Ανάπτυξη φορητού σπιρομέτρου με χρήση τεχνολογιών εκτύπωσης

Παπασηφάκης, Ευστράτιος

dc.contributor.advisor	Kaltsas, Grigoris
dc.contributor.author	Παπασηφάκης, Ευστράτιος
dc.date.accessioned	2024-10-16T11:22:26Z
dc.date.available	2024-10-16T11:22:26Z
dc.date.issued	2024-10-09
dc.identifier.uri	https://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/7762
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26265/polynoe-7594
dc.description.abstract	Η συγκεκριμένη εργασία εστιάζει στην ανάπτυξη φορητού σπιρομέτρου με χρήση τεχνολογιών εκτύπωσης. Πιο συγκεκριμένα στα πλαίσια της εργασίας αρχικά πραγματοποιείται η μελέτη της συσκευασίας (housing) του αισθητήρα μέσω προσομοίωσης και έπειτα η κατασκευή της, καθώς και η κατασκευή του αισθητήρα θερμικού τύπου για την καταμέτρηση της ροής του αέρα. Αρχικά γίνεται εκτενής έρευνα μέσω προσομοιώσεων για την επίδραση της διαμέτρου του σωλήνα στην διαμόρφωση του πεδίου ροής για μέγιστη ροή εισόδου 100L/min. Επίσης αναλύεται η αλληλεπίδραση πλέγματος στην είσοδο της ροής υπό γωνία και μελετάται η διάμετρος και η επίδραση της απόστασής του από την είσοδο του σπιρομέτρου. Ερευνάται το κατάλληλο μήκος του εσωτερικού σωλήνα παράκαμψης (bypass) και γίνονται προσομοιώσεις για την γεωμετρία δύο εσωτερικών bypass. Πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις ροής και μεταφοράς θερμότητας και με βάση τα αποτελέσματα σχεδιάστηκε θερμικός αισθητήρας αποτελούμενος από τρία θερμίστορ PT100 κατά μήκος της ροής του αέρα τα οποία παρουσιάζουν θετικό θερμοκρασιακό συντελεστή (PCT). Τα δύο ακριανά στοιχεία λειτουργούν ως αισθητήρες θερμοκρασίας ενώ το μεσαίο ως θερμαινόμενο στοιχείο. Με βάση την θερμοκρασιακή διαφορά που παρουσιάζουν τα αισθητήρια στοιχεία καθώς και από τη μεταβολή θερμοκρασίας του θερμικού στοιχείου λόγω της ροής του αέρα μπορεί να προσδιοριστεί η ταχύτητά του. Η τελική γεωμετρία εκτυπώθηκε με χρήση εκτυπωτή στερεολιθογραφίας (SLA) και ο αισθητήρας δημιουργήθηκε με συμβατικές μεθόδους τυπωμένων κυκλωμάτων σε πλακέτα (PCB) και την χρήση τριών θερμίστορ υψηλής ακρίβειας και ευαισθησίας. Εκτελέσθηκαν πειραματικές μετρήσεις για ένα εύρος ταχυτήτων ροής της διάταξης σε λειτουργία σταθερού ρεύματος και εκτιμήθηκαν τα αποτελέσματα για δύο διαφορετικές αρχές λειτουργίας της διάταξης: α) την αρχή θερμού νήματος και β) την διαφορική λειτουργία. Μέσω πειραματικών μετρήσεων με μηδενική ροή εκτιμήθηκε και η ταχύτητα απόκρισης του συστήματος.	el
dc.format.extent	80	el
dc.language.iso	el	el
dc.publisher	Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές	*
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el	*
dc.subject	Φορητά σπιρόμετρα	el
dc.subject	Εκτύπωση στερεολιθογραφίας	el
dc.subject	Θερμικός αισθητήρας ροής	el
dc.subject	Προσομοίωση ροής	el
dc.subject	Προσομοιώση μεταφοράς θερμότητας	el
dc.subject	Portable spirometers	el
dc.title	Ανάπτυξη φορητού σπιρομέτρου με χρήση τεχνολογιών εκτύπωσης	el
dc.title.alternative	Development of a portable spirometer utilizing printed technologies	el
dc.type	Διπλωματική εργασία	el
dc.contributor.committee	Goustouridis, Dimitrios
dc.contributor.committee	Πάτσης, Γεώργιος
dc.contributor.faculty	Σχολή Μηχανικών	el
dc.contributor.department	Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών	el
dc.description.abstracttranslated	This thesis focuses on the development of a portable spirometer utilizing printing technologies. More specifically it focuses on the development and fabrication of the geometry of the housing as well as a thermal type sensor to measure the air flow. First an extensive investigation is done through simulations on the effect of the pipe diameter on the flow development such as to allow for a maximum inlet flow of 100L/min. The effectiveness of a Honeycomb mesh with an angled inflow is also analyzed and its diameter and distance from the spirometer inlet is studied. The appropriate length of the internal bypass pipe is investigated and simulations are conducted for the geometry of two internal bypasses. Flow and heat transfer simulations were performed and based on the results a thermal sensor was designed, consisting of three PT100 thermistors along the air flow which exhibit a positive temperature coefficient (PCT). The two outer elements are used as temperature sensors while the middle one as a heater. Βased on the temperature difference presented by the sensing elements as well as the temperature drop of the thermal element due to air flow, the speed of the flow can be determined. The final geometry was printed using a stereolithography (SLA) printer and the sensor was created using conventional printed circuit board (PCB) methods and the use of three high precision and sensitivity thermistors. Experimental measurements were performed for a range of flow velocities of the device in constant current mode and the results for the operation of the sensor were evaluated based on two distinct working principles : a) Hot wire principle and b) Differential temperature principle. The response time of the system was also assessed under zero flow conditions.	el

Files in this item

Name:: Papasifakis_19387217.pdf
Size:: 5.077Mb
Format:: PDF
Description:: Διπλωματική εργασία

View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Διπλωματικές εργασίες
Διπλωματικές εργασίες τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Show simple item record

Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές