Uraauurtava plasmatutkimus Belgradin fysiikkainstituutissa hyödyntää Vaisalan kosteusmittausteknologiaa

Submitted by Anonyymi (not verified) on
Tutkija Andjelija Petrovic työssään.
Teollisuusmittaukset
Innovaatio ja inspiraatio
Belgrad
Serbia

Plasma – yksi neljästä aineen olomuodosta kiinteän, nestemäisen ja kaasumaisen ohella – koostuu positiivisista ioneista, negatiivisista elektroneista, neutraaleista molekyyleistä, UV-valosta sekä virittyneistä molekyyleistä, joilla voi olla valtava määrä sisäistä energiaa. Plasmaa tehdään kaasusta samalla tavalla kuin kaasua nesteestä ja nestettä kiinteästä aineesta: käyttämällä energiaa.


Normaaleissa ympäristöolosuhteissa toimivista plasmoista on viime vuosina tullut arvokas ja yhä suositumpi työkalu tieteellisessä tutkimuksessa. Belgradin fysiikkainstituutissa Serbiassa Vaisalan kompaktit DMT143-kastepistelähettimet auttavat tutkijoita heidän tutkimuksissaan uusien sovelluskohteiden löytämiseksi normaalissa ilmanpaineessa oleville plasmoille. Tällainen sovelluskohde on esimerkiksi syöpäsolujen käsittely.

Monipuolinen työkalu biolääketieteen sovelluksiin

Belgradin fysiikkainstituutti on yksi Euroopan huomattavimmista plasmatutkimuksen osaamiskeskuksista, ja siellä on yhteensä 25 laboratoriota ja 200 henkilön tutkimushenkilöstö. Eräs näistä Serbian opetusministeriön rahoittamista laboratorioista keskittyy sovellettuun tutkimukseen, jossa käytetään matalapaineisia, huoneenlämpöisiä plasmoja. Siinä Vaisalan kastepistelähetinteknologialla on tärkeä rooli uusissa tieteellisissä läpimurroissa.

”Kuluneella vuosikymmenellä on nähty normaalissa ilmanpaineessa olevien kylmien (huoneenlämpöisten) plasmojen yleistyminen monenlaisissa sovelluksissa, kuten lääketieteen ja maatalouden tutkimuksessa”, tutkija Andjelija Petrovic selittää. ”Toisin kuin kuumat plasmat, jotka voivat vaurioittaa biologisia näytteitä, kylmät plasmat ovat turvallisia käyttää näillä aloilla. Ne voivat auttaa idättämään siemeniä ja tappamaan syöpäsoluja koskematta terveisiin soluihin”, hän jatkaa. Muita sovelluksia tällaisille plasmoille ovat haavojen hoito, patogeenien kuten bakteerien ja virusten tekeminen vaarattomiksi, lääkinnällisten laitteiden sterilointi sekä veden dekontaminointi.

Kosteuden voima

Plasman vaikutuksia voi manipuloida säätämällä typen ja atomaarisen hapen osuutta kaasuseoksessa, käytetyn energian määrää ja lähdettä, painetta, kosteutta ja muita tekijöitä. Plasmateknologia on nykyään yleistä hyvin monenlaisilla aloilla, kuten autoteollisuudessa, mikroelektroniikassa, pakkausteollisuudessa sekä lääkinnällisissä laitteissa, ja plasmaa on säädettävä niiden erilaisiin tarpeisiin.

”Kosteuden mittaus ja valvonta plasmajärjestelmissä on hyvin tärkeää. Kosteus on tärkeässä osassa plasman kemiallisissa prosesseissa, koska veden (H2O) dissosiaatio mahdollistaa monenlaisia myöhempiä plasman kemiallisia reaktioita”, Petrovic sanoo. ”Vesireaktioista peräisin olevat tuotteet, kuten hydroksyyliradikaali (OH), atomaarinen happi (O) ja vetyperoksidi (H2O2) aiheuttavat oksidatiivista stressiä biologisiin näytteisiin”, Petrovic selittää. ”Biolääketieteen sovelluksissa kosteuden muutoksella on vaikutusta plasman lisäksi käsiteltäviin biologisiin kohteisiin, jotka voivat olla soluja tai solurakenteita, nesteitä tai siemeniä.”

Process

Vaisala DMT143 – luotettu tiimin jäsen

Petrovicin tiimin plasmatutkimusten pienen mittakaavan vuoksi Vaisalan pienikokoinen kastepistelähetin DMT143 on niihin ihanteellinen valinta. ”Kaasu syötetään pullosta lasiputkeen, joka on halkaisijaltaan vain 6 mm ja pituudeltaan 20 cm ja jossa on sisällä kaksi elektrodia kaasun sytyttämistä varten”, Petrovic selittää. ”DMT143 asennetaan putkitukseen kaasupullon ja reaktioputken välille. Voimme nähdä sen avulla ennen kaasun syötön aloittamista tarkasti, mitä kosteustasolle tapahtuu, ja näemme, miten kosteus vaikuttaa kaasuvirtaan. Kun sytytämme kaasun plasman muodostamiseksi, voimme sitten DMT143:n mittausten avulla säätää kosteutta tarkasti saadaksemme halutun vaikutuksen plasman kemiaan.” Katso kuva yllä.

Laboratoriossa on kaksi Vaisalan DMT143-laitetta, ja ne ovat olleet käytössä noin kuusi vuotta. ”Tarkat kosteusmittaukset ovat ensiarvoisen tärkeitä työssämme, ja olemme luottaneet niissä Vaisala DMT143-lähettimiimme jo vuosien ajan. Lähettimet ovat hyvin helppokäyttöisiä, ja niiden pienen koon ansiosta voimme integroida ne järjestelmään muuttamatta tutkimusasettelua sekä vaihtaa niiden paikkaa tarpeen mukaan”, Petrovic selittää.

Kun Petrovic tiimeineen jatkaa uusien plasman sovelluskohteiden tutkimustaan, heidän Vaisala DMT143 ‑laitteensa ovat edelleen tärkeässä roolissa uusien tieteellisten läpimurtojen tekemisessä tällä lupaavalla tutkimusalalla.

Lue lisää DMT143:sta tai ota meihin yhteyttä.

Lue artikkeli PDF-muodossa.

