksia ELPI+:n ohjelmistoon, taajuusmuuttajan käyttöönottoon perehtymistä, oikeanlaisen säätöventtiilin valintaa ja paineensäätimen viritystä.

Automaattisesta alipaineen säädöstä on käyttäjälle hyötyä laitteen kaukokäytön yhteydessä. Sen avulla saadaan myös poistettua mahdollisia häiriötekijöitä, jotka vaikuttavat hiukkasmittaustuloksiin. Tämän opinnäytetyön tuloksena optio on toteutettavissa säätämällä alipainetta joko säätöventtiilillä tai ohjaamalla tyhjiöpumppua taajuusmuuttajalla. Säätöventtiilillä toteutettu alipaineen säätö jäi työssä kesken, koska testauksissa käytetty säätöventtiili todettiin vääränlaiseksi.

Kehityskohteiksi jäivät sopivamman säätöventtiilin, taajuusmuuttajan ja tyhjiöpumpun valitseminen. Myös säädinohjelma vaatii edelleen pieniä muutoksia. Lisäksi option käyttöohjeet lisätään ELPI+:n käyttäjän oppaaseen myöhemmin.

This thesis was made for Dekati Ltd. The purpose of the thesis was to complete development of automatic low pressure control option for ELPI+ particle measurement device. Without the option, the low pressure is adjusted manually by an integrated ball valve at the moment. The low pressure can vary by several reasons, such as pressure rise caused by warming up vacuum pump, pressure variations in sample air, user error or built up dirt inside the device.

The thesis presents the operating principle of ELPI+ and what kinds of applications it is used for. The thesis includes research of how low pressure variations affect to particle measurement results. Research and measurements revealed that variations of low pressure affect significantly to the measurement of the smallest particles. The usefulness of this option was noted by these results. The realization of automated low pressure control took some changes in the software of ELPI+, familiarization to variable frequency drive, the selection of suitable control valve and tuning of the pressure controller.

Automatic low pressure control is useful in the remote control of the ELPI+. The option can also prevent possible distractions that may affect the particle measurement results. As a result of this thesis, the option is now usable either using variable frequency drive control to the vacuum pump or using a control valve to control low pressure. The carrying out with control valve was unfinished because the control valve used in this project was not suitable.

The project still needs some development in a few cases such as the selection of suitable control valve, frequency converter and vacuum pump. The control software still needs some minor changes. The operating instructions for automatic low pressure control will also be added to ELPI+ User Manual later.