Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Sci ence   Vo l.   13 ,  No.   1 ,  Jan uar y   201 9 ,   pp.  300 ~ 306   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 1 .pp 300 - 306          300       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Explosi on - proof th er m al type g as  f low sens or struct ure anal ysis  and sens or modu le dev elopm ent       Gwan - H yu n g Ki m , H e a - Sun g Jung,  In - H o Ju ng   Dept.   of   Com put er  Eng ineeri ng,   Tongm y ong  Uni ver sit y ,   Busan,   6 08 - 711,   Kore a   Sam   Hoi  Industria l . co . ,   LT D,   48 - 2,   66 - BeonGi l,  Golden  Root - ro   juc hon  M y eon ,   Cim hae - cit y   G yeongna m ,   K ore a .       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J un  1, 20 18   Re vised Jul  10,  2018   Accepte d  J ul  25, 2 018       The   pre sent  st ud y   studie d  str uct ure   an aly sis   and  sensor  m odule s  for  expl osion - proof   the rm al  t y pe   flow  sensors   th at   ca n  wi thsta n d  the  poor  surroundings  of  vessel  engi n es  and  power  pla nts   and  ca n  be  inst al l ed  in  gas  li nes.   The   stru cture  an aly sis  ev a lua t ed  the  in t egr ity   of  th e  stru ctures  of  the  expl osion - proof  the rm al   t y p e  flo w  sensors   with  fini te   elem ent   a naly s is,  an d   with  reg ard   to  th e  oper at ion   of  th e  sensor  m odules ,   those  sensor  m odule s  tha t   ca n  de tect  env ir onm ent s  where   vibra ti ons  o cc ur   or  where   th ere   are   flo ws   of   high  pre ss ure   g a ses  or  flui ds  wer e  rese arc h ed  and   develope d .   Th e  expl osion - proof  the rm al  t y pe   flow  senso r  m odule   consi sts  of  a  sensin g  par t ,   a n   adj ustm ent   par t ,   and  an  output   pa rt,   and  a  nois e  pre vention  ci r cui t  was  adde d   to  sec ure   the  sta bil ity   o f  t he   m eas ure m ent   signal s .   The  flow  senso r  deve lop ed  with  the   pre sent   study   is  a  sensor  m odule   ca pabl e  of  m ea suring  flows  in  dom esti c  gas  en gine s  and  gas  pi ping  and  it   is  pr ese nte d  as  a  reli abl e  sensor  m odule   bec ause   it   is  strong  aga inst  vibra ti ons  a nd  has  ex ce llent   expl osion - proof  per form an ce .   Ke yw or d s :   Finit e ele m ent  analy sis   Flow sen sor   Gas   Pr ess ur e   Vibrat ion   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Gw a n - Hyu ng  Kim ,   Dep a rtm ent o f  Com pu te r  E ng i neer i ng ,   To ng m yong Unive rsity ,   Busan,  608 - 71 1,   K or ea .   Em a il :  taichiboy 1@gm ail.co m       1.   INTROD U CTION   Fo ll owin g  the  stren gth e ning  of   ai r  poll utio n  sta nd ar ds   f or   l arg e  ve ssels  an d  fossil   fu el   power   pla nts   (ther m al )  (TI E R  3  cam e  into  eff ect   in  2016) ,  they   we re  gra du al ly   co nvert ed  into   la rg e  ve ssels  that  us e  natu ral   gas,   wh ic h  is  cl ean  gr ee n  ene rg y,  a nd   c om bi ned   cy cl e  pow er  plants  that  use   natur al   gas  and   oth e r  fuel s[1 - 3] .   In  ad diti on,  t o  pr e ve nt  the   saf et y  prob le m s  of  nu cl ea r  powe r  gen e rati on  a n d  ai r   poll utio n  du e   to   N O x  a nd  fine   du st ,  he reafte r,  powe r  pla nts  t hat  m ai nly  us e  gases  as   f uel  will   be  co ns tr uc te d  as  a dd it io nal  ones  or  th ose   that  will  r eplace  d e te rior at e d  ones . Mo st o f  the s ens or  m od ules  currently  in  us e that can m ea su re t he  fl ow  s ta te s of   m arine  vessel  eng i ne  li nes  or   gas  pip i ng   li ne s  in  powe r  pl ants  are  f or ei gn  pro duct s,  an d  dom est ic   pr oducts  cannot  be  easi l y  introd uced  into  t he  fiel d  be cause  t hey  ha ve  pro blem s  in  pe rfor m ance  a nd  reli abili ty .  I n  the   case  of   sens ors   app li ed  to  m ar ine  v essel   eng i ne  pip i ng,  the  sever e  vib rati ons  of   vessels  le ad  to  the  occur ren ce   of  m any  errors,  s horteni ng  of  li fesp a ns,  a nd  f re qu e nt  oc currence   of  f ai lure.   The re  are  diff ic ulti es  in  t he   dev el op m ent  of  s uch   flo w  se ns ors  beca us e  they   shou l d  str ic tl y  sat isfy  ex plo si on - pr oof  sta nd a rds  an d  eng i ne   vibrat ion  c ondi ti on s b eca us e t hey shou l d  be  i ns ta ll ed  in the gas fuel  li nes  of v essel s  or   power   plants in  s pecial  cases   [4 - 7].    The  pu rpose  of  the  pr e sent  st ud y  is  to  dev el op   flo w  se ns or s  app li ca ble  to   vessels  or  po wer   pl ants  to   local iz e  i m po rt - de pe nd e nt  pro du ct s ,  rev ie w  the  feasibil it y  of   ex plo sio n - pr oof  therm al   flow   sens ors  ap plica ble   to  gas  pip i ng  li nes  with  struc tural  analy sis,  and   de velo p  e xp l os io n - pro of  therm al   flow   sens or   m odules  tha t   can m easur e t he  f lo ws o f  fl uids   an d gases .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Explosi on - pr oof t her m al type  gas  fl ow  sens or st ru ct ur e  anal ysi s a nd  sens or  …   ( Gwan - Hy ung  Ki m )   301   2.   FLOW SE NSOR  MO DELI NG A ND STR UC T URAL  A NA L YS I S   In   the  m od el in g  of  an  ex plo s ion - pro of  desi gn,  the  housi ng  was  de sig ne d  to  sat isfy  the  exp lo sio n - pro of   co ndit ion s  an d  co ver   screw s  a nd   ca ble  entry  scre ws  were  desig ned   with  sp ec ific at ion s  that  wer e   se le ct ed  to  sat isfy  ex plo sio n - pro of  co ndit ion s [ 8 - 9].  T he  pro be  wa s  de s ign e d  s o  that  an  el em ent  that  can  m easur e  te m per at ur e   can   be   instal le d.   A n  e xplosi on - pr oof  t her m al   ty pe  ga s  flo w  se nsor   with  s uc h  a  str uctu re  is pr e sente d  in   Figure  1.           Figure  1. Dia gra m  o f  t her m al  t ype g a s f l ow s ens or         In   t he  flo w  se ns or  m od el ing  app li ed  t o  th e  pr ese nt  stu dy ,  par am et ers  wer e  sel ect ed  to  fit  vesse l   eng i nes  wh e re  vibrat ion s   occ ur   a nd  high  te m per at ur e,  high  pr ess ure  po w er  pla nt  en vir onm ents,  and  struct ure   analy ses  we re  cond ucted.  T he   flo w  a naly sis  is  ai m ed  at   rev ie wing  flo w  c har act erist ic s  wh e n  one  e xp l os io n - pro of   the rm al   t ype  gas  fl ow   s ens or   is  at ta ch ed  to  a  2”  pip e .  