Kaikki kuvat: Belgradin fysiikkainstituutti, Serbia.

Aiheeseen liittyvät tuotteet

Digitaalisen Modbus-tiedonsiirron edut verrattuna analogisen signaalin lähetykseen

Submitted by maaret.helenius on
Piirilevy
Teollisuustuotanto ja -prosessit
Teollisuusmittaukset
Life Science

Vaikka analogisilla mittapäillä ja analogisella tiedonkeruuteknologialla on paljon tarjottavanaan, niihin liittyy myös erinäisiä riskejä. Modbus on digitaalinen tiedonsiirtoprotokolla, joka ratkaisee monet näistä ongelmista. Tämä on ensimmäinen blogikirjoitus kolmen Modbusia koskevan kirjoituksen sarjasta. Tässä kirjoituksessa esittelemme tämän laajalti käytetyn kenttäväyläprotokollan, kerromme sen eduista sekä tarkastelemme, miten sitä käytetään Vaisalan laitteissa.

Mikä on Modbus?
Modiconin vuonna 1979 kehittämä Modbus on yksi vanhimmista kenttäväyläprotokollista. Alkuperäisenä tarkoituksena oli luoda avoin protokolla. Tämän onnistuneen strategian johdosta Modbus on nyt alan standardiprotokolla, ja useimmat PLC-ohjausjärjestelmien valmistajat tukevat sitä, koska sen käyttöön ei tarvita lisenssejä eikä omistusoikeudellisia laitteita ja sen käyttäminen ohjausjärjestelmässä on maksutonta. Vaisalan tuotteissa käytetään joko Modbus RTU ‑protokollaa, joka perustuu joko RS-232- tai RS-485-protokollaan, tai Modbus TCP/IP ‑protokollaa, joka käyttää Ethernet-verkkoa. Yksi mahdollinen Modbus-protokollan haittapuoli erityisesti tiedonsiirrossa sarjaväylän kautta (RS-485) on, että jos kokoonpanossa on samassa verkossa käytössä usean eri valmistajan mittalaitteita, niiden välillä voi esiintyä yhteensopivuusongelmia. 

Vaisala Indigo201 ‑analogilähetin
Vaisalan Indigo-alustaa käytetään laajalti monenlaisissa haastavissa teollisuussovelluksissa. Tuote koostuu analogisesta lähettimestä sekä siihen kytketystä älykkäästä, vaihdettavasta mittapäästä, joka mittaa esimerkiksi suhteellista kosteutta, lämpötilaa, kastepistettä sekä hiilidioksidi- tai vetyperoksidipitoisuutta. Indigo-yhteensopiva mittapää, jota voi käyttää myös itsenäisenä yksikkönä ilman lähetintä, suorittaa kaikki laskelmat ja mittaukset digitaalisesti. Mittapää välittää tiedot lähettimeen, joka lähettää ne sitten PLC-ohjausjärjestelmään analogisessa muodossa.

Indigo201


Analogisen signaalin lähetyksen ongelma
Tyypillisesti digitaalisessa kosteusmittapäässä – tässä tapauksessa Vaisala HMP3 ‑mittapäässä – on kaksi anturia: yksi, joka mittaa lämpötilaa, kuten PT100-anturi, ja toinen, joka mittaa suhteellista kosteutta, esimerkiksi Vaisala HUMICAP® ‑anturi. Varsinaisesti nämä anturit itse asiassa mittaavat vastuksen ja kapasitanssin muutoksia. Mittapää muuntaa analogiset signaalit digitaalisiksi tiedoiksi, tekee tarvittavat laskelmat lämpötilan ja suhteellisen kosteuden saamiseksi ja lähettää tarkat digitaaliset tiedot analogiseen Indigo201‑lähettimeen. Lähetin muuntaa tämän signaalin sitten takaisin analogiseen muotoon, jossa se voidaan lähettää analogisen kaapelin kautta PLC-ohjausjärjestelmään. Siellä se muunnetaan takaisin digitaalisiksi tiedoiksi käsittelyä ja tallennusta varten.

Kuten odottaa sopii, digitaalisten tietojen muuntaminen analogiseen muotoon lähettimessä ja sitten takaisin digitaaliseen muotoon PLC-järjestelmässä tai muussa ohjausjärjestelmässä aiheuttaa ylimääräisiä mahdollisen virheen lähteitä. Tarkkojen mittausten varmistaminen on tärkeää sekä laadun että säännösten noudattamisen kannalta, ja yksi tapa minimoida virheet on käyttää digitaalista tiedonsiirtoa. Tässä Modbus astuu kuvaan mukaan.

Modbus-protokollan edut 
Samat mittapäät, joita voi käyttää Indigo201-lähettimen kanssa, ovat yhteensopivia myös digitaalisen Modbus RTU ‑tiedonsiirtoprotokollan kanssa. Koska Modbus käyttää digitaalista tiedonsiirtoa, mittapää voi suhteellisen kosteuden ja lämpötilan lisäksi mitata myös monia muita parametreja, kuten kastepistettä tai huurrepistettä, absoluuttista kosteutta, sekoitussuhdetta, märkälämpötilaa ja entalpiaa. Lisäksi voidaan lähettää muita tietoja, kuten laitteen tila, sarjanumero ja tarkistussumma. Tiedonkeruujärjestelmällä voidaan vertailla tarkistussummaa mittalaitteen alkuperäiseen arvoon ja havaita tämän avulla mahdolliset asetusmuutokset. On myös mahdollista kytkeä useita mittapäitä samaan verkkoon. Analogisella järjestelmällä tämä vaatisi huomattavaa määrää lisäkaapeleita ja I/O-moduulien asentamista PLC-järjestelmään. Modbus vähentää myös tietovirheiden riskiä minimoimalla analogisten ja digitaalisten tietojen väliset muunnokset. Siksi se on erinomainen valinta digitaalisten tietojen välittämiseen.

