Pinnan ominaisuuksien karakterisointi kiiltomittalaitteella ja kiiltomittalaitteen soveltuvuus tuotannon laadunvarmistuksessa

Alahuulten, kärkilistojen, turboputkien ja telapinnoitteiden pinnankarheutta mitataan Rautpohjan tehtaalla nykyään pääosin koskettavalla pinnankarheusprofilometrilla. Profilometrin käyttö on hankalaa ja epäluotettavaa tai käytössä on muita ongelmia. Paperin kuituorientaation mittaamiseen käytetään nykyisin mm. TSO-menetelmää tai repäisymenetelmää. Tämän diplomityön tarkoituksena oli kartoittaa diffraktiiviseen optiseen elementtiin perustuvan kiiltomittalaiteprototyypin mahdollisuuksia karakteroida pinnan ominaisuuksia ja tutkia kiiltomittalaitteen soveltuvuutta tuotannon laadunvarmistuksessa. Alahuuli-, kärkilista-, turboputki-, telapinnoite- ja paperinäytteistä valmistettiinnäytesarjoja, jotka mitattiin nykymenetelmin ja kiiltomittalaitteella. Tulostenkorreloituvuutta tutkittiin ja taloudellista merkitystä arvioitiin investointilaskelmin. Paperin kuituorientaation, paperin pinnan kuituorientaation ja telapinnoitteiden mittaaminen kiiltomittalaitteella osoittautui taloudellisesti erittäin merkittäväksi. Ennen mahdollista kiiltomittalaitteen käyttöönottoa prototyyppiä on kehitettävä, kiillon korreloituvuutta tulee tutkia edelleen ja aiheesta on tehtävä lisätutkimuksia.

Puurakenteisten hallien elementti- ja runkoasennustoiminnan kehittäminen

Työn tarkoituksena oli kehittää puurakenteisten elementtihallien asennustoimintaa. Tämä tehtiin selvittämällä nykyisestä toiminnasta yleisimpiä ongelmakohtia ja niiden syitä. Teoriaosuudessa käsiteltiin massaräätälöintiä ja modulaarisuutta sekä tuotannonja tuotteiden kehittämistä yleisemmin. Tässä yhteydessä käsiteltiin muun muassaasiakastarvekartoitusta, kehityskohteiden valintaa ja ongelmanratkaisua. Esiintyviä ongelmia selvitettiin haastattelemalla toimitusprosessin avainhenkilöitä sekä suunnittelu-, myynti-, ja projektinjohtopuolelta että varsinaisen asennustyön suorittajien joukosta. Lisäksi tietoa hankittiin työmaakäynneillä ja keskustelemalla asentajien kanssa työkohteissa. Asennustyön suurimmaksi ongelmaksi osoittautuivat erilaiset tiedonkulun ongelmat, toimitetuissa asennustarvikkeissa olevat puutteet ja palautejärjestelmän puute. Kehitystoimenpiteiksi ehdotettiin ennakkotyön lisäämistä, muutoksia toimimattomiin käytäntöihin sekä yksinkertaisen palautejärjestelmän käyttöönottoa.

Optinen kolmiulotteinen mittaus ohutlevytuotteiden laadunvalvonnassa

Ohutlevyteollisuuden markkinatilanne on muuttunut, kun tuotantomäärät ovat kasvaneet, laatuvaatimukset tiukentuneet ja markkinat globalisoituneet. Konenäön avulla on mahdollista tehostaa laadunvalvontaa, jolloin virheet voidaan havaita nopeammin ja siten säästää tuotantokustannuksissa. Muotoiltujen ohutlevyosien tarkastamiseksi tarvitaan kolmiulotteisia mittausmenetelmiä, joilla pystytään varsin nopeasti ja tarkasti analysoimaan kappaleita. Erityisesti fotogrammetriaan perustuvaa rakenteista valoa on sovellettu erilaisissa mittalaitteissa, ja menetelmä on myös varsin joustava sekä edullinen käyttää. Fotogrammetriaan ja rakenteiseen valoon perustuvista mittalaitteista valittiin arvioitavaksi Mapvision 4D. Testeissä tutkittiin laitteen tarkkuutta, nopeutta ja soveltuvuutta teollisuusympäristöön sekä erityisesti taivutuskulmien, reikien halkaisijoidenja etäisyyksien mittaamista. Sovittamalla mitattu data CAD-malliin pystytään kappaleen mitoitus tarkastamaan vaaditulla 0,1 millimetrin tarkkuudella. Testitulosten perusteella voidaan todeta sekä mittalaitteen että mittausmenetelmän soveltuvan ohutlevykappaleiden laadunvalvontaan, kunhan reunojen määrityksessä esiintyvä säännöllinen epätarkkuus otetaan huomioon.

