Vaisala PEROXCAP® -tekniikka

Children´s hospital in Helsinki, Finland - Vaisala

Uusi innovaatiomme on PEROXCAP®, jolla mitataan höyrystynyttä vetyperoksidia, lämpötilaa, suhteellista saturaatiota ja suhteellista kosteutta. PEROXCAP®-anturia käytetään HPP272-mittapäässä, joka on tarkoitettu ekologisiin vetyperoksidin biodekontaminaatiosovelluksiin.

Ainutlaatuinen tekniikka mahdollistaa tarkan ja toistettavan mittauksen biodekontaminaatiosyklistä vain yhdellä mittapäällä.

Vaisala PEROXCAP® -anturi, jolla mitataan höyrystynyttä vetyperoksidia, suhteellista saturaatiota ja suhteellista kosteutta

Ainutlaatuinen kapasitiivinen ohutkalvopolymeerianturi toistettavaan mittaukseen

PEROXCAP®-anturiteknologia toimii käyttämällä kahden HUMICAP®-anturin mittauksia. Vaisala HUMICAP -anturit takaavat laadun ja luotettavuuden. Niillä on hyvä maine toistettavuudessa, tarkkuudessa, erinomaisessa pitkän aikavälin stabiilisuudessa ja lähes olemattomassa hystereesissä jopa vaativimmissa korkean pitoisuuden H2O2-sovelluksissa ilmakehän paineessa. HUMICAP-anturi on ohutkalvoinen polymeerianturi, joka koostuu alustasta johon laitetaan ohut polymeerikalvo kahden johtavan elektrodin väliin. Polymeerikalvo absorboi tai vapauttaa höyryä ympäristön kosteuden muuttuessa. Kun kosteustaso muuttuu, polymeerikalvon eristeominaisuudet sekä anturin kapasitanssi muuttuvat. Laitteen elektroniikka mittaa anturin kapasitanssin ja muuntaa sen kosteuslukemaksi. Ylempi elektrodi on valmistettu korroosionsietoisesta johtavasta materiaalista ja se toimii toisena kondensaattorin kahdesta elektrodista.

Se suojaa anturin aktiivista materiaalia pölyltä, lialta ja johtavilta hiukkasilta. Ohutkalvopolymeeri on kahden elektrodin välissä. Tämä johtava kerros päästää edelleen läpi vettä ja H2O2-höyryä.

Edistynyt ylempi elektrodi on yksi salaisuuksista, jotka tekevät kosteusanturista huipputeknisen. Ohutkalvopolymeeri absorboi vettä ja H2O2-höyryä. Määrä on suhteellinen ympäristön suhteelliseen kosteuteen (anturi, jossa on katalyyttinen kerros) tai suhteelliseen saturaatioon (anturi, jossa ei ole katalyyttista kerrosta) riippuen käytettävästä anturista (A tai B). Se kertoo ilmassa olevan veden ja H2O2:n määrän. Syntetisoimme omat polymeerimme suorituskyvyn optimoimiseksi.

Alempi elektrodi on valmistettu korroosionsietoisesta johtavasta materiaalista ja se toimii toisena kondensaattorin kahdesta elektrodista.

 

Älykäs PEROXCAP®-mittausteknologia

PEROXCAP®-mittauksessa käytetään kahta HUMICAP-anturia: Yhdessä HUMICAP-anturissa on katalyyttinen kerros ja toisessa ei. Katalyyttinen kerros katalysoi
höyryseoksen vetyperoksidin. Siksi katalyyttisella kerroksella varustettu HUMICAP-anturi havaitsee vain vesihöyryn ja mahdollistaa osittaisvedenpainemittauksen eli suhteellisen kosteuden. Toinen HUMICAP-anturi, jossa ei ole katalyyttista kerrosta, havaitsee ilmaseoksen sekä vetyperoksidihöyryllä että vesihöyryllä. Näiden kahden anturin lukemien ero ilmaisee H2O2:n höyrypitoisuuden.

Op
Operating principle of PEROXCAP measurement
A HUMICAP sensor with a catalytic layer (under the probe filter). This sensor only senses water vapor.
B HUMICAP sensor without a catalytic layer (under the probe filter). This sensor senses the air mixture with both hydrogen peroxide vapor and water vapor.

1 Catalytic protection layer over the thin-film polymer. This layer
catalyzes hydrogen peroxide into water and oxygen and prevents it from entering the sensing polymer.
2 Thin-film polymer between two electrodes.
3 Alumina substrate

 

Toistettavissa oleva mittaus myös korkean kosteuden ympäristöissä


PEROXCAP®-anturia lämmitetään, mikä tarjoaa luotettavan mittauksen myös ympäristöissä joissa kosteus on lähellä saturaatiopistettä. Lämmitys estää anturin kondensaation. Älykäs mittausteknologia, jossa käytetään muun muassa kemikaalien puhdistusta, auttaa ylläpitämään mittaustarkkuuden kalibrointivälien aikana haastavissa vetyperoksidiympäristöissä. Puhdistusprosessissa anturi lämmitetään nopeasti, jotta mahdolliset epäpuhtaudet poistuvat. Ainutlaatuinen PEROXCAP®-teknologia on kehitetty tarjoamaan vakaat ja toistettavissa olevat mittaukset.

 

Jopa kolme mittausta kattavaan biodekontaminaatiovalvontaan

PEROXCAP®-anturin yhdistäminen ylimääräiseen lämpötila-anturiin mahdollistaa jopa kolme mittausparametria: vetyperoksidihöyryn pitoisuuden, lämpötilan ja kosteuden, viitaten sekä suhteelliseen kosteuteen että suhteelliseen saturaatioon. Vedellä ja vetyperoksidilla on hyvin samankaltainen rakenne, ja ne molemmat vaikuttavat kosteuteen ilmassa, jossa ne ovat läsnä.

  • Suhteellinen saturaatio on parametri, joka ilmaisee kosteuden ilmassa, jonka sekä H2O2-höyry että vesihöyry aiheuttavat. Kun suhteellinen saturaatio saavuttaa 100 %RS, höyryseos alkaa lauhtua.
  • Suhteellinen kosteus on parametri, joka ilmaisee kosteuden ilmassa, jonka vain vesihöyry aiheuttaa.

 

H2O:n ja H2O2:n vaikutus suhteelliseen saturaatioon (RS) ja suhteelliseen kosteuteen (RH)
1 Space without H2O2 vapor. When H2O2 vapor is not present, relative saturation equals relative humidity.
2 Same space with H
2O2 vapor introduced. Relative saturation is higher than relative humidity.
For example, at 20 °C with an H2O2 concentration of 500 ppm, the humidity level 25%RH is equivalent to 60%RS. When this gas mixture starts to condense, i.e. when RS is 100%, RH is 45%.

 

 

Jäljitettävä H2O2-tehdaskalibrointi

Jokainen PEROXCAP®-anturi valmistetaan Vaisalan omassa puhdashuoneessa, ja kalibroidaan erikseen Vaisalan tehtaassa. Sekä H2O2- että RH-kalibroinnit ovat jäljitettävissä kansainvälisiin SI-yksiköihin, mikä varmistaa että mitatut arvot edustavat todellista ympäristöä.

 

H202-kaavio

As an example, at 20 °C and 500 ppm hydrogen peroxide, the humidity level 25%RH is equivalent to 60%RS. When this gas mixture starts to condense (relative saturation being 100%), relative humidity is 45%.