Diodilaserin käytön edellytykset ohutlevyjen hitsauksessa

Diplomityössä tutkitaan diodilaserhitsausta mahdollisena teollisuuden menetelmänä ja menetelmän vaatimuksia hitsattaessa ohutlevyjä. Työssä tutkittavat materiaalit ovat kylmävalssattu teräs ja ruostumaton teräs sekä liitosmuotoina päittäis-, laippa- ja päällekkäisliitos. Materiaalivahvuudet ovat 0,50 mm:stä 1,50 mm:iin. Työn tavoitteena on määrittää näille kyseisille materiaaleille ja liitosmuodoille hitsausnopeus levynvahvuuden funktiona. Lisäksi käsitellään diodilaserin rakennetta, säteen muodostusta, säteen muokkaamista, säteen analysointia ja säteen turvallisuuteen liittyviä asioita. Suoritetaan vertailua käytössä oleviin muihin lasertyöstömenetelmiin konepajoissa ja tehdään arvio mahdollisen diodilaserinvestoinnin kannattavuudesta. Diodilaserhitsauskokeissa käytettiin Hämeen ammattikorkeakoulun Riihimäen yksikön 1 kW:n tehoista diodilaseria. Koekappaleet leikattiin suuntaisleikkurilla. Osalle hitsatuista kappaleista tehtiin poikittaiset vetokokeet ja mitattiin mikrokovuudet. Virheitä tutkittiin silmämääräisesti sekä radiografisella kuvauksella. Kaikille tutkituille liitoksille, materiaaleille ja vahvuuksille saatiin määriteltyä hitsausnopeudet. Tehtyjen testien perusteella suuntaisleikkurin käyttö on mahdollista. Lisäksi havaittiin suojakaasun käytön myötä, että kirkkaan sulan aiheuttama heijastavuuden kasvu edellyttää hitsausnopeuden pienentämistä.

Action Dominates Valence in Anticipatory Representations in the Human Striatum and Dopaminergic Midbrain

The acquisition of reward and the avoidance of punishment could logically be contingent on either emitting or withholding particular actions. However,the separate pathways inthe striatumfor go and no-go appearto violatethis independence, instead coupling affect and effect. Respect for this interdependence has biased many studies of reward and punishment, so potential action- outcome valence interactions during anticipatory phases remain unexplored. In a functional magnetic resonance imaging study with healthy human volunteers, we manipulated subjects" requirement to emit or withhold an action independent from subsequent receipt of reward or avoidance of punishment. During anticipation, in the striatum and a lateral region within the substantia nigra/ventral tegmental area (SN/VTA), action representations dominated over valence representations. Moreover, we did not observe any representation associated with different state values through accumulation of outcomes, challenging a conventional and dominant association between these areas and state value representations. In contrast, a more medial sector of the SN/VTA responded preferentially to valence, with opposite signs depending on whether action was anticipatedto be emitted or withheld. This dominant influence of action requires an enriched notion of opponency between reward and punishment.