The  fl ow   a na ly sis  was  cond ucted  us in g  A NSYS   V17.0.  F or   a na ly sis  of   flows   in  pip es,  the  f l ow   area  was  desig ne d  to  in cl ud e  an  a rea  at   le ast   five  tim es  the   diam e te r  in  len gt h  at   the  inlet   through  w hich  flui ds   flo w   in  and   an  are a  at   le ast  10   tim es  the  dia m e te r  in   le ng th   at   the  outl et ,  beca us e  a  distance   suff ic ie nt  to  s how  the  s hap e   of  f ul ly   dev el o ped  f luid  flo ws  s hould  be   secur e d  i n  the   case  of  the  i nlet  an d  a  dist ance  s uffici ent  to  preve nt  ci r culat ing   flo ws   or   bac kf l ow s   from   reen te ri ng  at   t he  ou tl et   boun dar y  t o  a ff ect   the  num erical   cal culat ion   s houl d  be  sec ure d  in   the   case  of  the   ou tl et ,  as  t he  f l ow s  t hat  ha ve   bec om e  extrem el y  un sta ble  wh il e  passing  the  bo dy  area  are  sta bili zed  at   the   ou tl et .   T he rm a l t ype g as  f lo w  sen s or m od el ing   sho wn in  Fi gure  2.   In   t he  prese nt  stud y,  t he  ef fici ency  of   cal c ulati on   wa s  en ha nced   by  co nce ntrati ng  gri ds   i n  the  body   a rea,  wh e re  th e  flo w  patte r n  was  s how n  t o  be   ext rem ely  turbulent  flo ws,   am ong  an al ysi s  areas,  a nd   by   distrib uting  rel at ively   few er  gri ds   in   the  inlet   and   outl et   are as.  Pr e ssures  w ere  m easur ed  a t  the  inlet   and  ou tl et  of   the  strai ne r  and   the  a ver a ge   values  we re  us e d.   Finall y,  diff e re ntial   pr essur e s  wer e  m easur e d  at   two  po int s   at   the  inlet   of   t he  filt er  an d  at   six  po i nts  at   t he  ou tl et   of  t he   filt er  to  re view  the   cha racte risti cs  of  di ff e r entia l   pr ess ures  for  t he  inlet  a nd  outl et .            Figure  2. The r m al  ty pe  gas   flow senso r  m odel ing   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   300   –   306   302   The  st ru ct ur al   analy ses  of  th e  m echan ic al   pro per ti es  of   m at erial s  wer e   lim i te d  to  al um inu m   alloy,   sta inless  ste el , an d  PCB   am ong  the   ap plied  m at erial s  con si der i ng  the physi cal   prop e rtie s   of  the   m at erials.   T he   m ai n  m at erial s   that  co ns t it ute  the  e xp l os io n - pro of   t her m al   ty pe  flo w  s ens or   a re  al um inu m   alloy  fo r  di e   cast ing s,  sta inl ess  ste el ,  and   P CB .  Table  1  shows  the  m echan ic al   prop e rtie s  of   ind i vidual  m at erial s  app li ed  to  the r e view  of t he  str uctu ral in te gr it y of t he  f l ow senso r.       Table  1.  Mec ha nical  prope rtie s of m at erial s   Mater i al   Ap p licab le Par ts   Den sity   Mod u lu s o f  elastic ity   Po iss o n 's ratio   Yield  Str en g th   STS30 4   Sen so r  b o d y   7 ,75 0 k g / m 3   1 9 5 GPa   0 .30   2 0 5 MPa   STS31 6   Pip e   7 ,75 0 k g / m 3   1 9 5 GPa   0 .30   2 0 5 MPa   ALDC   Ho u sin g  cov er/Bo d y   2 ,77 0 k g / m 3   7 0 MPa   0 .33   1 4 5 MPa   PCB   PCB   1 ,89 0 k g / m 3   1 3 GPa   0 .30   -       Am on g  the  bo unda ry  conditi on s ,  the  inlet   conditi on   was  set   to  the  sta tic  pr ess ur e  when  analy ses   wer e  co nducte d  c on si der i ng  the  cha racteri s ti cs  of   t he  fl ow  se nsor  a nd  assum ing   the  har s hest  e nvir on m ent,  al tho ug h  the  flow   velocit y  of   the  fluids  that   pass  th rou gh   t he  pi pe  is  basi cal ly   1. 