An Evaluation of the Troxler 3241-B Nuclear Asphalt Gauge, MLR-85-11, 1986

The Troxler 3241-B Asphalt Content Gauge is intended for rapidly determining the bitumen content of bituminous paving mixtures. A 300 Millicurie Americuium 241: Beryllium source emitts neutrons which are affected by the hydrogen in the mix. The affected neutrons are detected by Helium 3 detectors, counted and computed into a percentage bitumen of the asphalt mix. The current methods of determining the bitumen content of bituminous paving mixtures requires the use of potentially hazardous chemicals and several hours of testing time. When extracted aggregates are not needed, determination of the bitumen content of a paving mixture by the nuclear method may be easier, quicker and potentially safer. The objective of the project is to study the accuracy of the Troxler 3241-B Nuclear Asphalt Content Gauge in measuring the asphalt cement (AC) content of asphalt concrete mixtures produced with different asphalt cements and different aggregates.

Optimization of particle bombardment parameters for the genetic transformation of Brazilian maize inbred lines

The objective of this work was to develop a genetic transformation system for tropical maize genotypes via particle bombardment of immature zygotic embryos. Particle bombardment was carried out using a genetic construct with bar and uidA genes under control of CaMV35S promoter. The best conditions to transform maize tropical inbred lines L3 and L1345 were obtained when immature embryos were cultivated, prior to the bombardment, in higher osmolarity during 4 hours and bombarded at an acceleration helium gas pressure of 1,100 psi, two shots per plate, and a microcarrier flying distance of 6.6 cm. Transformation frequencies obtained using these conditions ranged from 0.9 to 2.31%. Integration of foreign genes into the genome of maize plants was confirmed by Southern blot analysis as well as bar and uidA gene expressions. The maize genetic transformation protocol developed in this work will possibly improve the efficiency to produce new transgenic tropical maize lines expressing desirable agronomic characteristics.

Gaia photometry for white dwarfs

Context. White dwarfs can be used to study the structure and evolution of the Galaxy by analysing their luminosity function and initial mass function. Among them, the very cool white dwarfs provide the information for the early ages of each population. Because white dwarfs are intrinsically faint only the nearby (~ 20 pc) sample is reasonably complete. The Gaia space mission will drastically increase the sample of known white dwarfs through its 5-6 years survey of the whole sky up to magnitude V = 20-25. Aims. We provide a characterisation of Gaia photometry for white dwarfs to better prepare for the analysis of the scientific output of the mission. Transformations between some of the most common photometric systems and Gaia passbands are derived. We also give estimates of the number of white dwarfs of the different galactic populations that will be observed. Methods. Using synthetic spectral energy distributions and the most recent Gaia transmission curves, we computed colours of three different types of white dwarfs (pure hydrogen, pure helium, and mixed composition with H/He = 0.1). With these colours we derived transformations to other common photometric systems (Johnson-Cousins, Sloan Digital Sky Survey, and 2MASS). We also present numbers of white dwarfs predicted to be observed by Gaia. Results. We provide relationships and colourcolour diagrams among different photometric systems to allow the prediction and/or study of the Gaia white dwarf colours. We also include estimates of the number of sources expected in every galactic population and with a maximum parallax error. Gaia will increase the sample of known white dwarfs tenfold to about 200 000. Gaia will be able to observe thousands of very cool white dwarfs for the first time, which will greatly improve our understanding of these stars and early phases of star formation in our Galaxy.