Lähetin ei ole pelkästään muunnin analogisesta digitaaliseen protokollaan 
Vaikka Indigo-yhteensopivia mittapäitä voi käyttää itsenäisinä mittalaitteina, paras käytettävyys saavutetaan usein käyttämällä niiden kanssa lähetintä, joka tarjoaa paikallisen käyttöliittymän, näytön sekä erilaisia virtalähdevaihtoehtoja. Joidenkin näistä lähettimistä kanssa saa myös digitaalisen tiedonsiirron edut. Indigo202-lähetin käyttää samaa Modbus RTU ‑protokollaa kuin mittapää, ja Indigo500-sarjan lähettimet käyttävät tiedonsiirtoon Modbus TCP/IP ‑protokollaa. 

Lisätietoja saat katsomalla englanninkielisen Modbus 101 ‑webinaarin tai ottamalla meihin yhteyttä.
 

Aiheeseen liittyvät tuotteet
Indigo520 mittapään kanssa

Indigo500-sarjan lähettimet

Vaisalan Indigo500‑sarjan lähettimet ovat isäntälaitteita Vaisalan Indigo-yhteensopiville itsenäisille älykkäille mittapäille. Indigo500-sarjaan kuuluvat monikäyttöinen Indigo520-lähetin ja perustoiminnot sisältävä Indigo510-lähetin.

Comment

victor m pliego aguilar

11. Loka 2021
excelente y amigable

Kirjoita kommentti

Täyttämällä lomakkeen, hyväksyt Vaisalan Tietosuojalausunnon.

Tarkan kosteusmittauksen varmistaminen teollisuusprosesseissa

Profile picture for user tiina.vainio
Submitted by tiina.vainio on
Konepaja
Rakennukset ja sisäilman laatu
Kasvihuoneet ja sisäviljely
Teollisuustuotanto ja -prosessit
Teollisuusmittaukset
Innovaatio ja inspiraatio
Life Science
Vastuullisuus

Oli kyseessä sitten auto-, elintarvike-, lääke-, teräs- tai kemikaaliteollisuus, kosteusmittaus on tärkeässä asemassa monissa teollisissa prosesseissa. Kun tarvitaan satoja tai jopa tuhansia mittauspisteitä, on erittäin tärkeää varmistaa mittausten vakaus, tarkkuus ja luotettavuus.

Tämä voi olla hankalaa ympäristöissä, joissa on korkea suhteellinen kosteus (yli 90 %RH). Kun suhteellinen kosteus on korkea, kaikki kohteet – kosteusanturit mukaan lukien – ovat todennäköisesti lähellä kondenssia. Tällaisessa ympäristössä höyrynpainegradientti ei riitä varmistamaan nestemäisen veden tehokasta haihtumista anturin pinnalta. Anturi saattaa jäädä märäksi useiksi minuuteiksi, mikä aiheuttaa pitkän mittauskatkoksen vielä sen jälkeen, kun ympäristön suhteellinen kosteus on jo laskenut.

Wood drying in containers

Modulaariset mittapäät ja lähettimet

Varmistaakseen mittausten vakauden ja luotettavuuden hankalimmissakin teollisuusympäristöissä Vaisala on kehittänyt modulaaristen Indigo500-lähettimien perheen, joka on yhteensopiva alan johtavien mittapäidemme kanssa. Valikoimassamme on ratkaisuja kaikkiin teollisuussovelluksiin ja jopa ulkomittauksiin. Esimerkiksi Vaisalan lämmitettyä mittapääteknologiaa käyttävät kosteusmittapäät antavat luotettavia ja tarkkoja mittaustuloksia jopa ympäristöissä, joiden suhteellinen kosteus on 100 %RH. Indigo500-sarja tukee myös lämpötilan, kastepisteen, öljyn kosteuden, hiilidioksidin (CO2) ja höyrystyneen vetyperoksidin (H2O2) mittapäitä, mikä tuo joustavuutta mittauksiin. 

Sovelluksesta riippumatta kaikki Indigo-mittapäät ovat erittäin tarkkoja, luotettavia ja stabiileja myös pitkällä aikavälillä, joten voit havaita heikoimmatkin signaalit ja tehdä aiempaa parempia, tarkkoihin tietoihin perustuvia päätöksiä oikeaan aikaan. 

Esittelyssä Indigo510 

Indigo500-sarjan ensimmäinen tuote oli Indigo520, joka tarjoaa laajan valikoiman mukautusvaihtoehtoja ja ominaisuuksia, kuten kahden mittapään tuen. Haastaviin teollisuusympäristöihin suunnitellun lähettimen erittäin kestävä metallikotelo on osoittanut suojaustehonsa useissa sovelluksissa eri puolilla maailmaa. Tarjoamme nyt toisen, yhtä kestävän vaihtoehdon asiakkaille, jotka eivät tarvitse Indigo520-lähettimen koko toimintovalikoimaa ja joilla on tarve vain yhdelle mittapäälle. 

Uusi Indigo510 on kehitetty samalle alustalle, ja siinä on sama metallikotelo, ohjelmisto, näyttö ja modulaarisuus kuin huippuluokan Indigo520-lähettimessä. Uudessa lähettimessä on yhden Vaisalan mittapään modulaarinen tuki (eli mittapään tyyppiä voidaan vaihtaa tarvittaessa), kaksi analogista lähtöä. Laite toimii tasajännitteellä. Lähettimen laatu ja alan johtava mittauskyky ovat samat kuin 520-mallissa, mutta pienempi määrä toimintoja kääntyy edullisemmaksi hinnaksi. Siksi Indigo510 on erinomainen ratkaisu sovelluksiin, joissa yksi muuttuja (esimerkiksi kosteus) on mitattava tarkasti ja luotettavasti haastavissakin olosuhteissa. Indigo510-asiakkaat hyötyvät myös lähettimen säännöllisistä alustapäivityksistä ja ohjelmistoparannuksista. 

Yhdessä Vaisalan Insight-ohjelmiston kanssa Indigo-lähettimet ja ‑mittapäät muodostavat vahvan ekosysteemin, joka varmistaa toimintojen energiatehokkuuden ja turvallisuuden sekä lopputuotteen korkean laadun.  

Lue lisää Indigo-tuoteperheestä tai ota meihin yhteyttä ja pyydä lisätietoja.

Aiheeseen liittyvät tuotteet
Indigo520 mittapään kanssa

Indigo500-sarjan lähettimet

Vaisalan Indigo500‑sarjan lähettimet ovat isäntälaitteita Vaisalan Indigo-yhteensopiville itsenäisille älykkäille mittapäille. Indigo500-sarjaan kuuluvat monikäyttöinen Indigo520-lähetin ja perustoiminnot sisältävä Indigo510-lähetin.

Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP4 is designed for high-pressure applications

Kosteus- ja lämpötilamittapää HMP4

Kosteus- ja lämpötilamittapää Vaisala HUMICAP® HMP4 on suunniteltu korkeapaineisiin sovelluksiin, kuten merenkulun, hengitysilman ja teollisten sovellusten paineilmajärjestelmiin, joissa mittausten suorituskyky ja kemikaalinkestävyys on oleellista.

Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP5 is designed for high temperature applications

Suhteellisen kosteuden ja lämpötilan mittapää HMP5

Vaisalan HUMICAP®-kosteus- ja lämpötilamittapää HMP5 on suunniteltu korkean lämpötilan sovelluksiin, kuten leivinuuneihin, pastakuivaimiin, keramiikkauuneihin ja teollisiin kuivausuuneihin, joissa mittalaitteelta vaaditaan erityisen hyvää suorituskykyä ja kemikaalikestävyyttä.

HMP8 and HMP8L

Suhteellisen kosteuden ja lämpötilan mittapää HMP8

Vaisalan HUMICAP®-kosteus- ja lämpötilamittapää HMP8 on suunniteltu paineistettuihin sovelluksiin paineilmajärjestelmissä, jäähdytyskuivaimissa ja muissa paineistetuissa teollisuussovelluksissa, joissa mittapäältä vaaditaan säädettävää asennussyvyyttä putkilinjaan sekä helppoa asennusta ja poistoa.

The Compact Vaisala HUMICAP® Humidity and Temperature Probe HMP9 is designed for easy installation in rapidly changing environments.

Kompakti kosteus- ja lämpötilamittapää HMP9

Helposti asennettava Vaisala HUMICAP® -kosteus ja -lämpötilamittapää HMP9 on suunniteltu nopeasti muuttuviin olosuhteisiin, joissa nopea vasteaika, mittaussuorituskyky ja kemikaalien sieto ovat tärkeitä asioita.

Vaisala Temperature Probe TMP1 is designed for demanding temperature measurements in industrial applications.

Lämpötilamittapää TMP1

Vaisalan lämpötilamittapää TMP1 on suunniteltu vaativiin lämpötilamittauksiin teollisissa sovelluksissa, kuten lääketeollisuudessa ja kalibrointilaboratorioissa, joissa tarkkuus ja varmuus ovat välttämättömiä.

Vaisala DRYCAP® Dew Point and Temperature Probe DMP5 is designed for in-line humidity measurement in industrial drying applications.

Kastepisteen ja lämpötilan mittapää DMP5

Vaisalan DRYCAP®-kastepiste- ja lämpötilamittapää DMP5 on suunniteltu prosessilinjaston kosteusmittauksiin teollisissa kuivaussovelluksissa, joissa on korkeat lämpötilat ja laaja kastepisteen mittausväli.

Probe head and probe body of the DMP6 for very high temperatures

Kastepisteen mittapää DMP6

Vaisalan DRYCAP®-kastepiste- ja lämpötilamittapää DMP6 on suunniteltu prosessilinjaston kosteusmittauksiin teollisissa kuivaussovelluksissa, joissa on erittäin korkeat lämpötilat ja laaja kastepisteen mittausväli.

Indigo Selector screenshot

Indigo Selector

Käytä Indigo Selector -tuotevalitsinta ja löydä sopivat Indigo-tuoteperheen mittapää- ja lähetinyhdistelmät.

Kokeile tuotevalitsinta

Kirjoita kommentti

Täyttämällä lomakkeen, hyväksyt Vaisalan Tietosuojalausunnon.

Höyrystyneen vetyperoksidin mittapäät ja analogiset liitännät

Profile picture for user janice.bennett
Submitted by janice.bennett on
Höyrystyneen vetyperoksidin anturin analogiset liitännät
Teollisuustuotanto ja -prosessit
Teollisuusmittaukset
Life Science
Tässä videoblogissa tuoteinsinööri Joni Partanen näyttää, miten höyrystyneen vetyperoksidin mittapää HPP270 liitetään ja testataan analogialähtötilassa. HPP270-mittapäät voidaan yhdistää myös digitaalisesti, ja siitä aiheesta on erillinen video. Tässä esittelyssä keskitymme mittapään liittämiseen ohjausjärjestelmään analogisten mA-lähtöjen avulla.
 Katso video koko näytön tilassa napsauttamalla tätä.
 
 
Auki kirjoitettu suomennos:
Minulla on tässä HPP270-mittapää höyrystyneen vetyperoksidin mittaamiseen biodekontaminaatioprosesseissa. Se mittaa vH2O2-pitoisuutta ja kosteutta suhteellisena saturaationa. Tämän mittapään kytkemiseksi ohjaus- tai tiedonhankintajärjestelmään on kaksi eri tapaa. Voit liittää sen itsenäisenä mittapäänä tai käyttää Vaisalan isäntälaitetta (Indigo-lähettimet), jotka tarjoavat lisäominaisuuksia.
 
Itsenäisessä mittapäässä on kaksi analogista lähtöä. Sen voi myös yhdistää käyttämällä digitaalista Modbus RTU ‑tietoliikennettä (katso video tästä menetelmästä). Jos päätät käyttää Vaisalan Indigo 200- tai Indigo 500 ‑sarjan lähettimiä, saat käyttöösi lisäominaisuuksia, kuten paikallisen näytön, lisää analogisia lähtöjä sekä lisää digitaalisen tietoliikenteen vaihtoehtoja.
 
Lue lisää Indigo-lähettimistä tästä blogista: ”Tarvitsenko Indigo-lähettimen vai vain Indigo-mittapään?”
Tämä on esittely HPP270-mittapään käytöstä itsenäisenä mittapäänä käyttäen analogisia lähtöjä. Mittapäässä on kaksi analogista lähtöä. Ensimmäinen mittapää mittaa höyrystyneen vetyperoksidin pitoisuutta. Oletusarvon mukaan se mittaa vH2O2-pitoisuuksia välillä 0–2 000 ppm. Toinen kanava mittaa suhteellista saturaatioprosenttia välillä 0–100 %. R.S.
Analogisten lähtöjen lisäksi on liitäntä kemikaalien puhdistustoimintoa varten. Tämä toiminto on tärkeä HPP270-sarjan mittapäiden stabiiliuden ja tarkkuuden ylläpitämistä varten. Jos minulla ei ole sitä toteutettuna yksinkertaisessa automaatiojärjestelmässäni, luotan aikavälipuhdistussykliin, jossa puhdistus tapahtuu 24 tunnin välein.
 
