Warum ist die Messung von CO2 wichtig?

How to measure CO2
Juhani Lehto
Product Manager
Oct 24, 2018
Industrielle Messungen
Life-Science

Es ist allgemein bekannt, dass CO2 ein farb- und geruchloses Gas ist, das sich in Wasser auflöst und die Blasen in kohlensäurehaltigen Getränken bildet. Es ist aber auch ein Treibhausgas, ein Nebenprodukt, das entsteht, wenn wir kohlenstoffhaltige Materialien verbrennen. CO2 ist zudem ein Gas, das in den Atmungs- und Stoffwechselprozessen lebender Organismen gebildet wird. Dies kann auch als langsame Verbrennungsreaktion betrachtet werden. Da CO2 immer das Ergebnis einer Verbrennung ist, ist es nicht brennbar und inert. Bei Temperaturen unter –79 °C wird CO2 fest und dann als Trockeneis bezeichnet, das üblicherweise beim Transport von gefrorenen Waren eingesetzt wird. Alle oben genannten Eigenschaften sind Gründe, warum die Messung von CO2 wichtig ist.

CO2 in der Raumluft

Um die CO2-Konzentration in Bereichen wie Bürogebäuden, Krankenhäusern und Schulen auf dem empfohlenen Wert von unter 1.000 ppm zu halten, ist es wichtig, die Konzentration zu kontrollieren. Dazu kann ein Gebäudeautomationssystem eingesetzt werden. In kälteren Klimazonen spart die Überwachung des CO2-Gehalts Energie und hilft dabei, eine optimale Raumluftqualität aufrechtzuerhalten. Dies wirkt sich unmittelbar auf das Wohlbefinden und die Produktivität der Mitarbeitenden in Büroräumlichkeiten aus. 

CO2 in Gewächshäusern

In einigen Anwendungen ist es wünschenswert, die CO2-Konzentration auf einem höheren Wert als die Umgebungskonzentration von etwa 400 ppm CO2 zu halten. In Gewächshäusern zum Beispiel wird CO2 als Dünger für Pflanzen verwendet. Um den Ertrag zu steigern, ist es wichtig, einen optimalen CO2-Gehalt aufrechtzuerhalten: Die Verwendung als Düngemittel ist kostspielig, und eine übermäßige Verwendung erhöht die Kosten, nicht jedoch die Ernte.

CO2 in Inkubatoren

CO2-Inkubatoren oder Wachstums- oder Lagerkammern für biologische Proben sind kritische Anwendungen, bei denen der CO2-Gehalt auf einem erhöhten Wert gehalten wird, häufig auf 5 % CO2. Die CO2-Konzentration gewährleistet zusammen mit erhöhter Temperatur und hoher Feuchte optimale Wachstumsbedingungen für die Proben. Dies sind typische Mess- und Kontrollanwendungen für CO2, da bei ungenauen CO2-Werten keine Zellen kultiviert werden können.

Zusätzlich zu den oben erwähnten Beispielen ist die CO2-Messung häufig aus Sicherheitsgründen an Orten erforderlich, an denen CO2 produziert, verwendet oder gelagert wird. Vaisala bietet eine große Auswahl an speziellen CO2-Messgeräten, die sich perfekt für spezifische Anwendungen ohne häufigen Kalibrierbedarf eignen.

Erfahren Sie mehr über unsere Produkte für Gewächshäuser und Inkubatoren sowie über unsere HLK-Produkte.

Comment

Dr Bern Doube

Dec 25, 2018
I would like to measure CO2 in soil columns in vertical tubes

How to do this?

Maybe bore a small hole in the wall of the tube
Insert a 10cc syringe needle into the soil
Withdraw 10cc of air
Measure CO2 in the 10 ccs
But how?

Best wishes
Bern

Juhani Lehto

Jan 10, 2019
Dear Dr. Doube

Thank you for your message. I hope the blog we frequently publish has already been helpful and interesting.

Vaisala CO2 instruments are optimized for continuous measurement. The method you described in your question is suggested for a sample based measurement. I have few examples to share with you how our products are utilized in similar measurements:
https://www.vaisala.com/sites/default/files/documents/VIM-G-CO2-Equilibrium-sampling-Application-note-B211768EN.pdf

I know some customers using e.g. Vaisala GMP343 CO2 Probe for sample based measurements. You will find more details about the GMP343 under this link:
https://www.vaisala.com/en/products/instruments-sensors-and-other-measurement-devices/instruments-industrial-measurements/gmp343

Unfortunately, we do not have a direct solution on how to solve the syringe based sample analysis. My suggestion is to see if e.g. the GMP343 with a flow-through sampling could be utilized. The GMP343 internal measurement chamber has a volume of 59 ml ± 1 ml. The possible challenge is to ensure the whole gas volume inside the chamber is changed with the sample, and no ambient air is remaining in the actual measurement. Another product that has similar flow-through sampling but smaller chamber is Vaisala GMP252 Probe that can measure ppm-levels: https://www.vaisala.com/en/products/instruments-sensors-and-other-measurement-devices/instruments-industrial-measurements/gmp252
For %-level measurements an alternative is also available: https://www.vaisala.com/en/products/instruments-sensors-and-other-measurement-devices/instruments-industrial-measurements/gmp251

Generally speaking, the GMP343 is a high-end CO2 instrument that is normally used in similar measurements you described. I hope this would give some insight what products we could offer.

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