5  ~  2.5 m /s  on   ave rage.  The   bounda ry c ondi ti on s ar e  s how n  in  Ta ble 2.       Table  2.  B oundary C onditi on   An aly sis  t y p e   Stead y  stat e   Turb u len t  m o d el   SST  m o d el (Shear   Stress  T rans p o rt  m o d el)   Op erating  T e m p .   2 3 ℃  (A m b ien t  Te m p .)   W o rkin g  Fluid   Air   Gravity  directio n   -   Y dir ectio n  ( - g)   Inlet   4 0 b ar,  24 0 b ar  (Sta tic Pr ess u re )   Ou tlet   o u tlet /  relative pr e ss u re  0  [ b ar]       No - sli p  co ndit ion s  a nd   im per m eable  con diti on s  wer e  plac ed  on  the  wall s  of   al l  so li d  bodies  that   com e  into  co ntact   with  fluid s .   Since  the  anal ysi s  was  inten ded   to  fin d  out  the  pr ess ur e  l evel  inside  the   pip e  wh e n  t he  flui d  flo ws   sta bly  a nd  the   am ou nt s  of  pr e ssure  dro p  acc ordi ng  to  the   fl ow s   of  the  flui d,   c ha nges  i n  the  flo w  fiel d  ov e r  tim e  wer e  cal culat ed  ass um ing   that  the  work i ng  flui d  was  ai r,   wh ic h  is  an  incom pressi ble  fluid.  F or   flo w  an al yse s  f or  the  a rea  insi de  the  flo w  s ens or ,  t he  hea t  of   t he  fl ow   sens o r  acc ordi ng   t o  tem per at ur e/ pressure  was  a naly zed.  T he   flow   cha ract erist ic s  of   the   flow   se ns or   under   the  operati ng  tem per at ur e c onditi on ( - 20~ 60℃ )  we re r e vi ewed. F or   flo w  an al yse s for  th e flow senso r  a ccordin g  to  w orki ng   fluid,  vel ocity   distrib utions  a ccordin g  to  work i ng   fluid s  suc h  as  ai r  an d  water  we re  re vi ewed   a nd   cal c ulate d,  tem per at ur e/ pressure  distri buti on s  acc ordin g  to  wor king  f luids  wer e  rev i ewed,  an d  flo w  cha racteri sti cs  we r e   der i ved.  T he  r esults  of  s uch  flo w  analy ses  wer e  re viewe d  an d  re flect ed  in  the  desig n.     Anal ysi s  resu l ts  are   pr ese nted  in Fi gure  3  as  ex am ples.         (a)   Exam ple of  d e riving t he flow  f ie ld     (b)  E xam ple o f  f lo w  a naly sis   r es ult(Vel ocity  Stream l ine)       Figure  3. Flo w   fiel d deri vatio n  a nd f l ow an a ly sis       The  w orkin g  f luid  was  li m it e d  to   ai r.  Ai r  de ns it y  is  cal cul at ed  ba sed   on   tem per at ur e ,  pressu re,   an d   relat ive  hum idi ty .  The  pr es sur e,  te m per at ur e,   an d  relat ive  hum idity  are  m e asur e d  t o  cal cu la te   ai r  densi ty ,  an d  the  unit  of ai r den sit y i s k g/c m ³.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Explosi on - pr oof t her m al type  gas  fl ow  sens or st ru ct ur e  anal ysi s a nd  sens or  …   ( Gwan - Hy ung  Ki m )   303   3.   CONSTR U C TION  OF TH ERM AL TY P E GAS FL O W SEN SO R  S YS TE M   The  the rm al   t yp e  ga s  flo w  se ns or  that  will   be  de velo pe d  with  the  pr ese nt  stu dy  can  be   instal le d  on   gas  disc ha rg e  l ines  in  gas  en gi nes  an d  gas  powe r  plants  an d  im ple m ented  to  detect   gas  f lows   a nd  sou nd  the   al arm   wh en  t he   set   val ue  ha s  bee n  e xcee de d,   a nd  a   syst e m   can  be  c onstr ucted   so  that  the   sen sor   can   be   protect ed  from   the  ris k  of  ex plo si on.  T he  s ens or   ca n  be  a pp li ed   to  e nvir on m ents  w here  super - preci si on  a nd   safety   are  req ui red   as  it   can  be  us e d  to  st op  the  ope rati on  of  pe rip her al   equ i pm ent  wh en  an  em erg en cy   has   occurre d o r  c ontr ol f lo w rat es .   Since  the   the r m al   ty pe  gas  f low  se nsor   de velo ped  th rou gh  re searc h  ca n  be  sai d  to   be   an  im po rtant  sens or   that  re quires  the  ex plosi on - pr oof  f unct ion   to  withst and   high  press ur e  a nd   the  vib rati on - pro ofn ess  an d  dura bili ty  to  w it hs ta nd sev e re  v ib rati ons a nd poor s urr ound ing s  b eca us e it   can  be  in sta ll ed on ga s li nes.   A  vie w  of   t he  therm al   t ype  ga s  flo w  se nsor   app li e d  to  a  ga s  pip e  li ne   in  a  g as  e ng i ne  a s  one  of  the   ta rg et s to  whic h  the  se ns or ca n be a pp li ed  is  pr ese nted  in Fi gure  4.           Figure  4. A ppli ed  to  g a s e ng i ne  and  gas pipe         The  de velo ped  ci rcu it   c onsis ts  of  la r gely   three   pa rts:  a  s ensin g  par t ,  a n  am plifyi ng   par t,   an d  a n  ou t pu t  par t.   T he   power   s uppl y  was  desig ne d  with  24V  D C  and   a n  ad diti on al   ci rc uit  for  noise   preve nt ion   was  desig ne d  f or  si gn al   acc uracy .  Othe r  detai ls  wer e  desi gn e d  accor ding  t o  fl uid   ty pe s,  se nsor  sp eci ficat io ns ,  a nd   ou t pu t  s pecific at ion s.  The  P CB   was  desig ned  so  that   he at   can  be   s uff ic ie ntly   dissipated  to  m ai ntain  the  tem per at ur e  a nd  e nv ir onm ent al   conditi on s   of   t he  instal la ti on   sit e,  a nd  pa rts  su it able  f or   t he  e nv ir on m ental   conditi ons  we r e  sel ect ed.   I n  add it io n,   a  res on a nce  ci rc uit  was  desig ne d  consi der i ng  the  se ver e  vibr at ion  conditi ons  of   ve ssels.   The  perf or m ance  of  the   s ub s trat e  was   te ste d  to   see  i f  the   desi gn e d  outp ut  is  gen e rated   w hen  t he   el e m ent  is  at tach ed   to  the   sub strat e,  an d  th e  te st  was  co nduc te d  in  div e rse   en vironm ents  with  diff e ren t  l evels   of  vi br at io n  inc lud i ng  no  vibrat io n,   te m per at ur es,  a nd  press ur e s   to  i den ti fy  op e rati ng  sta t es.  F or   com m ercial iz a ti on , d us tp roo f & wate rproo f  t est s w e re c onduct ed wit h IP 66  du st pro of &  water proof gra des.   Am on g  the  f unct ions  of  in di vidual  pa rts  of   the  de velo pe d  sens or   c ontr ol le r,   the  flo w  oc currence   in dicat ion   LED  w as  desi gned  t o  dis play   two  m od es,  a  m easur em ent  m od e  and   a  sta ndby  m od e.  