Prosessiparametrien vaikutus polymeerien diodilaserhitsaukseen

Diplomityössä tutkittiin polymeerien diodilaserhitsausta ja tavoitteena oli selvittää eri prosessiparametrien vaikutus hitsin laatuun. Kokeissa käytettyjä hitsausmenetelmiä olivat jatkuva hitsaus, puolisimultaanihitsaus ja Clearweld-menetelmä. Materiaaleina käytettiin polykarbonaattia ja ABS + PC -seosta. Kokeissa tarkasteltiin prosessiparametrien vaikutusta hitsin lujuuteen, leveyteen sekä hitsin tuhoutumiseen ja huokoisuuteen. Hitsin lujuus kasvoi hitsaustehoa nostettaessa tiettyyn pisteeseen asti, jonka jälkeen hitsi alkoi tuhoutumaan ja lujuus lähti laskuun. Hitsaustehon lisäksi hitsin lujuuteen vaikuttavia prosessiparametreja olivat hitsausnopeus ja ilmarako, joiden kasvaessa hitsin lujuus laski. Lisäksi puolisimultaanihitsauksessa pyyhkäisyjen määrä vaikutti hitsin lujuuteen; suuremmalla pyyhkäisyjen määrällä saatiin lujempi hitsi. Hitsin leveydellä ja lujuudella ei ollut vaikutusta toisiinsa, mutta hitsin tuhoutumisella ja huokosten määrällä hitsissä oli selkeä yhteys hitsin lujuuteen. Kun hitsissä alkoi esiintyä tuhoutumista, hitsin lujuus lähti laskuun. Clearweld-menetelmällä tarvittavat hitsaustehot olivat samaa suuruusluokkaa kuin jatkuvassa hitsauksessa. Hitsausparametrialueeseen, jolla saadaan aikaan laadukas hitsi, vaikuttavat hitsausteho, hitsausnopeus, ilmarako ja säteen tehotiheys sekä puolisimultaanihitsauksessa pyyhkäisyjen määrä. Hitsausnopeuden ja ilmaraon kasvaessa parametrialue kapenee. Paras liitos saadaan aikaiseksi, kun kappaleiden välillä ei ole ilmarakoa. Tällöin myös hitsausparametrialue on laajempi.

Taajuusmuuttajan verkkovirran yliaallot pienitehoisissa kolmivaihekäytöissä

Pienitehoisessa taajuusmuuttajassa verkkojännite tasasuunnataan yleisesti diodisillalla. Taajuusmuuttajaa kuormitettaessa diodisilta aiheuttaa sen, että verkosta otettava virta on epäsinimuotoista ja sisältää runsaasti eri kertalukujen yliaaltoja. Tällainen virta vääristää verkon jännitettä sekä aiheuttaa häviöitä, resonansseja ja toimintaepävarmuutta sähkönjakeluverkkoon liitetyissä laitteissa ja komponenteissa. Työssä on tarkasteltu pienitehoisen kolmivaiheisen taajuusmuuttajan tulovirrassa esiintyviä yliaaltoja ja keinoja niiden rajoittamiseksi. Laitevalmistajien osalta syynä aiheen tutkimiseen ja kiinnostavuuteen ovat lähinnä uudet yliaaltoja käsittelevät standardit. Työssä onkin tutustuttu tarvittavin osin standardoinnin nykytilaan sekä seurattu standardeja valmistelevien työryhmien työtä ja tätä kautta perehdytty alaa käsittelevien standardien tulevaisuudennäkymiin Euroopan Unionin alueella. Käsittely on kohdistettu kolmivaiheisiin laitteisiin. Standardi IEC 61000-3-2 asettaa yliaaltorajat ammattikäyttöön tarkoitetuille laitteille, kun laitteen tuloteho on korkeintaan 1 kW. Tällä tehoalueella riittää kolmivaihelaitteille kuristimilla suoritettu passiivinen suodatus täyttämään asetetut viranomaisvaatimukset. Tähän liittyen on suunniteltu kolmivaihekuristin, joka on tarkoitettu käytettäväksi taajuusmuuttajasarjan lisävarusteena tehoalueella 0.12…2.2 kW.

Three-step pathway engineering results in more incidence rate and higher emission of nerolidol and improved attraction of Diadegma semiclausum

The concentration and ratio of terpenoids in the headspace volatile blend of plants have a fundamental role in the communication of plants and insects. The sesquiterpene (E)-nerolidol is one of the important volatiles with effect on beneficial carnivores for biologic pest management in the field. To optimize de novo biosynthesis and reliable and uniform emission of (E)-nerolidol, we engineered different steps of the (E)-nerolidol biosynthesis pathway in Arabidopsis thaliana. Introduction of a mitochondrial nerolidol synthase gene mediates de novo emission of (E)-nerolidol and linalool. Co-expression of the mitochondrial FPS1 and cytosolic HMGR1 increased the number of emitting transgenic plants (incidence rate) and the emission rate of both volatiles. No association between the emission rate of transgenic volatiles and their growth inhibitory effect could be established. (E)-Nerolidol was to a large extent metabolized to non-volatile conjugates.