Olen konfiguroinut automaatiojärjestelmän niin, että se vastaa tämän mittapään analogisten lähtöjen asetuksia. Seuraava tehtävä on signaalien tarkistus. Tätä esittelyä varten haluan tarkistaa, että mittapäästä tuleva arvo 1 000 ppm saapuu automaatiojärjestelmään oikein ja että meillä on 50 %:n suhteellinen saturaatio. Simuloidaan siis näitä arvoja. Käytän USB-kaapelia ja kannettavaa tietokonetta (jossa on asennettuna Insight PC-ohjelmisto). Kun mittapää on kytketty ja tunnistettu, se aloittaa puhdistussyklin. Me emme ole kiinnostuneita puhdistuksesta juuri nyt, vaan haluamme testata analogiset lähdöt. Siirrymme siis Insight PC-ohjelmistossa kohtaan ”configure device” (konfiguroi laite).
 
[3:57] Valitaan analoginen lähtö yksi. Tämä on konfiguroitu vetyperoksidia varten. Kohdassa ”Output parameter” (Lähtöparametri) voimme valita erityisen parametrin: A-testi. Sitten meidän on määritettävä testin lähtötaso. Haluamme testata arvon 1 000 ppm, ja meidän on asetettava testin lähtötasoksi 12 000 milliampeeria. Suhteellista saturaatiota varten konfiguroimallemme analogiselle lähdölle kaksi muutamme myös arvoksi ”A Test” asettaaksemme mittapään simulaatiotilaan. Sitten asetamme testin lähtötasoksi 4 000 milliampeeria, joka vastaa 0 %:n suhteellista saturaatiota. Tallennetaan sitten nämä testiasetukset.
 
[4:57] Nyt voimme kytkeä mittapään takaisin automaatiojärjestelmään, jotta voimme nähdä simulaatioarvot. Kanava yksi lähettää nyt 12 milliampeerin signaalia, joka vastaa arvoa 1 000 ppm. Automaatiojärjestelmämme lukee sen oikein. Kanava kaksi lähettää nyt neljän milliampeerin signaalia, joka vastaa 0 %:n suhteellista saturaatiota. Automaatiojärjestelmät ja analogiset signaalit yleisesti eivät ole täydellisiä; siksi meillä on pientä signaalivirhettä (1 001 ppm ja –0,03 % RS), mutta aika lähellä ollaan.
 
[5:50] On tärkeää siirtää mittapäät takaisin mittaustilaan. Sitä varten kytken mittapäät uudelleen tietokoneeseeni, jotta voin poistaa asettamani simulointiarvot käyttämällä Insight-ohjelmistoa. Kun mittapää on kytketty, puhdistussykli alkaa automaattisesti. Palataan takaisin kohtaan ”Configure settings” (Konfiguroi asetukset). Lähtöparametri oli vetyperoksidi nollasta 2 000:een, se on oikein. Kanava kaksi oli suhteellinen saturaatio 0–100 %. Tallennetaan siis nämä asetukset, jotta mittapää palaa lähettämään haluamiamme arvoja.
 
[6:53] Kytketään seuraavaksi mittapää automaatiojärjestelmäämme. Kuten aina, kun tämä mittapää kytketään, se aloittaa puhdistusjakson. Puhdistus kestää noin kaksi minuuttia. Voimme nähdä, että analogiset lähdöt lähettävät nyt 3,6 milliampeerin signaalia, mikä merkitsee, että reaaliaikaista lukemaa ei ole saatavilla. Keskeytän videon ja palaan, kun puhdistus on valmis ja olemme valmiit suorittamaan online-mittauksia.
 
[7:38] Tämä oli esittely HPP270-mittapään (HPP272-malli) käytöstä itsenäisenä mittapäänä käyttäen analogisia lähtöjä. On myös toinen vaihtoehto käyttöön itsenäisenä mittapäänä: digitaalinen Modbus RTU ‑tiedonsiirto. Voit katsoa videon siitä täältä...

Jos sinulla on kysyttävää, kirjoita kysymyksesi alla oleviin kommenttikenttiin.
Aiheeseen liittyvät tuotteet
Indigo520 mittapään kanssa

Indigo500-sarjan lähettimet

Vaisalan Indigo500‑sarjan lähettimet ovat isäntälaitteita Vaisalan Indigo-yhteensopiville itsenäisille älykkäille mittapäille. Indigo500-sarjaan kuuluvat monikäyttöinen Indigo520-lähetin ja perustoiminnot sisältävä Indigo510-lähetin.

Valvonta ja ohjaus älykkäällä vH2O2-anturiteknologialla

Tässä englanninkielisessä webinaarissa kerromme, kuinka voit toteuttaa vH2O2-prosessien valvonnan ja ohjauksen Vaisalan PEROXCAP®-teknologiaa hyödyntävien HPP270-sarjan mittapäiden ja Indigo-lähettimien avulla.
 
Käsittelemme vH2O2-biodekontaminaation tehokkuuden kannalta tärkeitä muuttujia ja näytämme, miten voit estää kalliit ja aikaa vievät ei-toivotut olosuhteet.
 

Comment

Muhammad Saeed Gohar

31. Touko 2021
we are required to monitor the contents/residue of H2O2 in water lines after sanitization of water system.

Janice Bennett-Livingston

31. Touko 2021
Dear sir,
Thank you for your question!
I have passed your enquiry along to our sales team. A Vaisala representative will reach out to you by email.

Kirjoita kommentti

Täyttämällä lomakkeen, hyväksyt Vaisalan Tietosuojalausunnon.