Th ey   wer e  de velo ped   t o  disp la y  the  op erati on   sta te s  of   t he  se ns or  m od ule  so   th a t  wh et her   a ny  flo w  has   occ urre d  a nd   w hether   t he  dev ic e  is  c ur r ently   on   sta ndby  m or e  is  ind ic at ed  by  the  LE D  acco r ding  to  the  operati on  m od e .  The  m easur em ent  m od e  was  devel op e d  to  disp l ay   no   flo w,   ve ry  low  flo w  ra te s,  and   fl ow   r at es  that  exceed  the   ref e ren ce   val ue .  T he  sta nd by  m od e  was   im p lem ented  to  ca us e   t he  LE D  t o   flic ker  du rin g  norm al   op erati on.  I n  the  case  of  the   con t ro l  un it ,  t he  up per   li m it  po i nt  ad justm ent  unit   was  i m ple m ented  so   that  the  uppe r  lim it  range  of  opera ti on   can  be  va riably   set .  In   par ti cula r,   sinc e  the  upper   li m it  po int  sho ul d  be  ad j ust ed   wh il e  che cki ng   t he  s et   value  th rou gh  se par at e  com m un ic at ion   with  the  c om pu te r ,  the  up per   li m it   po int  ad just m ent   un it   wa s  de ve lop e d  to  pr e ve nt  ar bitrary  m anipu la ti on   of   t he  up per   lim it   po int.  T he  lo wer   li m i t  po int  adjustm ent  un i t  was  al s o  im ple m ented  so  th at   it   can  be  a dju ste d  by  t he  use r.   T he  c ontr ol  unit   was   de ve lop e d  to  set   the  ref e r ence  point  at   wh ic h  the  fl ow  rate  is  detect ed.   T he  sta tus  L ED  wa s  i m plem ented  to  in dicat e  the  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   300   –   306   304   sta tus  of  t he  operati on.   T he  r el ay   connecti on  un it   was  de ve lop e d  to   c onne ct   an  e xter nal  la m p  or  bu zz er  s o  that  it   can  be  use d  as  a  te rm in al   to  ind ic at e  flow   rates  w hen   flo ws  occ ur.   D ia gr am   of   m odule  co nf ig urat ion   of   therm al   ty pe  ga s  flo w  sens or   sh on   in  Fig ur e   5.   The   the rm al  ty pe  gas  flo w  sens or  co ntr ol  m od ule  is  pres ented  in Figu re  6.           Figure  5. Dia gra m  o f  m odule  config ur at io n o f  the rm al  ty pe  gas flo w  se nso r             Figure  6. The r m al  ty pe  gas flow sen sor c ontrol m odule       4.   E X PERI MEN TAL RES UL TS A ND AN A LYSIS   A  syst em   fo r  exp e rim ents  was  const ruct ed   by  co ns tr ucting  a  pr e ssure  gauge,  a  t herm al   t ype  flo w   sens or ,   a nd  a  pressu re  pum p,   as  sho wn  in  Figure  7,  an d  pre ssu re   e xp e rim e nts  wer e  c ondu ct ed  to   m easur e  the   m axi m u m  p res su re .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Explosi on - pr oof t her m al type  gas  fl ow  sens or st ru ct ur e  anal ysi s a nd  sens or  …   ( Gwan - Hy ung  Ki m )   305       Figure  7. Ma xi m u m  p ressu re   te st       Ma xim u m   pr essur e  te sts  wer e   carried  out  with  a  pr ess ur e n ot   lower   than  300  bar   f or  10   m i nu te s ,  a nd   the  pr ess ure  di d  not  change  f or   10  m inu te s.  Ther ef ore,  the   sensor  m od ule  was  evaluate d  to  ha ve  su f fi ci ently  ov e rc om e  30 0  bar,  the reb y  sa ti sfying  the   co nd it io n  that  re qu i res  at   le ast   240  bar,  wh ic h  was  t he  de vel op m ent  ta rg et   value.  