Hiiliteräspalkin kuitulaserhitsaus

Hitsaavassa teollisuudessa kilpailukyvyn säilyttäminen ja mahdollinen parantaminen edellyttää hitsauksen tehokkuuden nostoa. Laserhitsauksen nopeus, tarkkuus, tasainen laatu ja aikaansaatava syvä tunkeuma ovatkin vakiinnuttaneet menetelmän vankan aseman tehokkaana valmistusmenetelmänä. Sähkön ja heliumin hinnan nousu ovat pakottaneet teollisuuden miettimään entistä tehokkaampien ja ympäristöystävällisempien laserlähteiden hankkimista. Kuitulaserin korkea hyötysuhde, hyvä säteenlaatu, suuri teho ja matalat käyttökustannukset ovat herättäneet kiinnostusta laserhitsaavassa teollisuudessa. Diplomityössä keskityttiin kuitulaserhitsauksen soveltamiseen. Työn tavoitteena oli parantaa kuitulaserhitsausmenetelmän ymmärrystä ja saada käsitys siitä, miten valitaan hitsausparametrien arvot, ja soveltuuko kuitulaser teolliseen tuotantoon. Tutkimuksessa pyrittiin löytämään peruskokeilla optimaaliset hitsausparametrit, joilla syntyy hyvin tunkeutunut, vähän huokosia sisältävä, ja ulkoisesti laadukas hitsi, sekä optimaalinen hitsin tunkeumaprofiili. Lopuksi hitsausparametreja testattiin tuotteen hitsauksessa. Kuitulaser soveltuu erinomaisesti hiiliteräksen hitsaukseen ja hyvin erikoislujien terästen hitsaukseen, kun teräksen hiili- ja rikkipitoisuudet ovat matalia. Sillä on laaja parametrialue. Yleisimmät hitsausvirheet ovat vajaa hitsautumissyvyys ja huokoset. Tässä diplomityössä keskityttiin etsimään yhdelle valmistettavalle tuotteelle optimaaliset kuitulaserhitsausparametrit. Kuitulaserin laser- ja prosessiparametrien vaikutusta hitsiin ei ole juurikaan tutkittu. Diplomityön kokeiden perusteella olisi hyvä tehdä eri materiaalien jatkotutkimusta railonvalmistuksen, kuten liitoksen oksidikerroksen ja ilmaraon sekä suojakaasun, vaikutuksesta hitsiin. Kuitulaserin hyvä säteenlaatu ja muut laser-parametrit ovat tuoneet mukanaan prosessiin uusia ilmiöitä, joita on syytä tutkia lisää.

Hitsausparametrien vaikutus rakenneteräksen MAG-hitsin laatuun

Työn tavoitteena oli löytää teräksen S355 MAG alapienahitsaukselle, 6mm:n levypaksuudelle sellaiset parametri-ikkunat, joissa hitsin ja perusaineen liittyminen on mahdollisimman jouheva. Hitsin laadunja hitsausparametrien välille pyritiin löytämään matemaattista korrelaatiota. Työ painottui hitsin muotoon sekä hitsin ja perusaineen liittymiseen. Työstä saatuja tuloksia käytettiin hitsattaessa väsytyskoekappaleita mutta niiden tutkiminen ei sisältynyt tähän työhön. Työssä haettiin parametreja a-mitaltaan 4mm:n alapienahitsille kahdeksalle yleisesti käytetylle hitsauslangalle, joista kolme oli umpilankaa, neljä metallitäytelankaa ja yksi rutiilitäytelanka ja kaasuina käytettiin kahta argon hiilidioksidi seoskaasua ja kahta argon helium seoskaasua.

Hitsaussuojakaasujen tehokas ja taloudellinen käyttö

Suojakaasun päätehtävänä on suojata hitsaustapahtumaa ympäröivän ilman vaikutukselta. Päätehtävän lisäksi suojakaasullavoidaan vaikuttaa suoraan tai välillisesti lähes kaikkiin hitsauksen asioihin, joista laatu, tehokkuus ja taloudellisuus muodostuvat. Suojakaasuja tarvitsevat hitsausmenetelmät ovat: kaasukaarihitsausprosessit (MIG/MAG-, TIG- ja plasmahitsaus), laserhitsaus sekä näiden yhdistelmät eli hybridihitsausmenetelmät sekä MIG-juotto. Hitsaussuojakaasujen peruskaasu tänä päivänä on argon, johon hitsausprosessista tai materiaalistariippuen sekoitetaan hiilidioksidia, heliumia, vetyä tai happea. Pääsääntöisesti hitsaussuojakaasut ovat kahden komponentin kaasuja, mutta 3-komponenttikaasut ovat yleistymässä. Sopivalla suojakaasuseostuksella saadaan erittäin merkittävä hyöty tuottavuuden lisääntyessä ja laadun parantuessa. Suojakaasujen oikealla toimitusmuodolla on merkittävä vaikutus kokonaiskustannuksiin. Uudet, kehittyneet sekoitinlaitteet mahdollistavat tarkat osakomponenttien sekoittamiset hitsauspaikalla. Seokset ovat jatkuvasti analysoitavissa ja jäljitettävissä. Suojakaasujen kierrätys on erityisesti kalliiden kaasujen, kuten helium ja argon, kohdalta tulevaisuuden haaste ja mahdollisuus. Suojakaasulla on suuri merkitys hitsauksen tuottavuuteen, taloudellisuuteen ja myös hitsausympäristöön ja työturvallisuuteen. Robottihitsauksen lisääntyminen asettaa vaatimuksia, joihinoikein valitulla suojakaasulla voidaan myönteisesti vaikuttaa. Tehokashitsaus on valmistusprosessin tärkeä osa, jossa oikein valituilla suojakaasuilla saavutetaan merkittävä tuottavuuden lisäys vaikuttamalla kaariominaisuuksiin, tunkeumaan, roiskeisiin, nopeuteen, hitsimetallurgiaan, lämmöntuontiin ja hitsausympäristöön. Diplomityössä tutkittiin casena Peikko Finland Oy:n suojakaasujärjestelmät, niiden tehokkuus, toimivuus ja sopivuus konepajan tuotantoon ja erityisesti robottihitsaukseen.