Höyrystyneen vetyperoksidin mittapäät ja Modbus-tiedonsiirto

Profile picture for user janice.bennett
Submitted by janice.bennett on
Video HPP270-mittapään asentamiseen Modbus-yhteyden kautta
Teollisuustuotanto ja -prosessit
Teollisuusmittaukset
Life Science
Tässä videoblogissa tuoteinsinööri Joni Partanen näyttää kuinka höyrystyneen vetyperoksidin mittapää HPP270 yhdistetään käyttämällä Modbus-protokollaa. Modbus on tiedonsiirtoprotokolla, jota käytetään tietojen siirtoon elektronisten laitteiden välillä sarjaväylän kautta. Tietoja pyytävää laitetta kutsutaan Modbus-isäntälaitteeksi, ja tietoja lähettävät laitteet (tässä tapauksessa HPP270-mittapää) ovat Modbus-orjalaitteita.
 

 
Auki kirjoitettu suomennos:
 
Vaisalan HPP272-mittapää kykenee viestimään käyttämällä digitaalista Modbus RTU ‑tietoliikennettä. Jos Modbus ei ole sinulle entuudestaan tuttu, pääset alkuun tämän videon ohjeilla. Tarvitset USB-kaapelin tietoliikenteeseen mittapään kanssa sekä Vaisalan Insight PC‑ohjelmiston. Tämän kaapelin avulla voi myös esitellä ja testata RS485-tiedonsiirtoprotokollaa, johon Modbus RTU pohjautuu.
 
Tarvitaan tietokone, jossa on asennettuna Insight-ohjelmisto, sekä kaapeli, jolla mittapää yhdistetään. Insight-ohjelmisto tunnistaa mittapään automaattisesti. Ensin etsitään sarjaportti, johon tämä mittapää on yhdistetty.
 
Avaa Windowsissa Laitehallinta ja etsi portit kohdasta COM & LPT. Sieltä löydät Vaisalan laitteen. Oman tietokoneeni kokoonpanossa portti on COM 11. Sinulla on käytössä todennäköisesti jokin muu sarjaportti. Tarvitsemme myös HPP270-mittapään käyttöoppaan. Seuraavaksi tarvitsemme ohjelman, joka pystyy käyttämään Modbus-protokollaa tietoliikenteeseen mittapään kanssa. Löydät tässä videossa mainitut työkalut sivuston modbus.org/ kohdasta Technical Resources (Tekniset resurssit).
 
Voit itse valita, mitä nimenomaista työkalua käytät. Minä käytän tässä modpoll-työkalua, joka on komentorivipohjainen Modbus-isäntäsimulaattori ja testausapuohjelma. Olen jo asentanut tämän ohjelman tietokoneeseeni. Kun kirjoitan komentokehotenäyttöön ”modpoll -h”, näkyviin tulee ohjeosio. Nyt katson ohjeita HPP270:n käyttöoppaasta.
 
Seuraavaksi luon tietoliikenneasetukset. Kirjoitan komentokehotteeseen Modpoll, sitten ”-m rtu” ja ”-a” osoitetta varten. Mittapään oletusosoite on 240. Seuraavaksi määritän pariteetin. Oletuspariteetti on parillinen, mutta tämä Modbus-protokolla ei itse asiassa käytä pariteettia. Muutetaan siis asetusta; kirjoitetaan ”-p none”. Sitten määritämme stop-bitit: ”-s 2”. Tarkistamme HPP270:n käyttöoppaasta rekisterit, joita haluamme lukea.
 
Tämä on Modbus-protokollan etu: voimme lähettää analogisilla lähdöillä vain kaksi arvoa. Mutta kuten voit nähdä käyttöoppaassa olevista osoitemäärityksistä, HPP270-mittapäässä on käytettävissä useita eri parametreja. Luetaanpa siis useita eri arvoja.
 
Aloitetaan rekisteristä yksi: ”-r 1”. Luemme kuusi arvoa: ”-c 6”. Nämä ovat liukulukuarvoja, joten kirjoitetaan ”-t 4:float”. Luemme nyt pitorekistereitä (Modbus-protokolla määrittelee pitorekisterin 16 bittiä leveäksi.)
Seuraavaksi määritämme oikean sarjaportin (tässä tapauksessa COM11).
 
Nyt meillä on joitakin arvoja, mutta ei vielä kaikkia. Voimme nähdä, että kolmas rekisteri antaa lämpötilan arvon. Meillä ei ole vielä kaikkia arvoja siksi, että mittapää on tällä hetkellä puhdistustilassa. Mistä tiedämme tämän? Voimme saada myös tämän tiedon mittapäästä käyttämällä Modbus-protokollaa ja käyttöopastamme.
 
Aloitetaan rekisteristä 513 käyttöoppaan kohdassa Modbus Status registers (Modbus-tilarekisterit). Haluamme lukea tässä kokonaislukuarvoja ja ensimmäinen rekisteri on 16-bittinen, mutta toinen ja kolmas rekisteri ovat 32-bittisiä.
Tällä komennolla voimme nähdä, että on olemassa jonkinlainen ilmoitus. Siirrymme käyttöoppaassa taulukkoon 17 – Error Codes 0203 hex 32 bit (Virhekoodit 0203 heksa 32 bittiä) ja selvitämme, mitä rekisteri 516 meille kertoo. Ja näemme, että puhdistus on meneillään. Odotamme, kunnes puhdistus on valmis, ja sitten voimme lukea muut arvot.
 
HUOMAUTUS: Mittapään puhdistus kestää noin neljä minuuttia. Mittapään puhdistus suositellaan tehtäväksi vähintään 24 tunnin välein silloin, kun virta on kytketty, vaikka mittapää ei olisi jatkuvasti alttiina vetyperoksidille. Puhdistuksen voi tarvittaessa käynnistää milloin tahansa käyttämällä Vaisalan Insight-ohjelmistoa, Modbus-protokollaa (digitaalisessa tilassa) tai M12-liittimen nastaa 5 (analogisessa tilassa).
 
Nyt kun puhdistus on valmis, on aika lukea mittausarvot. Siirrymme käyttöoppaan kohtaan A.4.1 – Measurement data registers (Table 13) (mittaustietojen rekisterit (taulukko 13)). Tämän avulla voimme yhdistää rekisterinumeron mittayksiköihin.
 
