Mittausjärjestelmä IGBT:n lämpötilan määrittämiseen

Tässä diplomityössä tutustutaan IGBT:n ja tehodiodin rakenteisiin, lämmön muodostumiseen kyseisissä komponenteissa sekä menetelmiin, joilla komponenttien lämpötilat voidaan määrittää. Työssä suunnitellaan ja rakennetaan mittausjärjestelmä, jolla IGBT:n ja tehodiodin lämpötilat voidaan määrittää suoraan mittaamalla sekä matemaattisten mallien avulla. Mittausjärjestelmä koostuu DC-chopper -kytkennästä, kuormavirran, välipiirin jännitteen sekä lämpötilan mittauksista. Lämpötilan mittauksissa käytettiin komponenttien pintoihin liitettyjä termopareja. Matemaattisia malleja varten mittausjärjestelmään lisättiin välipiirin jännitteen sekä kuormavirran mittaus. Laitteiston ohjaus sekä mittaustulosten tallentaminen toteutettiin dSPACE -laitteistolla. Mittausjärjestelmän toimivuus testattiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston Säätötekniikan laboratoriossa tehdyillä mittauksilla.

Päästökauppa murrosvaiheessa

Tässä diplomityössä selvitetään EU:n alueella ja erityisesti Suomessa vuoden 2005 alusta alkavaa hiilidioksidin päästökauppaa. Työssä käsitellään päästökaupan tulevia vaikutuksia energia-, metalli- ja metsäteollisuuden kannalta. Myös kansantaloudelliset sekä kokonaistaloudelliset vaikutukset ovat mielenkiinnon kohteena. Työ koskee joiltakin osin myös ilmastonmuutoksen hillintää yleisesti ja ns. Kioton mekanismeja. Työn kuluessa pyritään myös ennakoimaan tulevan päästökaupan volyymia ja päästöyksikön eli hiilidioksiditonnin hintaa, joka on suurimpia epävarmuustekijöitä koko prosessissa. Tulevaa päästökauppaa tarkastellaan myös päästökauppadirektiivin, päästökauppalain ja muiden sitä koskevien lakien säännösten ja määräysten luomassa toimintakehikossa. Työn nimi "Päästökauppa murrosvaiheessa" kuvastaa täten myös sitä, että tarkastelussa ei pyritä välttämättä lopullisiin ja varmoihin tai tarkkoihin arvioihin, koska se on käytännössä mahdotonta. Työn painopiste onkin meneillään olevan päästökaupan valmistelun selvittely monimuotoisena prosessina, jolloin tämän prosessin kuvaus on suurelta osin tässä vaiheessa myös kvalitatiivista. Päästökaupan tulosten ja vaikutusten seuranta jatkossa puolestaan olisi mitä mielenkiintoisin jatkotutkimuksen aihe. Työtä havainnollistetaan kolmella käytännön case -esityksellä, jotka käsittelevät energiayritystä, kattila- ja laitetoimittajaa sekä metsäteollisuuden voimalaitosta, ja niiden varautumista alkavaan päästökauppaan.