Optinen merkintunnistus satamaliikenteessä ja junavaunujen tunnistamisessa

Optisella merkintunnistuksella on tärkeä rooli nykypäivän automaatiossa. Optisen merkintunnistuksen eri sovellusalueet vaihtelevat dokumenttien tekstin tunnistamisesta ajoneuvojen tunnistamiseen ja erilaisten tuotanto- ja kokoonpanolinjojen automaatioon ja laadun tarkkailuun. Tässä työssä keskitytään optisen merkintunnistuksen käyttöön satamaliikenteessä. Työ jakaantuu kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa esitellään satamien kannalta kaksi yleisintä ja samalla tärkeintä optisen merkintunnistuksen sovellusaluetta: rekisterikilpien tunnistus ja konttien tunnistus. Työn jälkimmäinen osa käsittelee junavaunujen tunnistamista optisen merkintunnistuksen avulla. Satamissa toimiva vaunukalusto ja niissä esiintyvät tunnisteet esitellään. Vaunujen tunnistamisen toteuttava konenäköjärjestelmä, sen vaativat laitteet sekä kuvankäsittelyn ja kuva-analyysin vaiheet käydään läpi. Kuva-analyysion jaettu työssä neljään päävaiheeseen: esikäsittely, segmentointi, piirreirrotus ja luokittelu. Kustakin vaiheesta esitetään useita eri menetelmiä, joiden käyttökelpoisuutta esitettyyn ongelmaan arvioidaan työn lopussa.

Epäpuhtauksien optinen laskenta sulpusta

Työn tarkoituksena oli hakea mittausjärjestelmän raja-arvoja optiselle kamerapohjaiselle roskalaskentajärjestelmälle sekä testata roskalaskentajärjestelmän toimivuus käytännössä. Tavoitteena oli tuotteistaa kamerapohjainen roskalaskenta-analyysi palvelutuotteeksi, jota voitaisiin hyödyntää sihtien kuntokartoituksessa ja ongelmanratkaisuvälineenä. Teoriaosa koostui kahdesta kokonaisuudesta: sulpun epäpuhtauksista, roskalaskennan teoriasta ja epäpuhtauksien mittausmenetelmistä sekä markkinoinnista, tuotteistamis- ja lanseerausprosessista palvelutuotteen näkökulmasta. Kokeellisessa osassa selvitettiin kamerapohjaiseen roskalaskentaanalyysiin vaikuttavia tekijöitä: kameran tarkennus, kuvan terävyys, analysoitavan arkin väri, neliömassa ja roskapitoisuus, impregnointi, valonlähde, kuvan muokkaus, tiedostomuoto ja pikselimäärä. Kamerapohjaisen roskalaskenta-analyysin soveltuvuus käytäntöön testattiin tehdasesimerkin avulla. Havaittiin, että kamerapohjaista roskalaskenta-analyysiä voitaisiin käyttää lähes kaikille massatyypeille. Työssä määriteltiin kalibrointimenetelmä kameran tarkentamiseksi arkin tasoon sekä suljinnopeusanalyysi massatyypistä riippuvan suljinnopeuden selvitykseen. Kamerapohjaisessa roskalaskenta-analyysissä määritettiin käytettäväksi arkin neliömassana 60 g/m2, suljinaukkoa F5 ja terävyysasetusta 5. Tulokseksi saatiin, että analysoitavia arkkeja ei tarvitse impregnoida tai jälkikäsitellä. Korrelaatiota Somerville-erotustehokkuuteen ei löytynyt. Esimerkkitehtaasta selvitettiin primääriportaan roskapitoisuudet ja erotustehokkuudet. Tehdasesimerkin tulosten perusteella havaittiin happivaiheen ja D0-vaiheen olleen tehokkaimpia epäpuhtauksien poistajia.