Effect of Shielding Gases in Laser Welding of Aluminium Alloys

High reflectivity to laser light, alloying element evaporation during high power laser welding makes aluminium alloys highly susceptibility to weld defects such as porosity, cracking and undercutting. The dynamic behaviour of the keyhole, due to fluctuating plasma above the keyhole and the vaporization ofthe alloying elements with in the keyhole, is the key problem to be solved for the improvement of the weld quality and stabilization of the keyhole dynamics isperhaps the single most important development that can broaden the application of laser welding of aluminium alloys. In laser welding, the shielding gas is commonly used to stabilize the welding process, to improve the welded joint features and to protect the welded seam from oxidation. The chemicalcomposition of the shielding gas is a key factor in achieving the final qualityof the welded joints. Wide range of shielding gases varying from the pure gasesto complex mixtures based on helium, argon, nitrogen and carbon dioxide are commercially available. These gas mixtures should be considered in terms of their suitability during laser welding of aluminium alloys to produce quality welds. The main objective of the present work is to study the effect of the shielding gascomposition during laser welding of aluminium alloys. Aluminium alloy A15754 was welded using 3kW Nd-YAG laser (continuous wave mode). The alloy samples were butt welded with different shielding gases (pure and mixture of gases) so that high quality welds with high joint efficiencies could be produced. It was observed that the chemical composition of the gases influenced the final weld quality and properties. In general, the mixture gases, in correct proportions, enabled better utilisation of the properties of the mixing gases, stabilized the welding process and produced better weld quality compared to the pure shielding gases.

Equip per a la recuperació de fluids d'un automòbil

El projecte defineix un equip per a l'extracció de fluids d'un vehicle fora d'ús. Aquest extreu per separat els combustibles, els olis, el líquid de frens i l'anticongelant. El sistema d'extracció es realitza per una bomba de buit, a partir del buit creat en un calderí hi entra el líquid corresponent per diferència de pressió i conduint els líquids als dipòsits d'emmagatzematge. L'equip consta d'un conjunt de conductes, vàlvules, filtres i sensors i també inclou un autòmat pel seu control automàtic.

Automatització d’una planta de tractament d’aigua

Actualment en les industries farmacèutiques per aconseguir un producte amb unes condicionsespecifiques necessiten una sèrie de matèries primes per aconseguir-ho. L’aigua, es una de lesmes importants, d’aquí a la utilització d’una planta de tractament ja que ha de complir una sèriede requisit de qualitat determinats. Actualment en les industries farmacèutiques per aconseguir un producte amb unes condicionsespecifiques necessiten una sèrie de matèries primes per aconseguir-ho. L’aigua, es una de lesmes importants, d’aquí a la utilització d’una planta de tractament ja que ha de complir una sèriede requisit de qualitat determinats. Físicament, una planta d’aigua es podria descriure com un sistema estructurat de canonades idipòsits per on circula aigua i s’acumula mentre es depurada de forma continua. A mesura ques’aconsegueixen les condicions de puresa desitjades, el líquid es desvia a un altre anellanomenat llaç, en aquest s’acumula en un moviment circulatori constant mentre que les sevescaracterístiques es mantenen vigilades.Des de el llaç. L’aigua pura es distribueix per les diferents zones de la instal•lació, a unatemperatura determinada, a traves de sortidors anomenats punts d’us (POU) ((Point Of Use). El control es farà amb autòmat siemens S7-300 i una pantalla tàctil utilitzant comunicacióprofibus entre ells. Esta previst comunicació amb una scada existent, per intercanviar dadesnomés de visualització de l’estat de la planta. A partir d’un mòdul de teleservei serà possible lacomunicació amb el programa de l’autòmat via mòdem.La combinació de PLC mes pantalla tàctil esdevé una solució robusta i fiable, cosa quegaranteix una gran fiabilitat de la màquina