Characteristics of Flowing Film

Työssä tutkittiin uutta teknologiaa pigmenttipäällystykseen. Tämä tekniikka on yleisesti tunnettua eräillä muilla teollisuudenaloilla. Kirjallisuustutkimuksessa on esitelty prosessia ja sen eri osatekijöitä sekä muilla aloilla tunnettuja prosessimuuttujia. Päällystyspastojen ja päällystettävien pintojen teoriaa on selvitetty uuden tekniikan ja pigmenttipäällystyksen valossa. Uuden tekniikan perusmekanismeja tutkittiin kokeellisessa osassa. Valuvan nestefilmin stabiilisuutta tutkittiin minimivirtauksen avulla. Stabiilisuustutkimuksen suorittamiseen käytettiin apuna Taguchi-matriisia DOE-ohjelmalla (Design of Experiments). Kokeiden perusteella minimivirtauksen kannalta päällystyspastalle edullisempi koostumus on kalsiumkarbonaatti- kuin kaoliinipasta. Sideaineella on pienempi osuus lateksia ja polyvinyylialkoholia parempi. Suurempi osuus pinta-aktiivista ainetta ja matala pastan kuiva-ainepitoisuus ovat suositeltuja. Tehokas ilmanpoisto päällystyspastasta on myös tärkeää lopullisen tuloksen kannalta. Koekoneella ajetuissa päällystyskokeissa havaittiin valuvan filmin ominaisuuksien tärkeys. Pienetkin kaasumäärät päällystyspastassa häiritsivät lopullisen päällysteen laatua. Päällystyspastan ilmanpoisto on avainasemassa erityisesti kun päällystetään suurella nopeudella pieniä päällystemääriä. Koeajoissa havaittiin kaikki kirjallisuudessa esitellyt rajoittavat tekijät. Kokeissa päällystettiin 400-1600 m/min nopeudella 5-20 g/m² päällystemääriä. Olosuhteet stabiilille nestefilmille vaativat edelleen kehitystä suurella nopeudella päällystettäessä. Päällysteen eroavaisuuksia verrattiin teräpäällystysmenetelmiin. Terä-päällystyksellä saadaan sileä mutta epätasaisesti peittävä pinta kun taas uuden tekniikan päällyste mukailee päällystettävän alustan topografiaa. Tasapaksun päällysteen etuna on hyvä peittävyys jo pienellä päällystemäärällä.

ISO 9002 -laatujärjestelmän toteutus tukkukaupassa

Työn tavoitteena oli tehdä kohde yritykselle ostoon, kotimaan myyntiin, varastointiin ja toimituksiin ISO 9002 -standardiin pohjautuva laatujärjestelmä, joka voidaan myöhemmin sertifioida. Valmis laatujärjestelmän kuvaus esitetään kirjallisessa muodossa laatukäsikirjan avulla. toisena tavoitteena oli tehdä laatujärjestelmään mittarit, jotka mahdollistava yrityksen laatujärjestelmän toimivuuden seurannan. Kolmantena tavoitteena oli saavuttaa laatujärjestelmän avulla taloudellisia säästöjä yrityksen toiminnassa pitkällä tähtäimellä. Tärkeä osa työtä oli laatia yrityksen laatukäsikirja ISO 9002 -standardin vaatimuksien mukaisesti. Työ jakautuu kahdeksaan suurempaan kokonaisuuteen: laatuun ja palveluihin liittyvien perusajatuksien määrittelyyn, tukkukauppatoiminnan kuvaamiseen, kohdeyrityksen esittelyyn, henkilökuntakyselyn suorittamiseen. laatujärjestelmien käsittelyyn, ISON 9002 -standardin vaatimuksien esittelyyn, kohden yrityksen laatukäsikirjan tarkasteluun ja saavutettujen tulosten tarkastelua ja pohdintaa. Työ tuloksena voidaan todeta, että laatujärjestelmän rakentaminen yritykselle on ollut hyvä ratkaisu. Laatujärjestelmän avulla on voitu saavuttaa säästöjä ja kehitysaskeleita. Investointi parempaan laatuun on kannattanut.

Application Size Optimisation in Mobile Environment

Työssä tutkitaan menetelmiä, käytäntöjä ja oliosuunnittelumalleja jotka johtavat ohjelmistojen koon pienentymiseen. Työssä tutkitaan konkreettisia keinoja ohjelmistojen koon optimointiin Symbian-alustalla. Työ keskityy C++ ohjelmistoihin jotka on suunniteltu toimimaan matkapuhelimissa ja muissa langattomissa laitteissa. Työssä esitellään, analysoidaan ja optimoidaan todellinen, loppukäyttäjille suunnattu, langaton sovellus. Käytetyt optimointimenetelmät sekä saadut tulokset esitellään ja analysoidaan. Esimerkkisovelluksen toteuttamisesta kertyvien kokemusten perusteella esitetään suosituksia langattomaan sovelluskehitykseen. Hyvän teknisen arkkitehtuurisuunnitelman todettiin olevan merkittävässä roolissa. C++ -kielen luokkaperinnän huomattiin yllättäen olevan suurin ohjelmatiedostojen kokoon vaikuttava tekijä Symbian-käyttöjärjestelmässä. Pienten ohjelmien tuottamisessa vaaditaan taitoa ja kurinalaisuutta. Ohjelmistokehittäjien asenteet ovat yleensä suurin este sille. Monet ihmiset eivät vain välitä kirjoittaminen ohjelmiensa koosta.