Kiraalisten binaftaleenijohdannais-polymeerikalvojen sähkökemiallinen ja optinen tutkimus

Tutkielma käsittelee 2’2’-dimetoksi-1’1’-binaftaleenin eri enantiomeereistä valmistettujen polymeerikalvojen tutkimusta. Tarkoituksena on selvittää näiden kalvojen sähkökemiallisia ja optisia ominaisuuksia. Sähkökemiallisia ominaisuuksia tutkittiin syklisen voltammetrian avulla eri elektrolyyttiliuoksissa. Erityistapauksena tutkittiin kalvojen enantiomeerispesifisyyttä kiraalisen kamforisulfonihapon avulla. Varaustenkuljettajien syntyä kalvoissa tutkittiin lisäksi myös in situ UV- Vis -spektroskopian avulla. Tutkimusten perusteella todettiin, että kalvo on sähköaktiivinen alueella 0–2 V vs. Ag/AgCl. Syklisestä voltammogrammista havaitaan kaksi reversiibeliä hapetus/pelkistys virtahuippua. UV-Vis -spektrien avulla nämä huiput voidaan melkoisella varmuudella päätellä johtuvan ns. polaroni ja bipolaronitilojen syntymiselle polymeerissä. Kalvot eivät ole merkittävästi enantiospesifisiä. Kuitenkin kamforisulfonihappo, rakenneisomeeristään riippumatta, stabiloi S–monomeeristä valmistettua kalvoa erityisen hyvin ylihapettumista vastaan. Näin ei tapahdu millään muulla kokeillulla kalvo – vastaioni kombinaatiolla. Polymeerikalvon rakennetta tutkittiin FTIR –spektroskopian avulla. Tulokset olivat yhteneviä aikaisemman tutkimuksen kanssa [31]. Monomeeri polymerisoituu naftaleenirenkaiden 4-asemista. Kirjallisuusosassa tarkastellaan johdepolymeerien johtavuuskykyä ja niissä esiintyviä varauksenkuljettajia. Tarkoituksena on esitellä tarkemmin kirjallisuusviitteiden valossa, mistä johdepolymeerien johtavuuskyky aiheutuu ja miten ympäristötekijät ja polymeerin rakenne vaikuttavat tähän. Lisäksi sivutaan johdepolymeerien mielenkiintoisina nähtyjä sovelluskohteita, kuten aurinkokennoja ja erilaisia sensoreita. Tämän lisäksi tarkastellaan menetelmiä, joilla voidaan saada aikaan kiraalinen johdepolymeeri.

Neljä elementtiä

Soitinnus: orkesteri.