F ro m   the  ex pe rim ental   resu lt s  it   can  be  see n  that  a  dura ble   sens or  m od ul e  that  sat isfact or il y  withstan ds   high  press ur es  re achin g  30 0  ba r  was  de velo pe d.   T o  m easur e  the  reacti on   tim e  of   the  sens or  m od ule,  a  dat a  record er  was   const ru ct e d  t o  buil d  a  syst e m   to  record  t he  outp ut  of   t he  se ns or  m odule,  as  sh ow n  in  Fig ure  8.   T he  data  recorde r  was  i m ple m ented  to  disp la y  the  da ta   transm it te d  from   the  sensor  an d  al so   disp la y t he  tim e at wh ic h t he data  are  tr ansm itted u si ng a cl ock insi de  the syste m .   As  a n  e xperim ental   co ndit ion  f or   m easur in g  res pons e   tim e ,  the  i nput  pr e ssu re   w as  set   t o  7  bar  t o  m easur e  t he  ti m e  ta ken   t o  in dicat e  “n o  flo w”  a fter  fluid  s top s   flo wing  t hro ugh  the  data  recorde r.  T he  no  fl ow   value  was  set   to  13 6,   a nd   the   data  recor der   was  set   to  rec ognize  a  sta te   of  no   fl ow   wh e n  the  value  dropp e d  belo w  the  set   value.   Accor din g  to  the  ex pe rim ent  resu lt s,  the  respon se  t i m e  was  8  sec ,  ind ic at ing   th at   the  dev el op m ent target  value  of  10 sec . was sati s fied.         Figure  8. Re spon s e ti m e  m ea su rem ent test       To  te st  the  re peatabil it y,  rep eat ed  e xperi m ents  wer e  c onduct ed  i n  th e  env i ronm ent  as  show n  i n  Figure  8  to  m easur e  wh et her   error s  wer e  lo wer   1%.   A s  a  te st  conditi on ,  t he  press ur e  wa s  set   to  7  bar   a nd   the   respo ns e  ti m e  t o  th e  fl uid  was   re peatedly   m e asur e d.  T he  res ults  of  t he  e xpe rim ents  rep ea te d  th ree  ti m es   we r e   sh ow n  t o  be  0%   in  t he  first  e xp e rim ent,  0.0 6%  i n  the   sec ond  ex pe rim ent,   an d  0.07%  in   the  thir d  e xper i m ent,   so   the  se nsor   was  e valuated  to  ha ve  ac hiev ed  the  ta r get  va lue  of  1%   or  l ow e r.   T o  c onduct   press ur e  drop   te sts,   a  sys te m   to  m easur e   the   di fferentia l  press ure  betwee n  t he   fro nt  a nd  re ar  e nd s   of  the   flo w  sens or  with  a   diff e re ntial   pr e ssu re   tran sm i tter  was   co ns tr uc te d,   as  s how n  in  Fig ur e   9,  a nd   te sts  wer e   cond ucted  with  an   input p ress ur e  of   7 bar  a nd   a  m ai ntaining  ti m e o f  1 0  m in.  Accor ding to  t he  te st res ults,  pr ess ure di ff e r ences  of   arou nd   2.6  m bar   occ urred   betwee n  the  f ront  an d  rea r   end s ,  in dicat ing   that  the  s ens or   ac hieve d  the   dev el op m ent target  value  of  5 m bar  o r  l ow e r.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   300   –   306   306       Figure  9. Pr e ss ur e  drop test       5.   