Paperikoneiden työskentelytasojen vaatimusten mukainen suunnittelu

Työtasojen kantavien rakenteiden on kestettävä riittävällä varmuudella mm. henkilökuormasta aiheutuvat jännitykset rakenneosissa. Lisäksi tasot eivät saa tuntua notkuvilta niillä käveltäessä, joten rakenteen siirtymille asetetaan rajoituksia. Työssä esitetään yleisimmin epäselvyyttä aiheuttaneet paperikoneiden työskentelytasoille asetetut vaatimukset. Vaatimukset ja niiden täyttäminen esitetään yksiselitteisellä tavalla esimerkiksi sovellettavien kuormitusten osalta. Materiaaliominaisuuksien osalta esitetään tärkeimmät työtasojen suunnittelussa huomioon otettavat asiat yleisimmille austeniittisille ruostumattomille teräksille ja alumiiniseoksille. Työtasorakenteiden mitoitusohjeet esitetään ritilöille, kulmaprofiilista valmistetuille jalkalistoille ja putkipalkista valmistetuille työtasojen kannattimille. Mitoituksessa otetaan myötöehdon ja siirtymärajoitusten lisäksi huomioon mm. levykenttien lommahdus. Kannattimien mitoituksessa otetaan huomioon vinoutuvien liitosten joustavuus ja kestävyys. Lisäksi esitetään mitoitusohjeet kitkaliitoksena toimivalle päätylevyliitokselle, johon kohdistuu mm. taivutus- ja vääntömomenttia.

Mekanisoidun hitsauksen käyttö ydinvoimalaitoksella

Diplomityössä päätavoitteena oli selvittää kuinka mekanisointia voitaisiin hyödyntää Fortum Power & Heat Oy:n Loviisan voimalaitoksen hitsauksissa. Työn osatavoitteisiin kuului mm. tutkia saadaanko mekanisoinnin käytön seurauksena parannettua laatua pienennettyä säteilyannoksia tai kustannuksia. Käytännön esimerkkinä oli pääkiertopumpun pesän tiivistepinnan korjaushitsaus. Teoriaosuus käsittelee nykyaikaisia hitsausmenetelmiä sekä hitsauksen mekanisoinnista ja automatisoinnista saatavia etuja. Käytännön osuudessa käytiin läpi Loviisan voimalaitoksen mekanisoidun hitsauksen historia ja hitsauksen nykytila ja tulevaisuus. Tulevaisuuden tarkastelussa kartoitettiin kohteita missä mekanisoinnin käytöstä saataisiin hyötyä ja mietittiin miten kyseinen kohteen mekanisointi voitaisiin toteuttaa. Tarkastelujen perusteella Loviisan voimalaitokselta löytyi kolme kohdetta, jossa hitsauksen mekanisointi olisi järkevä toteuttaa tavoitteiden puitteissa. Mekanisoitavissa olevat kohteet olivat putkiston hitsaus, suurien säiliöiden vuorauksien hitsaus ja suurien tiivistepintojen pinnoitushitsaus. Pääkiertopumpun pesän tiivistepinnan hitsaukselle löydettiin kolme laitteistovaihtoehtoa, joiden pohjalta lopullinen päätös voidaan tehdä.

Ohjelmoinnin verkko-opetusalustan analysointi ja kehitys

Tässä työssä lähestyttiin ohjelmoinnin opetukseen tarkoitetun verkko-opetusalustan kehitystä niin opetusopin kuin myös tekniikan näkökulmasta. Mitä oppiminen on, mitä se vaatii, mitä verkko-opetusalustat ovat ja miten Viope Solutions Oy voisi kehittää tuotettaan siten, että se vastaisi entistä paremmin asiakkaiden tarpeisiin? Työn alussa käytiin läpi tärkeimmät opetusteoreettiset käsitteet behaviorismi ja kognitivismi sekä niiden uudet muodot. Tämän jälkeen näitä elementtejä yhdistettiin verkko-oppimisympäristön käsitteeseen, jota edelleen laajennettiin verkkosovelluksen käsitteellä. Asiakastarpeita määritettiin verkko-opetuksen kanssa toimineiden oppilaitosten edustajien kanssa. Työn ohella suoritettiin myös katsaus muutamaan Viope Solutions Oy:n tuotteen kanssa kilpailevaan verkko-opetusalustaan. Työn lopputuloksena aikaiseksi saatiin tuotekehityssuunnitelma, joka pohjautuu tehtyihin tuotekatsauksiin, asiakkaiden tarpeisiin sekä käyttäjäpalautteisiin. Tuotekehityssuunnitelma tiivistyy kappaleessa 7.5 esitettävään tuotekehityskarttaan.