Hyvät käytännöt monikulttuurisessa mielenterveystyössä

Tämän opinnäytetyön tarkoitus on kartoittaa hyviä käytäntöjä monikulttuurisessa mielenterveystyössä. Työn tuloksia on tarkoitus hyödyntää jakamalla tietoa hyvistä käytännöistä kaikille mielenterveysalan toimijoille. Toteutimme opinnäytetyömme yhteistyössä Suomen Mielenterveysseuran SOS-keskuksen ulkomaalaisten kriisipalvelun työntekijöiden kanssa. Tiedonkeruumenetelmänä käytimme työssämme avointa haastattelua. Haastattelimme kaikkia viittä SOS-keskuksen ulkomaalaisten kriisipalvelun työntekijää. Litteroinnin jälkeen teemoittelimme aineiston ja analysoimme sitä sisällönanalyysin avulla puhtaasti aineistolähtöisesti. Tuloksia saimme neljästä eri teemasta; asiakaslähtöisyys, kulttuuri, maahanmuuttajuus ja tulkin käyttö. Tulokset todistavat, kuinka tärkein monikulttuurisen asiakassuhteen elementti on asiakaslähtöisyys ja asiakkaan asiantuntijuuden kunnioittaminen. Toinen tärkeä huomioonotettava asia monikulttuurisessa mielenterveystyössä on maahanmuuttajuuden vaikutukset ja sopeutumisprosessin tunteminen. Maahanmuuttajuus vaikuttaa asiakkaan identiteettiin voimakkaasti ja sopeutumisprosessin ymmärtäminen on sekä työntekijälle, että asiakkaalle hyödyksi. Haastateltavilla oli hieman eriäviä käsityksiä kulttuurin vaikutuksesta asiakassuhteeseen. Jotkut olivat sitä mieltä, että kulttuureista pitää tietää etukäteen, toiset taas pitivät asiakaslähtöisyyttä avaimena kulttuurierojen ymmärtämiselle. Kaikki korostivat kuitenkin yksilön huomioimista ja stereotyyppisten käsitysten välttämisen tärkeyttä. Tulkin käyttö koettiin edellytykseksi onnistuneelle asiakassuhteelle. Haastateltavat pitivät tulkin käyttöä aluksi haastavana, mutta myös antoisana tapana työskennellä erikielisen asiakkaan kanssa. Haastattelimme vain SOS-keskuksen työntekijöitä, mutta tulosten yleisluontoisuuden vuoksi ne ovat yleistettävissä myös muuhun monikulttuuriseen mieleterveystyöhön ja mahdollisesti myös kaikkeen monikulttuuriseen sosiaalialan työhön. Tuloksien perusteella voimme todeta, että monikulttuurisen mielenterveystyön onnistuminen on ennen kaikkea asennekysymys. Monet kulttuuriin ja työntekijän omaan kompetenssiin liittyvät pelot ovat usein turhia.

Vanhempien kokemuksia varhaisen vuorovaikutuksen tukemisesta Torpparinmäen perhetalossa

Opinnäytetyön tarkoituksena on selvittää Torpparinmäen perhetalon vanhempien kokemuksia saamastaan varhaisen vuorovaikutuksen tuesta perhetalossa. Työn lähtökohtana oli perhetalon varhaisen vuorovaikutuksen toimintaperiaate. Perhetalon työntekijät pystyvät työn avulla arvioimaan varhaisen vuorovaikutuksen tukemisen onnistumista. Varhaiseen vuorovaikutukseen liittyy läheisesti kiintymyssuhdeteoria, joka on osa työn teoreettista perustaa. Perhetalon toimintaan liittyen työ käsittelee myös perhettä, riittävän hyvää vanhemmuutta ja ennaltaehkäisevää sosiaalityötä. Opinnäytetyössä selvitetään, millaisiin varhaisen vuorovaikutuksen tilanteisiin vanhemmat kokevat saavansa tukea perhetalossa. Lisäksi selvitetään, miten perheet kokevat perhetalon toiminnan tukevan heitä varhaisessa vuorovaikutuksessa ja millaista tukea vanhemmat haluaisivat saada varhaiseen vuorovaikutukseen perhetalossa. Työ on laadullinen, ja sen näkökulma on fenomenologinen. Tutkimusmenetelmänä käytettiin kyselyä. Vanhemmat vastasivat kyselyyn pääosin perhetalossa. Lisäksi kysely lähetettiin kuudelle vanhemmalle. Kyselystä saatu aineisto analysoitiin sisällönanalyysin keinoin. Kyselyyn vastasi 25 perhetalon asiakasta. Aineistosta kävi ilmi, että vanhemmat ovat saaneet tukea erilaisiin varhaisen vuorovaikutuksen tilanteisiin. Tukea he saivat perhetalossa työskennelleiltä ja vierailleilta ammattihenkilöiltä ja muilta asiakkailta. Tukimuotoja olivat asiakkaiden kokemusten mukaan erilaiset keskustelut, yhdessäolo ja yhteiset hetket lasten kanssa. Asiakkaat kokivat saaneensa tukea eniten perhetalon avoimesta toiminnasta. Vanhemmat kaipasivat lisätukea omaan jaksamiseen ja perheen yhdessäolon mahdollistamiseen. Lisäksi aineistosta nousi esiin, että perhetalo tukee vanhempien kiintymistä lapsiinsa ja lasten kiinnittymistä vanhempiinsa. Perhetalo ja sen toiminta on vastaajille merkityksellinen sekä yleisesti että varhaisen vuorovaikutuksen kannalta. Vanhemmille vertaistuki on tärkeä elementti perhetalossa. Vertaisten tapaaminen ja heidän tarjoamansa tuki auttavat vanhempia jaksamaan ja toimimaan lastensa kanssa paremmassa vuorovaikutuksessa. Kotiäitiys tuli esiin vastauksissa selkeästi. Näyttää siltä, että perhetalo on kotiäideille tärkeä juuri siksi, että he saavat sieltä vertaistensa tukea. Varhainen vuorovaikutus vaatii onnistuakseen vanhemmilta voimavaroja. Jaksamisen tukeminen ylläpitää ja lisää voimavaroja. Siksi vanhempien jaksamisen tukemista tulisi perhetalossa huomioda enemmän.