CONCL US I O N   To  ver i fy  the   ex plo si on - pr oof   pe rfor m ance  of  the   ex pl os io n - pro of  th erm al   t ype  flo w  se nsor,  a   pr ess ure  of  30 0  bar  wa s  a pp l ie d  to   the   insi de  of  the   se nsor   str uctu re  to   co nduct  struct ur e   stre ng t h  a na ly sis,  and   as  a  resu lt ,  it   cou ld  be  identifie d  that  the  sen sor  co ve r  an d  bo dy  and   se nsor  un it   wer e  al l  struc turall y  so un d,   as  al l  of  their  safety   facto rs  e xcee ded  1,  a nd  tha t  the  de vel op e d  pro du ct   perf o rm ed  suffici e ntly   in  exp e rim ents. I n  the  pr ese nt stud y, it  w as c on firm ed  that t he  exp l os io n - pro of  th erm al  f low  sen sor appli cable t o  gas  e ngines   f or  ves sel s  ca n  be  l ocali zed  a nd  that  e xp l os io n - pro of  flo w  se nsor s   that  ca n  sat i sfy  the   sp eci ficat io ns   require d  by  de m and ers  ca n  be   dev el ope d.   The  de velo pe d  pr od uct  is  exp ect ed  to  be  a ble  to   rep la ce t he flo w  se nsors  for g as en gin es  for  vessels t hat h a ve been  s upplied th r ough im po rts.       REFERE NCE S   [1]     K.  C.   Lee,   C .   W .   Hur,    Fabric a tion  and  charac ter izati on  of  a  sm all - sized  gas  identif i cat ion  instrument  for  det e ct i ng  LPG/L NG and  CO gases ,   Int ern ational Journal of K IMICS ,   vol.   4 ,   no.   1 ,   pp .   18 - 22 ,   2006   [2]     K.  Le e ,   K.  R.   R y u,   C .   W .   Hu r,   Thick - f il m  amm onia  gas  sensor   wit h  high  sensiti vity  and  ex c el l ent   sel ec t i vi t y ,  Inte rna ti ona l  Jou rna l  of   Marin e  I nform at ion  and   comm unic at ion S ci ences,  vo l. 2,  no.   1 ,   pp .   22 - 25 ,   Marc h   2004   [3]     O.  Lupa n,   G .   Chai ,   L.   Chow,   Fabric ati on  o f   ZnO   nanorod - based  hydroge n   gas  nanosenso r ,   Microe l ec t ron ic s   journa l ,   vol . 37,   no. 12,   pp. 1211~ 1216,   2007 .   [4]     P.  Ta rd y ,   J.  Coulon,   C.   Lucat ,   F.  Menil ,   Dynamic   the rm al  conduc tivity  sensor   for  ga s  det ec ti on ,   Sensors   a nd   ac tu at ors" ,   B .   C hemica l ,   vo l. 98 ,   no. 1,   pp. 63~68,   2004.   [5]     M.  Arndt,   Mi cr omachine d  th ermal  conduc t iv i t y  hydroge n  d etec tor  for  autom oti v e  applicati o ns ,   P roc ee d ings  of   IEE E ,   no . 2,   pp. 1 571~1575,  2002.   [6]     P.  Bruschi,   M.  Piott o,   G.  Ba ril l aro ,   E ff e ct s  of  gas  ty pe  on  the  sensiti vity  and   transiti on  press ure  of  int egrat ed   the rm al  f low  sen sor s ,   Sens.  Actu at ors A,   vol. 132 ,   no .   1 ,   pp .   182 - 187,   2006 .   [7]     A.  Kular ni,   S.  P at i l ,   R.   N.  Kar e kar ,   R.   C .   Ai y er ,   Fabric at ion  an d  charac te rizati on  of  innov at iv e   gas  fl ow  sensor ,  Sens.  Actuators  A,  vol .   122 ,   no .   2,   pp .   231 - 234 ,   2005.   [8]     G.  Kalt sas,  A.  G.  Nass iopoul ou,   Gas   fl ow  mete r  for  appli cat ion  in   medic al  equi pm ent   for  respiratory  cont ro l:  study  of  th e  housing ,   S ens.   Actu at ors A ,   vol .   110 ,   no .   1 - 3,   pp .   413 - 422 .   [9]     Glani nger ,   A. ,   W ide   Range Se mic onduct or F low  S ensors ,   vol. 85,  no.   85 ,   pp .   139 - 146,   2000     Ou tput u nit   -   2  R elay o utpu t   -   SPD T 2se t   Noise  pr even tion cir cuit   -   EM C protec tion   Powe r Suppl y   -   18  ~  36VD C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.