Infraäänialuetaajuuksien mittaaminen EMFi-kalvolla

Abstract

Infraääni on tieteen alue, jota on tutkittu huomattavan vähän verrattuna esimerkiksi ultraääneen. Sitä tutkivia tai hyödyntäviä sovellutuksia on erittäin vähän. Merkittävimmät infraääntä havainnoivat tai tuottavat laitteistot on kehitetty 1900-luvun taitteen jälkeen lähinnä sotavoimien toimesta tai maanjäristys- ja tsunamivaroitusjärjestelmiksi. Opinnäytetyön tavoitteena on suunnitella ja valmistaa infraääntä havainnoiva laitteisto käyttäen hyödyksi elektromekaanisen filmin kapasitiivisia ominaisuuksia. Tarkoituksena on löytää sopivat materiaalit anturin toiminnan kannalta, löytää tarvittava esivahvistinelektroniikka signaalinkäsittelyyn, sekä ohjelmoida g-kielellä signaalitiedolle tiedonkeruuohjelma. Opinnäytetyö on tuotekehitysprojekti ja lopputulemana on sekä prototyyppi että ensiaskeleet tulevalle jatkokehitykselle aiheen ympäriltä. Opinnäytetyö toteutettiin yhteistyössä Vaajakoskella toimivan Emfit Oy:n sekä sen tuotekehityksestä vastaavan henkilökunnan kanssa. Prototyypin valmistamiseen kerättiin taustatietoa olemassa olevista sovellutuksista ja käytettiin hyväksi myös yrityksen jo olemassa olevia tietoja yrityksen valmistaman anturin ympäriltä. Prototyypillä saatuja tulosarvoja ja niistä tehtyjä päätelmiä ei voida suoraan pitää täysin paikkansapitävinä, vaan niihin täytyy suhtautua varauksella niiden ollessa vasta ensimmäisten testien tuloksia. Tuloksia ei myöskään voida verrata juuri mihinkään jo tehtyihin tutkimuksiin, sillä kyseisellä anturiteknologialla ei ole aikaisemmin tehty vastaavia mittauksia. Prototyyppi ja tehdyt mittaukset toimivat kuitenkin jatkossa hyvänä lähtökohtana tuleville tuotekehitysprojekteille aihealueella.

Infrasound is a field in science that has received very little study compared to, for example, ultrasound. Applications that explore or utilize infrasound are still very few in numbers. The most significant infrasound perceiving or producing equipment were developed around 1900’s, primarily for military use and warning systems for earthquakes and tsunamis. The aim of this study is to design and produce observational equipment utilizing the electro-mechanical properties of the EMFi-film capacitive sensor, for infrasound measuring. The aim is to find the suitable materials for the sensor to operation optimally, to find the required preamplifier electronics for signal processing, as well as to program a data acquisition program with g-language. The thesis is a research and development project, and the end result will be a functional prototype and the first steps for future development around the topic. Study was carried out in cooperation with Emfit Ltd, as well as with its product development staff. The thesis’ author had to collect background information not only from the companys own knowledge from the area, but also information on the existing applications. The results and conclusions derived from using the prototype cannot be directly considered to be entirely true, but that they must be treated with caution whilst they are only the first results of a long line of tests. The results cannot be compared to any existing studies, since this sensor technology has not previously been responsible for infrasound measurements. The prototype and the measurements taken, however, continue to serve as a good starting point, as future product development projects will be implemented in the area of study by Emfit Ltd.