Readout schemes for low noise single-photon avalanche diodes fabricated in conventional HV-CMOS technologies

Three different pixels based on single-photon avalanche diodes for triggered applications, such as fluorescence lifetime measurements and high energy physics experiments, are presented. Each pixel consists of a 20µm x 100µm (width x length) single photon avalanche diode and a monolithically integrated readout circuit. The sensors are operated in the gated mode of acquisition to reduce the probability to detect noise counts interferring with real radiation events. Each pixel includes a different readout circuit that allows to use low reverse bias overvoltages. Experimental results demonstrate that the three pixels present a similar behaviour. The pixels get rid of afterpulses and present a reduced dark count probability by applying the gated operation. Noise figures are further improved by using low reverse bias overvoltages. The detectors exhibit an input dynamic range of 13.35 bits with short gated"on" periods of 10ns and a reverse bias overvoltage of 0.5V. The three pixels have been fabricated in a standard HV-CMOS process.

Immersioultraäänitutkimuksen kehittäminen

Teräksenvalmistajilta edellytetään jatkuvasti panostusta laadun ja laadunvarmistuksen kehittämiseen. Teräksen laatu ja puhtaus korostuvat varsinkin silloin, kun terästä käytetään vaativiin käyttökohteisiin, kuten autoteollisuuden tarpeisiin. Ultraäänitarkastusmenetelmää käytetään laadun-varmistuksessa teräksen sisävikojen etsimiseen. Ultraäänitarkastuksessa lähetetään suuritaajuuksista ääntä kappaleeseen. Ääni etenee materiaalissa ja heijastuu erilaisista epäjatkuvuuskohdista. Luotaimeen palaavaa ääntä analysoimalla saadaan tietoa teräksestä ja sen sisävioista. Ultraäänitarkastuksen ongelmana on vian tyypin määrittäminen hankaluus sekä herkkyys tutkittavan materiaalin aineominaisuuksille. Työn tavoitteena oli immersioultraäänitarkastuksen kehittäminen sovellettuna teräksenvalmistajan tarpeisiin. Materiaalin aineominaisuuksista tutkittiin seostuksen vaikutusta. Teräslajit tarkastettiin valssitilaisena, karkaistuna ja normalisoituna. Lisäksi tutkittiin kappaleen pinnankarheuden ja -muodon vaikutusta tarkastukseen. Vikatyyppien tunnistamisen mahdollisuuksia ultra-äänitarkastuksessa selvitettiin käyttäen FFT- taajuusanalyysiä. Erilailla lämpökäsitellyillä teräslajeilla näytti eniten tuloksiin vaikuttavan terästen raekoko. Valssitilaisilla teräksillä raekoko on suuri, jolloin ultraääni vaimenee voimakkaasti teräksessä. Huomattavaa kuitenkin oli, että mikäli lämpö-käsittelyillä ei teräksen raekokoa saada juuri pienennettyä, ei myöskään vaimeneminen vähene. Tämän vuoksi lämpökäsittely ei välttämättä ole aina tarpeellinen valmisteltaessa ultraääninäytteitä. Fourier’n taajuusanalyysissä huomattiin olevan eroavaisuuksia verrattaessa huokosista ja sulkeumista palaavien kaikujen taajuusspektrejä. Näiden tulosten perusteella näyttäisi olevan mahdollista käyttää FFT- menetelmää ultraääni-tarkastuksessa vikojen luokitteluun.

Piikarbidipuolijohdekomponentit tehoelektroniikassa

Piikarbidi (SiC) on tunnettu korkealuokkaisena hioma-aineena ja hiekkapaperin pin-noitteena yli 100 vuoden ajan. Nykyisin ainetta käytetään pääasiassa puolijohteiden raaka-aineena. Piikarbidi on puolijohteena ylivoimainen tavanomaiseen piihin (Si) verrattuna lähes joka suhteessa johtuen sen kiderakenteesta, mutta sen valmistus on osoittautunut erittäin monimutkaiseksi johtuen pääasiassa vaikeudesta kasvattaa riittävän suuria ja laadukkaita SiC-kiteitä. Siksi tehoelektroniikan SiC-puolijohdekomponenttien laajamittaista käyttöä joudutaan yhä odottamaan. Tässä diplomityössä tehdään perusteellinen selvitys, miten piikarbidin valmistuspro-sessit eroavat normaaleista piin valmistusprosesseista, mitä etuja piikarbidin käytöllä saavutetaan ja vastaavasti mitä varjopuolia sillä on. Työssä selvitetään tällä hetkellä markkinoilla olevien SiC-tehopuolijohdekomponenttien ominaisuuksia, ketkä ovat teh-neet tutkimusta alalla, sekä esitetään arvioita SiC-tekniikan tulevaisuuden näkymistä.

EVN+MERLIN observations of microquasar candidates at low galactic latitudes

In an attempt to increase the number of known microquasars, Paredes et al. (2002) have presented a long-term project focused on the search for new objects of this type. They performed a cross-identification between X-ray and radio catalogs under very restrictive selection criteria for sources with |b|<5 degrees, and obtained a sample of 13 radio-emitting X-ray sources. Follow-up observations of 6 of these sources with the VLA provided accurate coordinates, which were used to discover optical counterparts for all of them. We have observed these six sources with the EVN and MERLIN at 5 GHz. Five of the six objects have been detected and imaged, presenting different morphologies: one source has a two-sided jet, three sources have one-sided jets, and one source is compact. With all the presently available information, we conclude that two of the sources are promising microquasar candidates in our Galaxy.

Applying Active Front End To Multilevel Inverter

The aim of this work was to make an active front end from IGBTs for a multilevel inverter. The work was done for Mosart II, a long term still ongoing Vacon Oyj project. The purpose of the AFE is to balance the DC-voltage and to put the returning power back to the grid instead of the breaking chopper and the capacitor. With a diode rectifier the bridge only allows power to pass in one direction and the switching times are not controllable. That means the rectifier always takes the highest phase and the phases are always conducting the same 120◦. With an AFE it is possible to actively change the rectifiers switching pattern. A diode bridge also generates much greater losses than an IGBT bridge. With these arguments it is rational to start researching the possibility of an AFE in a multilevel inverter.

Efficiency and reliability enhancement of silicon nanocrystal field-effect luminescence from nitride-oxide gate stacks

We report on a field-effect light emitting device based on silicon nanocrystals in silicon oxide deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition. The device shows high power efficiency and long lifetime. The power efficiency is enhanced up to 0.1 %25 by the presence of a silicon nitride control layer. The leakage current reduction induced by this nitride buffer effectively increases the power efficiency two orders of magnitude with regard to similarly processed devices with solely oxide. In addition, the nitride cools down the electrons that reach the polycrystalline silicon gate lowering the formation of defects, which significantly reduces the device degradation.

Uncertainty evaluation in activity measurements using ionization chambers

Pressurized re-entrant (or 4 pi) ionization chambers (ICs) connected to current-measuring electronics are used for activity measurements of photon emitting radionuclides and some beta emitters in the fields of metrology and nuclear medicine. As a secondary method, these instruments need to be calibrated with appropriate activity standards from primary or direct standardization. The use of these instruments over 50 years has been well described in numerous publications, such as the Monographie BIPM-4 and the special issue of Metrologia on radionuclide metrology (Ratel 2007 Metrologia 44 S7-16, Schrader1997 Activity Measurements With Ionization Chambers (Monographie BIPM-4) Schrader 2007 Metrologia 44 S53-66, Cox et al 2007 Measurement Modelling of the International Reference System (SIR) for Gamma-Emitting Radionuclides (Monographie BIPM-7)). The present work describes the principles of activity measurements, calibrations, and impurity corrections using pressurized ionization chambers in the first part and the uncertainty analysis illustrated with example uncertainty budgets from routine source-calibration as well as from an international reference system (SIR) measurement in the second part.