Rekisterissä 1 höyrystyneen vetyperoksidin arvo on 7,985 ppm; rekisteri 3 näyttää, että suhteellinen saturaatio on 16,107; rekisteri 5 näyttää, että lämpötila on 24,64 °C; rekisteri 7 näyttää, että suhteellinen kosteus on tällä hetkellä sama kuin suhteellinen saturaatio eli 15,91 RH%. Rekisteri 9 näyttää, että absoluuttisen vetyperoksidipitoisuuden arvo on 11 mg/m3, ja rekisteri 11 näyttää, että kastepiste on –1,9 °C. Nämä ovat hyödyllisiä parametreja...
 
Modbus-protokolla on varsin kätevä, koska voimme saada kaikki nämä parametrit digitaalisesti. Seuraava vaihe olisi tämän tietoliikenteen toteuttaminen PLC-ohjausjärjestelmässä tai muussa ohjausjärjestelmässä. Suosittelen harkitsemaan Modbus-tietoliikenteen käyttöä HPP270-mittapään kanssa, koska sen avulla voit hallita puhdistusta sekä saada kaikki tarvittavat parametrit ja tilasignaalit mittapäästä.
 
Jos sinulla on kysyttävää, kirjoita kysymyksesi alla olevaan kommenttikenttään tai ota yhteyttä meihin.
Seuraavassa videoblogissamme näytetään, miten HPP270-mittapää yhdistetään käyttämällä analogista tiedonsiirtoa.
Joni Partanen

Joni Partanen

Tuotepäällikkö

Joni Partanen toimii Vaisalan tuotepäällikkönä. Hän vastaa kosteuden ja höyrystyneen vetyperoksidin mittaamiseen käytettävistä tuotteista. Hänellä on yli 16 vuoden kokemus prosessiteollisuuden mittausteknologiasta, tuotantotaloudesta ja mittalaitteista. Partasella on insinöörintutkinto automaatiotekniikasta. 

Aiheeseen liittyvät tuotteet
Indigo520 mittapään kanssa

Indigo500-sarjan lähettimet

Vaisalan Indigo500‑sarjan lähettimet ovat isäntälaitteita Vaisalan Indigo-yhteensopiville itsenäisille älykkäille mittapäille. Indigo500-sarjaan kuuluvat monikäyttöinen Indigo520-lähetin ja perustoiminnot sisältävä Indigo510-lähetin.

Englanninkielinen webinaari: Modbus 101

Digitaalinen tiedonsiirto voi kuulostaa monimutkaiselta, kalliilta ja vaikealta toteuttaa. Tässä webinaarissa asiantuntijamme esittelevät Modbus-protokollaa ja vastaavat seuraaviin kysymyksiin:

  • Mitä digitaalinen tiedonsiirto tarkoittaa?
  • Miten digitaalinen tiedonsiirto eroaa analogisista lähdöistä?
  • Mitkä ovat digitaalisen tiedonsiirron edut verrattuna analogisiin lähtöihin?
  • Miten pääsen alkuun?

Katso nyt

Comment

Hannah Sparks

23. Huhti 2021
How do you output data from Modpoll to .csv or .xlsx file?

Janice Bennett-Livingston

21. Touko 2021
Thank you for your question! Joni will reach out to you by email.

Kirjoita kommentti

Kliinisten COVID-19-kokeiden valvonta muuttuu liikkuvaksi

Submitted by janice.bennett on
Mobile Clinical Trial Lab Monitoring with Wireless Data Loggers
Life Science
Kesäkuussa 2020 yhdysvaltalainen lääkevalmistaja käynnisti innovatiivisen projektin, jossa tutkitaan ikääntyneiden COVID-19-potilaiden hoitovaihtoehtoja kliinisten kokeiden avulla. Hoivakodit ovat olleet erityisen haavoittuvaisia COVID-19-tartunnoille, sillä joidenkin lähteiden arvion mukaan Yhdysvalloissa jopa 40 % uuden koronaviruksen aiheuttamista kuolemista koko pandemian aikana on tapahtunut näissä laitoksissa.

Vastatakseen tähän musertavaan tilanteeseen ja varmistaakseen, että hoivakodeissa elävät ikäihmiset olisivat mukana virushoitotutkimuksessa, kliinisen kehityksen ja kliinisten toimitusten asiantuntijoista sekä insinööreistä koostuva tiimi kehitti ajatuksen matkailuautojen muuntamisesta liikkuviksi tutkimusyksiköiksi. Näiden liikkuvien yksiköiden lisäksi räätälöitiin rekkoja kliinisten tutkimustarvikkeiden kuljetusta varten.

Kliiniset kokeet kuuluvat monimutkaisimpiin ja haastavimpiin tieteellisiin hankkeisiin, ja niiden tuottamat tiedot on kerättävä ja suojattava huolellisesti, jottei arvokas tutkimus mene hukkaan. Näytteitä ja muita arvokkaita tutkimusaineistoja sisältävien laboratorioiden olosuhteita on ylläpidettävä tarkasti määritysten mukaisina. Kirjattujen olosuhdetietojen on oltava kattavat ja tarkat.

Kliinisiä kokeita suorittava lääkevalmistaja oli jo aiemmin käyttänyt Vaisalan viewLinc-järjestelmää useiden cGMP-ympäristöjen lämpötilan, kosteuden ja muiden parametrien valvontaan laitoksessaan. Kysymys kuului, voisiko valvontatietoja lähettää viewLinc-järjestelmän dataloggereiden avulla uusista liikkuvista tutkimusyksiköistä takaisin käytössä olevaan viewLinc-järjestelmään, ja voisiko niistä saada myös poikkeamahälytykset. Mikä tärkeintä, pystyisikö Vaisala toimittamaan tällaisen ratkaisun nopeasti?

Vielä ennen COVID-19-pandemiaa kliinisten kokeiden suorittaminen liikkuvissa yksiköissä oli lähes mahdoton ajatus. Langattoman VaiNet-valvontateknologian ja Vaisalan projekti-insinöörien kekseliäisyyden ansiosta lääkevalmistaja sai liikkuvat tutkimusyksikkönsä tien päälle 30 päivässä.
 

