Utvikling av kapsling for måling av vektprosent i treverk

Abstract

Denne avhandlingen tar for seg utviklingen av elektroder og kapsling til en sensor som skal måle fuktmetningen i treverk i bygg over en lengre periode. Idéen går ut på å endre de manuelle rutinene knyttet til bruken av håndholdte fuktmålere og vende byggebransjen mot å tenke proaktivt gjennom en heldigital, lønnsom og bærekraftig løsning. Sensoren åpner for å monitorere fuktutvikling digitalt også etter at konstruksjonen er lukket, og bygget går inn i driftsfasen. Dermed kan eventuell fuktutvikling oppdages tidlig og håndteres fortløpende, sammenlignet med å oppdage skader når de først blir synlige. Konsekvensen av å oppdage skader for sent koster både i form av klimautslipp og kapital, og når forskningen i tillegg understreker at ekstemvær vil øke i årene fremover er det viktigere enn noen gang å gjøre tiltak før situasjonen eskalerer.

Mål Målet med prosjektet var å utvikle et konsept for å måle korrekt data med elektroder og integrere disse mot en kapsling. Dette skal legge grunnlaget for en kommersialisering av det endelige produktet for teknologiselskapet Sensor Innovation i 2023. Anvendelsesområdet krever et robust design som tar hensyn til bransjestandarder, og samtidig har sin egen identitet med brukeren i fokus. Digitalt grensesnitt, PCBa og programvare leveres av Sensor Innovation.

Metode Oppgaven er tredelt gjennom at avhandlingen innebærer både forskning, innsikt i dagens marked og til slutt utvikling av kapsling basert på erfaringene fra de to innledende delene. Forskningen er gjort gjennom et prosjekt mellom SINTEF Community og Sensor Innovation. I denne forskningen legger standarder og lovverk grunnlaget for utformingen av hypoteser og hvordan de måler data. Parallelt er det gjort innsikt i dagens marked ved spørreundersøkelse og besøk på byggeplass, før en mer klassisk tilnærming til produktdesign er tatt i bruk for å iterere og forme det endelige konseptet. Det faktum at Sensor Innovation er en oppstartsbedrift med begrensede midler, er noe som har vært en viktig faktor med tanke på å kunne realisere konseptet.

Resultat Det endelige designet er fokusert mot en semi-integrert elektrodeløsning hvor montasjetid, robusthet og størrelse optimaliseres. I tillegg er resultatet tilpasset produksjonslinjen Sensor Innovation allerede har etablert – noe som legger føringer for formfaktor og kostnadsbilde. Konsekvensen ved å ha introdusert en helt ny retning i formspråk og produksjonsteknikk ville medført større investeringer, mer logistikk og lengre tid før en løsning kunne blitt realisert. Det er dermed tatt et strategisk hensyn til bedriftens ressurser.

This thesis discusses the development of electrodes and encapsulation for a sensor that will measure the wood moisture content over a buildings lifespan. The idea is to change the manual routines associated with the use of handheld moisture meters and shift the construction industry towards a proactive approach through a fully digital, profitable, and sustainable solution. Thus, any moisture development can be detected early and handled continuously, compared to discovering damages when they become visible. The consequence of discovering damages too late is costly both in terms of carbon emissions and capital. Research also highlights increased extreme weather in the coming years, so it is more important than ever to take action.

Goal The aim of the project was to develop a concept for measuring accurate data with electrodes and integrating them into a casing. This will serve as the foundation for the commercialization of the final product for the technology company Sensor Innovation in 2023. The application area requires a robust design that considers industry standards while also having its own identity through user centered design. The digital interface, PCBa, and software are provided by Sensor Innovation.

Method The task is divided into three parts, as the thesis involves both research, market insights, and finally, the development of the casing based on the two initial parts. The research was conducted through a project between SINTEF Community and Sensor Innovation. It lays the foundation for the design of the electrodes and how they measure data through industry standards and regulations. Further, market insight was gained through a survey and visits on construction sites. Then the final design is approached by iterating on factors as aesthetics, ergonomics and function. Sensor Innovation being a start-up sets a few conditions for realizing the concept.

Result The final design is based on a semi-integrated electrode solution where mounting time, robustness, and size are optimized. In addition, the result is tailored for the production line that Sensor Innovation already has established, which imposes constraints on the form factor and cost structure. Introducing a completely new technique would have entailed larger investments, more logistics, and longer time-to-market. Therefore, strategic consideration has been taken based on the company’s resources.