Effects of continuous positive airway pressure treatment on coronary vasoreactivity measured by (82)Rb cardiac PET/CT in obstructive sleep apnea patients.

PURPOSE: Obstructive sleep apnea syndrome (OSA) increases the risk of cardiovascular disease. We aimed at evaluating the effect of continuous positive airway pressure (CPAP) treatment on coronary endothelium-dependent vasoreactivity in OSA patients by quantifying myocardial blood flow (MBF) response to cold pressure testing (CPT). METHODS: In the morning after polysomnography (PSG), all participants underwent a dynamic (82)Rb cardiac positron emitting tomography/computed tomography (PET/CT) scan at rest, during CPT and adenosine stress. PSG and PET/CT were repeated at least 6 weeks after initiating CPAP treatment. OSA patients were compared to controls and according to response to CPAP. Patients' characteristics and PSG parameters were used to determine predictors of CPT-MBF. RESULTS: Thirty-two untreated OSA patients (age 58 ± 13 years, 27 men) and 9 controls (age 62 ± 5 years, 4 men) were enrolled. At baseline, compared to controls (apnea-hypopnea index (AHI) = 5.3 ± 2.6/h), untreated OSA patients (AHI = 48.6 ± 19.7/h) tend to have a lower CPT-MBF (1.1 ± 0.2 mL/min/g vs. 1.3 ± 0.4 mL/min/g, p = 0.09). After initiating CPAP, CPT-MBF was not different between well-treated patients (AHI <10/h) and controls (1.3 ± 0.3 mL/min/g vs. 1.3 ± 0.4 mL/min/g, p = 0.83), but it was lower for insufficiently treated patients (AHI ≥10/h) (0.9 ± 0.2 mL/min/g vs. 1.3 ± 0.4 mL/min/g, p = 0.0045). CPT-MBF was also higher in well-treated than in insufficiently treated patients (1.3 ± 0.3 mL/min/g vs. 0.9 ± 0.2 mL/min/g, p = 0.001). Mean nocturnal oxygen saturation (β = -0.55, p = 0.02) and BMI (β = -0.58, p = 0.02) were independent predictors of CPT-MBF in OSA patients. CONCLUSIONS: Coronary endothelial vasoreactivity is impaired in insufficiently treated OSA patients compared to well-treated patients and controls, confirming the need for CPAP optimization.

Espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica em filamento de tungstênio: uma re-visão crítica

In this review it is presented some aspects of electrothermal atomic absorption spectrometry with tungsten coil (ETAW-AAS) since its beginning until the present days as well as the perspectives for this technique. Some aspects concerning its development and theoretical concepts are discussed. The analytical figures of merit such as limit of detection (LD), characteristic mass (m0), relative standard deviation (RSD), accuracy and precision are evaluated, compared and discussed considering published works. It is also evaluated its advantages, applications, limitations and instrumental development. The use of diode laser as radiation source and its perspectives to ETAW are also discussed.

Tehokerrointa korjaava skalaariohjaus puoliohjatussa ja kuusikytkintasasuuntaajassa

Verkon harmonisvirtoja rajoittavien standardien tiukentuessa joudutaan etenkin suuritehoisissa tehoelektronisissa laitteissa siirtymään aktiivisiin transistoriohjattuihin tasasuuntaajiin, jotka korjaavat tehokerrointa ja siten pienentävät verkkoon kytkeytyviä häiriövirtoja. Tässä diplomityössä esitellään yleisimpien kolmivaiheisten tasasuuntaajatopologioiden eroja ja vertaillaan puoliohjatun kolmikytkintopologian ja kuusikytkintopologian suorituskykyä tehokertoimen ja harmonissärön osalta, 16 kilowatin teholuokan taajuusmuuttajassa. Tasasuuntaajille tehtiin skalaariohjaukseen perustuva simulointimalli. Työn tavoitteena esitellään simulointitulokset harmonistason sekä tehokertoimen osalta. Työ liittyy Lappeenrannan teknillisen yliopiston sovelletun elektroniikan laboratorion ja Vacon Oyj:n yhteiseen hankkeeseen.