Kulutus- korroosionkestävien materiaalien laserpinnoitus

Diplomityössä tutkitaan kulutus- ja korrosionkestävien materiaalien laserpinnoitusta. Laserpinnoituksessa sulatetaan uutta materiaalia työkappaleen pintaan lasersäteen avulla. Tarkoituksena on yleensä parantaa pinnan korroosion, kulumisen tai pintapaineen kestävyyttä. Laserpinnoitukseen liittyy useita etuja verrattuna konventionaalisiin päällehitsausprosesseihin. Työssä tutkittavat pinnoitemateriaalit ovat kobolttipohjaiset Stellite 1 ja Stellite 6, työkaluteräkset WR 4 ja WR 6 sekä metallimatriisikomposiitti Anval50/50+30 % Cr3C2. Pinnoitettavat perusaineet ovat hiiliteräs Fe 52, ruostumaton teräs AISI 316 ja valurauta GRP 500. Työn tavoitteena on löytää kunkin pinnoite/perusaine-yhdistelmän pinnoitusparametrit. Pinnoituskokeissa käytettiin LTKK:n 6 kW:n CO2-laseria. Pinnoitetuille koekappeleille tehtiin kovuusmittaukset ja kulutuskokeet. Pinnoitteiden mikrorakenteet analysoitiin ja sekoittumisasteet laskettiin. Virheitä tutkittiin silmämääräisesti sekä radiografisella kuvauksella. Optimiparametreja pinnoitemateriaaleille ei löydetty. Pinnoitteiden sekoittumisasteet muodostuivat suuriksi liiallisen lasertehon ja/tai huonon lisäaineen kohdistuksen vuoksi. Suuri sekoittuminen alensi pinnoitteiden kovuutta ja kulumiskestävyyttä. Pinnoitusparametreja arvioidaan koetulosten perusteella ja niille annetaan korjausehdotuksia. Lopuksi esitetään suosituksia tutkimusprojektin jatkotoimille.

Satamatoimintojen suunnittelu Kemin satamissa

Kemissä on meneillään Kukoistava Ajos -projekti, jonka tarkoituksena on kehittää Ajoksen satamaa vastaamaan tulevaisuuden vaatimuksiin. Yhtenä osana suunnitelmaan kuuluu Kemin satamien laivausten keskittäminen Ajoksen satamaan. Tämän työn tavoitteena oli satamatoimintojen suunnittelu Kukoistavan Ajoksen liikenteelle kemiläisen satama-operaattorin Kemi Shipping Oy:n näkökulmasta. Parhaan toimintomallin selvittäminen aloitettiin kartoittamalla ratkaistavien kysymysten kaikki erilaiset toteutusmahdollisuudet. Näistä vaihtoehdoista muodostettiin eri tilanteisiin soveltuvia kokonaismalleja, joita vertailtiin analysoimalla niiden vaikutusta työvoiman ja työkoneiden tarpeeseen, kuljetuksiin ja rakentamiseen ja sitä kautta kustannuksiin. Työn tuloksena saatiin aikaan esitys satamatoimintojen toteuttamisesta Kukoistavan Ajoksen tavaraliikenteelle. Lisäksi muodostettiin esitys nykyisen toimintamallin muuttamiseksi ennen lopullista siirtymistä Kukoistavan Ajoksen mallin toteuttamiseen.

