Vaisalan CARBOCAP®-teknologia haastaviin ympäristöihin

Vuonna 1997 lanseerattu Vaisala CARBOCAP®-anturi sisältää mullistavan innovaation – erittäin pienikokoisen, sähköisesti säädettävän Fabry-Pérot-interferometrisuodattimen (FPI-suodattimen), joka mahdollistaa sisäisen vertailumittauksen. Tämä luotettava ja vakaa anturi on 1990-luvulta alkaen antanut tarkkoja mittaustuloksia monilla toimialoilla ja monenlaisissa sovelluksissa rakennusautomaatiosta ja turvallisuusalasta life science ‑aloihin ja ympäristötieteen tutkimukseen.

Anturin toiminta

Kullakin kaasulla on infrapuna-alueella ominaisabsorbanssikaista, jonka aallonpituus määräytyy kaasun mukaan. Kun infrapunasäteily ohjataan mitattavaa kaasua sisältävään kaasuseokseen, osa säteilystä absorboituu. Kaasuseoksen läpäisevän säteilyn määrä vaihtelee siis mitattavan kaasun määrän mukaan. Tämä voidaan havaita infrapuna-anturilla.

Vaisalan CARBOCAP®-anturissa on sähköisesti säädettävä FPI-suodatin. Tällä mikromekaanisella suodattimella voidaan paitsi mitata kaasun absorptiota myös tehdä vertailumittaus sellaisella aallonpituudella, jolla ei tapahdu absorptiota. Vertailumittauksia tehtäessä FPI-suodatin säädetään sähköisesti siirtämään ohituskaista absorptioaallonpituudelta toiselle aallonpituudelle. Vertailumittauksella voidaan kompensoida mahdolliset muutokset valonlähteen intensiteetissä sekä lian ja muun kontaminaation vaikutukset optiseen polkuun. Tämä ominaisuus varmistaa CARBOCAP®-anturin erittäin vakaan toiminnan myös pitkällä aikavälillä.

Mittalaitteita, jotka mittaavat useilla absorptio- ja vertailuaallonpituuksilla yhden valonlähteen avulla, sanotaan yksisäteisiksi monen aallonpituuden mittalaitteiksi. Teknologiaa käytetään monissa kalliissa analysaattoreissa. Se, mikä tekee CARBOCAP®-anturista ainutlaatuisen, on sen mikrokokoinen FPI-suodatin, jonka ansiosta anturi voi suorittaa monen aallonpituuden mittaukset yhdellä ilmaisimella. Anturin pienen koon ansiosta tätä edistynyttä teknologiaa voidaan käyttää pienissä mittapäissä, moduuleissa ja lähettimissä.

Hiilidioksidimittausten tyypilliset käyttösovellukset

Vaisalan CARBOCAP®-anturitekniikka sopii hyvin monenlaisiin sovelluksiin, mutta koska loppuasiakkaiden tavoitteet ovat erilaiset eri teollisuussovelluksissa, tuotelinja määrittää, miten anturitekniikka toteutetaan. Hiilidioksidia mittaavissa tuotteissa tekniikkaa käytetään sekä ppm (miljoonasosa) ‑arvojen että prosenttitasojen mittauksissa. Hiilidioksidi voi olla haitallista ihmisille korkeina pitoisuuksina, koska se korvaa happea. Hiilidioksidia esiintyy prosenttitasolla vain suljetuissa prosesseissa, kuten käymisessä ja tarkasti säädellyissä varasto-olosuhteissa. Prosenttitason mittaukset ovat tyypillisiä myös life science ‑sovelluksissa, kuten CO₂-inkubaattoreissa.

Normaalisti ilmassa on hiilidioksidia ppm-tasoilla. Yksi tyypillisistä CARBOCAP®-sovelluksista on ilmastoinnin hallinta rakennuksissa, eläinsuojissa ja kasvihuoneissa. Alueilla, joilla käsitellään suuria määriä hiilidioksidia, hälytystoiminnolla varustettu hiilidioksidimittari on tärkeä turvallisuusvarotoimi. CARBOCAP®-anturi on suosittu valinta myös ympäristömittaussovelluksissa, kuten biokaasun prosessilinjoissa, joissa vaaditaan pitkäaikaista vakautta ja ankarien olosuhteiden kestokykyä. Biokaasualalla teknologiaa käytetään monikaasumittauksissa, sillä se auttaa myös parantamaan metaanin laatua prosessissa.

Tuote-esimerkkejä

CARBOCAP®-anturitekniikkaa käyttävien Vaisalan mittalaitteiden valikoima sisältää kannettavia mittalaitteita, mittausmoduuleita ja teollisuuslähettimiä sekä hiilidioksidin että usean kaasun
mittausratkaisuihin.