Gaia photometry for white dwarfs

Context. White dwarfs can be used to study the structure and evolution of the Galaxy by analysing their luminosity function and initial mass function. Among them, the very cool white dwarfs provide the information for the early ages of each population. Because white dwarfs are intrinsically faint only the nearby (~ 20 pc) sample is reasonably complete. The Gaia space mission will drastically increase the sample of known white dwarfs through its 5-6 years survey of the whole sky up to magnitude V = 20-25. Aims. We provide a characterisation of Gaia photometry for white dwarfs to better prepare for the analysis of the scientific output of the mission. Transformations between some of the most common photometric systems and Gaia passbands are derived. We also give estimates of the number of white dwarfs of the different galactic populations that will be observed. Methods. Using synthetic spectral energy distributions and the most recent Gaia transmission curves, we computed colours of three different types of white dwarfs (pure hydrogen, pure helium, and mixed composition with H/He = 0.1). With these colours we derived transformations to other common photometric systems (Johnson-Cousins, Sloan Digital Sky Survey, and 2MASS). We also present numbers of white dwarfs predicted to be observed by Gaia. Results. We provide relationships and colour-colour diagrams among different photometric systems to allow the prediction and/or study of the Gaia white dwarf colours. We also include estimates of the number of sources expected in every galactic population and with a maximum parallax error. Gaia will increase the sample of known white dwarfs tenfold to about 200 000. Gaia will be able to observe thousands of very cool white dwarfs for the first time, which will greatly improve our understanding of these stars and early phases of star formation in our Galaxy.

Ruostumattoman teräksen TIG-hitsauksen hitsausnopeuden lisääminen

Diplomityön tavoitteena oli ruostumattoman teräksen koneellisen TIG-hitsauksen hitsausnopeuden lisääminen. Työssä tutkittiin suojakaasun koostumuksen vaikutusta hitsausnopeuteen sekä kahta uudehkoa prosessivariaatiota. Tutkitut prosessit olivat TIG-suurtaajuuspulssihitsaus sekä kaksoiskaasu-TIG-hitsaus. Kirjallisessa osassa perehdyttiin TIG-hitsauksen prosessiparametreihin ja -variaatioihin. Kokeellisessa osassa suoritettiin koehitsauksia hitsausnopeuksien selvittämiseksi. Tavoitteena oli tunkeuman kasvattaminen, mikä mahdollistaa hitsausnopeuden noston läpihitsattaessa. Suojakaasuina käytettiin sekä argonpohjaisia että heliumpohjaisia kaasuja, joihin oli lisätty vetyä. Vedyn avulla hitsausnopeus lisääntyi nykykäytäntöä suuremmillakin pitoisuuksilla. Uutena ilmiönä TIG-hitsauksessa havaittiin keyholen eli lävistysreiän syntyminen korkeita vetypitoisuuksia heliumpohjaisessa suojakaasussa käytettäessä. Keyhole oli kuitenkin erittäin epävakaa, joten jatkotutkimuksien tehtäväksi jää selvittää tarkemmin tämän ilmiön vaikutus. Tutkittuihin prosessivariaatioihin todettiin liittyvän useita laiteteknisiä ongelmia. Hitsausnopeuden suhteen tulokset jäivät vaatimattomiksi. Lähinnä keyholen aukaisemisessa ja aukipitämisessä menetelmistä havaittu hyöty antaa selvän aiheen jatkotutkimuksille.

Reconstruction of Fresnel Holograms using partial wave front information

n this work we analyze the behavior of complex information in Fresnel domain taking into account the limited capability to display complex transmittance values of current liquid crystal devices, when used as holographic displays. In order to do this analysis we compute the reconstruction of Fresnel holograms at several distances using the different parts of the complex distribution (real and imaginary parts, amplitude and phase) as well as using the full complex information adjusted with a method that combines two configurations of the devices in an adding architecture. The RMS error between the amplitude of these reconstructions and the original amplitude is used to evaluate the quality of the information displayed. The results of the error analysis show different behavior for the reconstructions using the different parts of the complex distribution and using the combined method of two devices. Better reconstructions are obtained when using two devices whose configurations densely cover the complex plane when they are added. Simulated and experimental results are also presented.