Varaavan tulisijan lämmönsiirron tutkiminen

Tulisijojen tekniikkaan kohdistuu yhä kovempia vaatimuksia sekä kuluttajien että myös erityisesti viranomaismääräysten suunnalta. Tämän työn tarkoituksena on osaltaan luoda pohjaa näiden vaatimusten täyttämiselle. Työn tavoitteena oli määrittää lämmönsiirtokerroin tyypillisen vuolukivirakenteisen tulisijan poskikanavassa savukaasun ja kanavan seinämän välillä. Työ koostuu mittauslaitteen suunnittelusta, käytännön mittauksista ja mittaustulosten analysoinnista teoriaan verrattuina. Työ pohjautuu käytännön mittauksiin kahdella koeuunilla. Mittaukset kohdistuivat uunien poskikanavissa ja poskikanavan seinämissä tapahtuviin lämpötilamuutoksiin. Toisessa koeuunissa mitattiin myös poskikanavan savukaasun lämpötilajakauma. Mittauksilla saatua sekä teoreettisesti määritettyä lämpötilajakaumaa verrattiin toisiinsa. Lämmönsiirtokertoimet määritettiin lämpötilojen ja savukaasun massavirran perusteella. Tuloksena saatiin paikalliset sekä yleispätevät lämmönsiirtokertoimet savukaasun lämpötilan funktiona.

Maakaasun ja vedyn seospoltto

Tämä työ on toinen osa laajempaa energiatekniikan osastolla meneillään olevaa kaasunpolton tutkimusprojektia, jossa on tarkoituksena tutkia kaasunpolttotekniikoita. Ensimmäisessä vaiheessa projektissa perehdyttiin kaasunpolton mittaustekniikkaan. Seuraavassa vaiheessa suunnitellaan regeneratiivisen kaasunpolton laitteisto. Työssä perehdytään maakaasun ja vedyn seospolttoon maakaasun polttoon tarkoitetulla vakiopolttimella. Työssä keskityttiin tarkastelemaan muutoksia kaasuseoksen syttyvyydessä, liekin muodostuksessa, liekin pituudessa, lämmönsiirrossa, päästöissä ja poltinpään lämpörasituksessa. Työssä tarvittavat mittaukset suoritettiin LTY:n voimalaitostekniikan laboratorioon rakennetulla kaasunpolttolaitteistolla. Liekki- ja syttyvyystutkimus suoritettiin läpinäkyvällä kammiolla, josta saatujen tulosten perusteella tehtiin varsinaisessa polttolaitteistossa tehtävät lämmönsiirto- ja päästömittaukset. Työssä selvitetään, paljonko vetyä voidaan sekoittaa maakaasuun tekemättä muutoksia polttimelle. Työn alkuosassa on kaasunpolton teoriaa seospolttoon liittyen ja vertailua aiempiin seospolton tutkimustuloksiin kaasuturbiineissa. Pääpaino työssä on mittauksilla ja niiden analysoinnilla.

Aikakauslehtien kilpailukyky Suomessa ja Hollannissa

Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia aikakauslehden konseptimallia ja sen vaikutusta aikakauslehden kilpailukykyyn. Konseptimalli koostuu aikakauslehden tekijöiden tiiviistä kolmikantaisesta yhteistyöverkosta: lehden toimituksellisesta sisällöstä, levikkimarkkinoinnista kuluttajille sekä ilmoitusmyynnistä mainostajille. Tutkimuksen lähestymistavaksi otettiin Case-pohjainen menetelmä. Tutkimuksen pääinformaatio kerättiin haastattelemalla valittujen aikakauslehtien vastuuhenkilöitä etukäteen valmistellun kysymyslistan mukaan. Haastatellut henkilöt olivat pääsääntöisesti markkinointipäälliköitä. Tutkimukseen otettiin mukaan yhdeksän aikakauslehteä kahdesta maasta. Viisi Suomesta ja neljä Hollannista. Lehdet pyrittiin valitsemaan niin, että niistä muodostui vastinparit näiden kahden maan välille. Lehdistä muodostettiin haastattelujen avulla konseptikuvaukset, joita sitten täydennettiin lisäanalyysein. Tutkimuksessa kartoitettiin yleisimpien markkinaosuus-, kilpailuedun- sekä massa- ja asiakaskohtaisten teorioiden piirteitä tarkoituksena löytää tutkimukseen sopivin teoriapohja. Vaikka olemassa olevista teorioista löydettiin sopivuuksia, päädyttiin kuitenkin aikakauslehden konseptimallin käyttöön, koska se on alalla vakiintunut käytäntö. Valituille lehdille tehtiin myös elinkaarianalyysi. Yleisenä tuloksena havaittiin, että mitä vanhempi lehti on sitä todennäköisemmin sen levikki on joko vakiintuneessa tai laskevassa vaiheessa. Konseptianalyysissä Suomen ja Hollannin lehtiä verrattiin tarkoituksena löytää samankaltaisuudet ja eroavaisuudet. Kummankin maan aikakauslehdet olivat pääsääntöisesti samanlaisia, mutta monia eroavaisuuksiakin esiintyi. Erot löytyivät pääasiassa yksityiskohdista ja lehtien erilaisista kulttuurillisista lähestymistavoista. Konseptianalyysejä täydennettiin lisäksi erinäisin lisäanalyysein. Kun konseptikuvaukset kertoivat millaisesta lehdestä on kyse, lisäanalyysit kertoivat lehteen sidoksista olevista asioista. Tutkimuksessa tarkasteltiin aikakauslehden asemaa yleisessä mediakentässä ja todettiin, että aikakauslehti on pitänyt hyvin pintansa muiden medioiden puristuksessa. Selkeä piirre oli aikakauslehtien mainonnan lisääntyminen 1990-luvun aikana lähinnä sanomalehtien kustannuksella. Valittujen lehtien kilpailukyvyn asemaa pyrittiin myös arvioimaan sekä kuluttajan että ilmoittajan näkökulmasta. Kuluttajien näkökulmaa kartoitti aikakauslehtien tilaushyötyjen tarkastelu, jossa todettiin lehtien irtonumerohintojen olevan usein hyvin lähellä tilaushintoja. Ilmoittajien näkökulmaa luotasi ilmoitusten alennuksista kertova osuus, missä ilmoitushintojen todettiin joustavan hyvin paljon mainostettavan määrän lisääntyessä.

Toimittajien vähentämisen ja tuotevalikoiman pienentämisen vaikutus koko pääoman tuottoaste-tunnuslukuun, CASE: Pharmakon

Työn tavoitteena on selvittää toimittajien vähentämisen ja tuotevalikoiman pienentämisen vaikutuksia case-yritys Pharmakonin kannattavuuteen. Toimenpiteiden vaikutuksia kannattavuuteen analysoidaan erityisesti koko pääoman tuottoaste-tunnusluvun avulla. Tutkielman tarkasteluajankohta on vuodesta 2000 vuoteen 2001.Teoreettisen osan aluksi käydään läpi kannattavuutta sekä kannattavuuden tunnuslukuja ja lasketaan ne Pharmakonin osalta. Erityisesti käsitellään koko pääoman tuottoaste -tunnuslukua. Tämän jälkeen käsitellään toimittajien arviointia ja motiiveja toimittajien vähentämiseen. Tuotteiden osalta käydään läpi erilaisia tapoja luokitella ja valikoida tuotteita.Varsinaisessa käytännön osassa selvitetään Pharmakonissa tehdyt toimenpiteet toimittajien ja tuotevalikoiman pienentämiseksi. Analysoidaan toimenpiteiden ja muiden tekijöiden vaikutusta Pharmakonin kannattavuuteen. Perinteisten kannattavuuden tunnuslukujen mukaan arvioituna Pharmakonin kannattavuus on pysynyt suurinpiirtein samana vuodesta 2000 vuoteen 2001. Koko pääoman tuottoaste on parantunut eli sen perusteella kannattavuus on parantunut. Kokonaisuutena arvioituna voidaan todeta Pharmakonin kannattavuuden olleen hyvä sekä vuonna 2000 että 2001. Hyvä kannattavuus on ollut useiden tekijöiden yhteissumma, tehtyjen toimenpiteiden lisäksi mm. markkinoinnin ja logistiikan tehostaminen sekä toimittajayhteistyön parantaminen ovat parantaneet kannattavuutta. Toisaalta Tamro Suomen suuret ongelmat vuonna 2001 ovat vaikuttaneet negatiivisesti myös Pharmakonin kannattavuuteen. Erityisesti Tamro Suomen jakelutoimintojen epäonnistuminen, toimitusvarmuuden heikkeneminen ja palvelun huono laatu ovat vaikuttaneet suoraan myös Pharmakonin toimintaan.