Paperin pinnan karakterisoinnin ja painettavuuden tutkimusmenetelmät

Työn tarkoituksena on ollut tutkia paperin pinnan karakterisoinnin menetelmiä ja tehdä katsauspaperin painettavuuden ennustamisen tutkimuksiin. Kaikkien kehitettyjen menetelmien tarkoituksena on tavalla tai toisella mitata paperin visuaalista vaikutelmaa loppukäyttäjän kannalta sekä ennustaa paperin painettavuutta. Menetelmiä on kehitetty aina 1940-luvulta lähtien ja tekniikan kehittyessä markkinoille tulee uusia menetelmiä, jotka ovat nopeampia ja tarkempia kuin edeltäjänsä. Työssä tarkasteltavat menetelmät on jaoteltu mekaanisiin, optisiin ja elektronisäteilyn läpäisyyn perustuviin menetelmiin. Lopuksi on tarkasteltu tutkimuksia, joiden pääasiallinen tarkoitus on ollut kehittää mittalaitteita ennustamaan paperin painotulosta todellisissa painatusolosuhteissa. Laboratoriolaitteita ja on-line-mittareita ei ole jaoteltu erikseen, koska menetelmän perusteella on helppo havaita, voiko laite mitata jotakin paperin ominaisuutta jopa yli 40 metriä sekunnissa liikkuvalla paperirainalla.

Sarjakytkentäisen taajuusmuuttajan ohjauksen toteutus FPGA-piireillä

Tässä diplomityössä tutustutaan sarjakytkentäisen taajuusmuuttajan rakenteeseen ja ohjaukseen. Työssä tarkastellaan myös hajautetun järjestelmän testaamista ja ohjelmointia. Työssä toteutettiin sarjakytkentäisen taajuusmuuttajan modulaattori hajautetusti FPGA-piireille. Lisäksi diplomityössä kehitettiin ja toteutettiin optinen JTAG-rajapinta hajautetun järjestelmän testaukseen ja ohjelmointiin. Laboratoriokoelaitteisto koostui yhdeksästä taajuusmuuttajan ohjauskortista, LUT Master -ohjausyksiköstä ja dSPACE-ohjausjärjestelmästä. Laboratoriomittaukset tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston Säätötekniikan laboratoriossa.

Eräiden paperinvalmistuksessa käytettävien vahadispersioiden stabiilisuuden hallinta

