Inbetriebnahme Mess-System 2021
Inbetriebnahme Mess-System zur Bestimmung von Durchflussraten, Druck und Temperaturverläufen von Siebträger-Espressomaschinen
Verfasser
Patricia Viebke
Tamiem Sediq
Andreas Turbanisch
Einleitung
Die Projektarbeit befasst sich mit der Inbetriebnahme eines Messsystems zur Bestimmung von Durchflussraten, Druck- und Temperaturverläufen von Siebträger-Espressomaschinen. Sie ist die direkte Weiterführung der vorhergegangen Projektarbeit: “Mess-System zur Ermittlung der Betriebsparameter von Espressomaschinen” aus dem Wintersemester 20/21.
Das Messsystem hat zum Ziel die Betriebsparameter von Espressomaschinen anderer Hersteller aufzunehmen und das Verhalten dieser zu analysieren. Anhand dieser Betriebsparameter können Rückschlüsse und Erkenntnisse des Arbeitsverhaltens der Espressomaschine aufgestellt werden. Dafür wird die Temperatur des durchlaufenden Wassers vor dem Kaffeepuck und vor der Brühgruppe aufgenommen. Des Weiteren wird die Kaffeetemperatur am Siebträgerauslauf erfasst. Mithilfe des Drucksensors wird der Druck in der Brühgruppe vor dem Kaffeepuck ermittelt. Die zu erfassenden Durchflussraten messen sowohl den Volumenstrom zwischen dem Boiler und der Brühgruppe, sowie den Kaffeestrom am Siebträgerauslauf.
Die sich auf dem Markt befindenden Espressomaschinen lassen sich in Espressomaschinen mit E61 Brühgruppen, sowie Espressomaschinen mit Brühgruppen anderer Ausführung unterscheiden. Aufgrund der unterschiedlichen Adaptionsmöglichkeiten dieser Ausführungen entstand der Bedarf für zwei Temperatur- und Drucksensoren vor dem Kaffeepuck [1].
Im Rahmen dieser Dokumentation ist der Aufbau und die Inbetriebnahme des Messsystems, sowie die Erkenntnisse aus den durchgeführten Probemessungen festgehalten. Zudem dient die Dokumentation zum Beschreiben der aufgetretenen Probleme, ihrem Analysevorgehen und ihrer möglichen Behebung anhand ausgearbeiteter Lösungsansätze.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Temperatursensoren
2.1 Temperatur vor dem Kaffeepuck
2.1.1 Fertigung und Aufbau
2.1.2 Messvorgehen
2.2 Temperatur der Brühgruppe
2.2.1 Infrarot Sensor (B+B CT LT 15)
2.2.2 Aufbau und Verkabelung
2.2.3 Messvorgehen
2.3 Temperatur vor der Brühgruppe
2.3.1 Temperaturverzugsbetrachtung
2.3.2 Messvorgehen
2.4 Temperatur am Siebträgerauslauf
2.4.1 Aufbau des Messsiebträgers
2.4.2 Messvorgehen
2.5 Analyse der Messwerte
2.5.1 Hochfrequentes Rauschen
2.5.2 Rauschen der Messwerte
3 Drucksensoren
3.1 Fertigung
3.2 Ermittlung der Nennwerte
4 MATLAB® GUI
4.1 Aufbau des Programmcodes
4.1.1 Properties
4.1.2 Methods
4.1.3 Callbacks
4.2 Beschreibung der Benutzeroberfläche
4.2.1 „STARTSEITE“ - TAB
4.2.2 „MESSEN“ - Tab
5 Durchflusssensor
5.1 Adaption im Messsystem
5.2 Problemanalyse des Messwertverarbeitung
6 Wägesystem
6.1 Zusammenbau des Wägesystems
6.2 Prüfen auf Eignung des Wägesystems
6.2.1 Statistische Auswertung des ersten Testdurchlaufs
6.2.2 Statistische Auswertung des zweiten Testdurchlaufs
6.3 Problemanalyse
6.4 FEM-Analyse des Gestells
6.5 Ansätze zur Problemlösung
7 Lösungsvorschläge
8 Zusammenfassung