Valvontajärjestelmän mobilisointi

Lääkevalmistaja otti yhteyttä Vaisalaan. He tarvitsivat valvontaa jääkaapeille ja pakastimille, jotka oli asennettu liikkuviksi tutkimusyksiköiksi uudelleenkalustettuihin matkailuautoihin. Tutkimusyksiköt matkustaisivat ympäri maata suorittamassa kliinisiä kokeita hoivakodeissa. Pandemian sekä asukkaiden haavoittuvaisen aseman vuoksi liikkuvien tutkimusyksiköiden valvontajärjestelmän toteutukseen varattiin aikaa vain muutama viikko.

Koska jääkaappeja ja pakastimia avattaisiin vähintään kaksikymmentä kertaa päivässä, oli ensiarvoisen tärkeää kirjata niiden lämpötilat muutaman minuutin välein oikeiden olosuhteiden varmistamiseksi. Lämpötilan historiatietojen oli oltava myös automatisoidut, tarkat, kattavat ja helposti raportoitavat. Ihannetapauksessa tiedot säilytettäisiin heillä jo käytössä olevassa validoidussa viewLinc-valvontajärjestelmässä. Tärkein asia oli, että jos lämpötilapoikkeamia esiintyisi, etähenkilöstön olisi saatava siitä välittömästi hälytys sähköpostilla tai tekstiviestillä.
 

Modernin tietoliikenneteknologian hyödyntäminen

Vaisalan projekti-insinöörit käyttivät tavallisia, kaupallisesti saatavia modeemeja usealle VaiNet AP10 ‑tukiasemalle liikkuvien laboratorioiden tietoliikennettä varten. Tämä toteutettiin ilman VPN-yhteyttä, jolloin liikkuvissa tutkimusyksiköissä sijaitsevat tukiasemat saatiin yhdistettyä viewLinc-palvelimeen. Tässä menetelmässä tarvittiin vain modeemi sekä AP10:n omat tietoliikenneominaisuudet.

Langattomat lämpötilan ja kosteuden RFL100-dataloggerit käyttävät Vaisalan omaa VaiNet-teknologiaa. VaiNetin käyttämä modulaatiotekniikka perustuu LoRa™-chirp-hajaspektriin. LoRa™ (Long Range eli pitkä kantama) on vähän energiaa kuluttava laajaverkkoprotokolla (LPWAN-protokolla).
VaiNetin signaalin kantama on sisätiloissa yleensä yli 100 m, ja signaali kykenee helposti läpäisemään seinät ja muut esteet. Ulkotiloissa signaalin kantama on paljon pidempi. Jos tutkimushenkilöstö veisi RFL100-dataloggerit mobiililaboratorioidensa ulkopuolelle, he voisivat kulkea reilusti yli sadan metrin päähän ajoneuvostaan ja säilyttää yhteyden AP10-tukiasemaan. AP10-tukiasema toimii perusasemana langattomille VaiNet-dataloggereille. Tässä kaaviossa on esitetty, miten tietoliikenne toteutetaan mobiilissa VaiNet-sovelluksessa.


Energiaa säästävä, yksinkertainen ja nopea

Sovelluksessa RFL100-lämpötilamittapäät asetettiin jääkaappien ja pakastinten sisälle. AP10 kytkettiin ajoneuvossa olevaan verkkokytkimeen Power over Ethernet (PoE) ‑tekniikkaa hyödyntävällä Ethernet-kaapelilla. Tyypillinen PoE-verkkokytkin tarjoaa verkkoyhteyden lisäksi noin 48–50 voltin jännitteen. Tämä poisti AP10-verkkolaitteiden tasavirtasovittimien tarpeen. Modeemina käytettiin myöskin PoE-yhteensopivaa 4G-modeemia. Tämän ansiosta tarvittiin vain yksi virtalähde koko valvontajärjestelmää varten; verkkokytkin käyttää virtalähdettä ja tarjoaa virran sekä AP10:lle että modeemille PoE:n kautta. Kaikki verkkolaitteet on kuitenkin varustettu virtasovittimilla, ja tarvittaessa AP10:n voi kytkeä suoraan modeemiin.
 
Modeemia käytettiin tietoliikenteeseen AP10:n kanssa, mutta se tarjosi myös paikallisen Internet-yhteyden tietokoneelle ajoneuvon sisällä. 3G/4G-modeemin käyttämisestä AP10:n kanssa on etua, sillä AP10 käyttää erittäin vähän kaistanleveyttä. Vaikka jokainen AP10 voi toimia tukiasemana jopa 32:lle RFL100-dataloggerille, langattoman modeemin kautta kulkee vain vähän tietoa käyttäen hyvin vähän kaistanleveyttä. Koska langattoman modeemin veloitus perustuu käyttöön, tämä oli hyvin kustannustehokas ratkaisu. Modeemi viestii matkapuhelintukiaseman kanssa ja mahdollistaa tietojen lähettämisen Internetin kautta validoituun viewLinc-palvelimeen.
 

Vahvoja yhdessä

Vuonna 2020 kehitettyjä liikkuvia tutkimusyksiköitä käytetään nyt COVID-19:n leviämisalueilla eri puolilla Yhdysvaltoja. Tämä kliininen kokeilu oli ensimmäinen laatuaan ja jyrkkä oppimiskäyrä monille sen toteuttamisessa mukana olleille tutkijoille, projektipäälliköille ja insinööreille. Aikana, jolloin monet ihmiset joutuvat olemaan eristyksissä, harvat meistä ovat niin eristyksissä tai haavoittuvaisessa asemassa kuin hoivakotien asukkaat. Vaisala on ylpeä voidessaan tarjota ratkaisun tutkimusorganisaatiolle, joka pyrkii innovatiivisesti auttamaan hätätilanteessa.

Avaruudessa toimivat anturit

Olemme ylpeitä siitä, että mittausteknologiaamme on matkaamassa avaruuteen Mars-hankkeen Perseverance‑mönkijän mukana. Tämä sama teknologia kehitettiin alun perin monille eri aloille täällä Maassa, esimerkiksi kliinisiin kokeisiin ja rokotteiden valvontaan, lääkkeiden tuotantoon ja jakeluun, sairaaloihin ja veri-/kudospankkeihin sekä moniin teollisuussovelluksiin.
 
Tässä webinaarissa saat tietoja kahdesta Vaisalan tärkeästä anturista: HUMICAP® ja BAROCAP®. Opi lisää näistä antureista, jotka voivat hyvinkin olla jo käytössä yrityksesi teollisuussovelluksissa.