Kuulakekoreaktorin sähköntuotantokustannusten arviointi

Tässä työssä selvitettiin heliumjäähdytteisellä kuulakekoreaktorilla tuotetun sähkön hinnan muodostumista. Saatuja tuloksia vertailtiin hiilidioksidin erotuksen savukaasuista mahdollistavilla laitteilla varustettuihin hiili- ja maakaasuvoimalaitoksiin sekä kevytvesitekniikalla toteutettuun ydinvoimalaan. Työssä käytiin lyhyesti läpi kuulakekoreaktorin tekniikkaa ja mahdollisia sovelluskohteita, joissa voidaan käyttää hyväksi reaktorin jäähdytteen korkeaa lämpötilaa. Kuulakekoreaktorin kustannustietoja arvioitiin eri lähteissä esitettyjen lukujen perusteella. Ominaisinvestointikustannukseksi saatiin 1722 €/kWe. Sähköntuotannon polttoainekustannukseksi laskettiin 5,4 €/MWh ja käyttö- ja kunnossapito-kustannuksina käytettiin 7 €/MWh. Laitoksen sähköntuotantokustannusten laskenta suoritettiin annuiteettimenetelmällä käyttäen 5 % reaalikorkoa ja 40 vuoden taloudellista pitoaikaa sekä 90 % käyttökerrointa. Laskuissa käytettiin vuoden 2002 hintatasoa. Laskelmien perusteella kuulakekoreaktorin sähköntuotantokustannukseksi saatiin 25,1 €/MWh. Tämän todettiin olevan samalla tasolla kuin kevytvesireaktorilla tuotetun sähkön hinta. Hiilidioksidin erotuslaitteilla varustetun hiilivoimalaitoksen sähköntuotantokustannukseksi saatiin 44,0 €/MWh ja maakaasukombivoimalaitoksen 36,3 €/MWh.

Suojakaasuseoksen koostumuksen vaikutus CO2-laser-MAG-hybridihitsauksessa

Hitsaavassa teollisuudessa kilpailukyvyn säilyttäminen edellyttää hitsauksen tehokkuuden nostoa. Niinpä metalliteollisuus etsii kuumeisesti uusia yhä tehokkaampia hitsausmenetelmiä. CO2-laserin ja MAG:in yhdistelmän muodostamalla hybridihitsauksella saadaan aikaan syvä tunkeuma kuten laserhitsauksessa, mutta sallitaan laserhitsausta väljemmät railotoleranssit. Samalla muodonmuutokset vähenevät huomattavasti verrattuna perinteiseen kaarihitsaukseen. Kaariavusteisessa laserhitsauksessa yhdistetään laserhitsaukseen perinteinen kaarihitsaus eli MIG/MAG-, TIG- tai plasmahitsaus. Menetelmää voidaan kutsua myös hybridihitsaukseksi ja sillä hyödynnetään molempien prosessien edut välttyen yksittäisten prosessien haitoilta. Prosessin haittapuolena on parametrien suuri määrä, joka on rajoittanut menetelmän käyttöönottoa. Diplomityössä tutkittiin suojakaasuseoksen koostumuksen vaikutusta rakenneteräksen CO2-laser-MAG-hybridihitsauksessa. Laserhitsauksen ja MAG-hitsauksen suojakaasuvirtaukset yhdistettiin siten, että heliumseosteinen suojakaasu tuotiin MAG-polttimen kaasukuvun kautta. Suojakaasun heliumpitoisuus nostettiin niin korkeaksi, että estettiin laserhitsauksen muodostaman plasman syntyminen. Samalla hitsauskokeissa opittiin paremmin ymmärtämään prosessia ja sen parametrien riippuvuutta toisiinsa. Tutkitut suojakaasuseokset koostuivat heliumista, argonista ja hiilidioksidista. Hitsauskokeiden perusteella havaittiin, että suojakaasuseoksen optimaalinen heliumpitoisuus on 40-50 %. Tällöin laserin tunkeumaa häiritsevää plasmapilveä ei synny ja prosessi on stabiili. Päittäisliitosten hitsauksessa suojakaasuseoksen 2 %:n CO2-pitoisuudella saadaan aikaan hyvin vähän huokosia sisältävä hitsi, jonka tunkeumaprofiilin muoto ja liittymä perusaineeseen on juoheva. Pienaliitoksilla 7 %:n CO2-pitoisuudella prosessi pysyy stabiilina ja vähäroiskeisena. Tunkeuma hieman levenee hitsin keskeltä ja hitsin liittyminen perusaineeseen on juoheva.CO2-laser-MAG-hybridihitsauksella aikaansaadaan laadukkaita hitsejä taloudellisesti, mikäli käytetyt parametrit ovat oikein valittuja. Parametrit on sovitettava jokaiseen hitsaustapaukseen erikseen, eikä niitä välttämättä voida suoraan käyttää toisessa tapauksessa.

Wavefront reconstruction by adding modulation capabilities of two liquid crystal devices

We analyze the behavior of complex information in the Fresnel domain, taking into account the limited capability to display complex values of liquid crystal devices when they are used as holographic displays. To do this analysis we study the reconstruction of Fresnel holograms at several distances using the different parts of the complex distribution. We also use the information adjusted with a method that combines two configurations of the devices in an adding architecture. The results of the error analysis show different behavior for the reconstructions when using the different methods. Simulated and experimental results are presented.