Diplomityön tavoitteena oli selvittää millainen laaduntarkastus AKD-dispersioille tulisi suorittaa kuormien vastaanotossa ja tulisiko dispersioiden laatu tarkastaa uudelleen ennen annostelua. Tätä varten seurattiin toimituserien laadun tasaisuutta ja tarkasteltiin varastointiolosuhteiden vaikutusta dispersioiden säilyvyyteen. Lisäksi kartoitettiin dispersioiden käsittelyssä ja kartonginvalmistusprosessissa esiintyvien riskitekijöiden vaikutuksia kaupallisten dispersioiden stabiilisuuteen. Kirjallisuusosassa perehdyttiin kolloidisiin dispersioihin sekä niiden stabiilisuuteen vaikuttaviin tekijöihin. AKD-dispersiot valmistetaan emulgointitekniikoiden avulla, joten dispergointimenetelmien ohella käsiteltiin myös emulsioiden valmistamista. Lisäksi luotiin katsaus dispersioteknologian tärkeimpiin analyysimenetelmiin. Alkyyliketeenidimeerin osalta käsiteltiin emulgoinnin lisäksi vahan ja muiden lisäaineiden vaikutuksia dispersioiden stabiilisuuteen ja myös niiden merkitystä dispersioiden formuloinnissa. AKD-liimauksen osalta esiin tuotiin AKD:n tärkeimmät reaktiomekanismit, sillä ne liittyvät osittain myös dispersioiden stabiilisuuteen. Lopuksi luotiin lyhyt katsaus AKD-dispersioiden stabiilisuutta käsittelevään tutkimukseen, jota on toistaiseksi julkaistu varsin niukasti. Kokeellisessaosassa tarkastelun kohteeksi valittiin neljä kaupallista alkyyliketeenidimeerinvesidispersiota, joiden koostumus ja ominaisuudet selvitettiin perusteellisesti. Tarkoituksena oli auttaa ymmärtämään dispersioiden stabiilisuudessa mahdollisesti esiintyviä eroja. Laajamittainen dispersioiden karakterisointi näyttää olevan tarpeen ainakin otettaessa uutta AKD-laatua käyttöön, sillä dispersioiden koostumus ja ominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi. AKD-dispersioiden laadussa esiintyi vaihtelua eri toimituserien välillä. Suurimmat vaihtelut havaittiin dispersioiden varaustiloissa ja partikkelikokojakaumissa. Laadun epätasaisuuden vuoksi vastaanottotarkastuksen merkitys korostuu. Vastaanottotarkastuksessa syytä olisi kiinnittää dispersion kuiva-ainepitoisuuden ohella sen viskositeettiin, varaustilaan, tehoainepitoisuuteen sekä rakenteeseen. Rakenteen tarkastelussa optinen mikroskooppi voi rutiininomaisessa seurannassa korvata partikkelikokojakauman määrittämisen. Varastointilämpötilan vaikutus dispersioidenlaatuun on merkittävä. Dispersiot säilyvät parhaiten viileässä, joten jos varastosäiliöissä ei ole jäähdytystä, on dispersioiden laadun tarkastus tarpeen myös ennen annostelua. Jotta dispersion kunnosta saadaan luotettava arvio, on viskositeetin määrittämiseen yhdistettävä vähintään rakenteen tarkastelu optisella mikroskoopilla. Mekaaninen rasitus voi dominoivasta stabilointimekanismistariippuen aiheuttaa dispersiossa hienoaineen muodostumista tai partikkelien flokkaantumista. Stabilointimekanismi vaikuttaa niin ikään partikkelien käyttäytymiseen korkeissa lämpötiloissa. Dispersioiden stabiilisuuden todettiin heikkenevän pH:n kohotessa emäksiselle alueelle. Elektrolyyttikonsentraatio vaikuttaa partikkelien mikroelektroforeettiseen ioniliikkuvuuteen merkittävästi. Kartonkikoneen märkäosan kemikaaleista anionisen retentioaineen (BMA) todettiin vuorovaikuttavan kationisten AKD-partikkelien kanssa selvimmin. Mikroelektroforeettisen ioniliikkuvuuden mittaaminen kiertovedessä todettiin tärkeäksi, sillä se kuvaa dispersion käyttäytymistä sen käyttöympäristössä.

Machine vision measurement system for paper printability assessments

This work had two primary objectives: 1) to produce a working prototype for automated printability assessment and 2) to perform a study of available machine vision and other necessary hardware solutions. The three printability testing methods, IGT Picking,He¬liotest, and mottling, considered in this work have several different requirements and the task was to produce a single automated testing system suitable for all methods. A system was designed and built and its performance was tested using the Heliotest. Working proto¬types are important tools for implementing theoretical methods into practical systems and testing and demonstrating the methodsin real life conditions. The system was found to be sufficient for the Heliotest method. Further testing and possible modifications related to other two test methods were left for future works. A short study of available systems and solutions concerning image acquisition of machine vision was performed. The theoretical part of this study includes lighting systems, optical systems and image acquisition tools, mainly cameras and the underlying physical aspects for each portion.