Vaisala CARBOCAP®-Technologie für anspruchsvolle Umgebungen

Der 1997 erstmals eingeführte Vaisala CARBOCAP®-Sensor bietet eine wegweisende Innovation – er verfügt über ein mikrobearbeitetes, elektrisch abstimmbares Fabry-Pérot-Interferometer (FPI) zur integrierten Referenzmessung. Dieser zuverlässige und stabile Sensor liefert seit Ende der neunziger Jahre genaue Messungen in einer Vielzahl von Industrien und Anwendungen, von Gebäudeautomation und Sicherheit über Biowissenschaften bis hin zur ökologischen Forschung.

Funktionsweise

Gase haben ein charakteristisches Absorptionsband im Infrarotbereich (IR) mit jeweils einer einzigartigen Wellenlänge. Wenn IR-Strahlung durch ein Gas geleitet wird, das ein anderes Gas enthält, das wir messen, wird ein Teil der Strahlung absorbiert. Daher hängt die Menge der durch das Gas hindurchtretenden Strahlung von der Menge des gemessenen vorhandenen Gases ab, und dies kann mit einem IR-Sensor erfasst werden.

Der Vaisala CARBOCAP®-Sensor verfügt über einen elektrisch abstimmbaren FPI-Filter. Zusätzlich zur Messung der Gasabsorption ermöglicht der mikrobearbeitete FPI-Filter eine Referenzmessung bei einer Wellenlänge, bei der keine Absorption auftritt. Bei der Referenzmessung wird der FPI-Filter elektrisch so eingestellt, um das Bypassband von der Absorptionswellenlänge auf eine Nichtabsorptionswellenlänge umzuschalten. Die Referenzmessung kompensiert mögliche Änderungen der Lichtquellenintensität sowie Verunreinigungen und Schmutzansammlungen im Lichtweg. Diese Funktion bedeutet, dass der CARBOCAP®-Sensorbetrieb über die Zeit sehr stabil ist.

Messgeräte, die bei mehreren Absorptions- und Referenzwellenlängen mit einer einzigen Lichtquelle messen, werden als Einstrahl-Mehrwellenmessgeräte bezeichnet. Die Technologie wird häufig in teuren Analysegeräten eingesetzt. Das einzigartige CARBOCAP®-Merkmal des Sensors ist sein mikrobearbeiteter FPI-Filter, der eine Multiwellenlängenmessung mit einem einzigen Sensor durchführt. Durch die kompakte Größe des Sensors kann diese fortschrittliche Technologie in kleine Sonden, Module und Messwertgeber integriert werden.

Typische Anwendungen für die Kohlendioxidmessung

Die Vaisala CARBOCAP®-Sensortechnologie eignet sich hervorragend für eine Vielzahl von Anwendungen. Da jedoch der endgültige Kundennutzen für jede industrielle Anwendung einzigartig ist, hängt es von der Produktlinie ab, wie die CARBOCAP®-Sensortechnologie implementiert wird. In Produkten zur Kohlendioxidmessung wird die Technologie sowohl in ppm (Teile pro Million) oder im Prozentbereich verwendet. Da CO₂ Sauerstoff ersetzt, kann es in sehr hohen Konzentrationen für Menschen schädlich sein. CO₂ ist nur in geschlossenen Prozessen wie Fermentation und Lagerungsumgebungen mit kontrollierter Atmosphäre im Prozentbereich vorhanden. Prozentuale Messungen sind auch typisch für biowissenschaftliche Anwendungen wie CO₂-Inkubatoren.

Normale Luft enthält CO₂ in ppm-Konzentrationen. Typische CARBOCAP®-Anwendungen umfassen die Lüftungssteuerung in Gebäuden, in denen sich Menschen aufhalten, Tierheimen und Gewächshäusern. In Bereichen, in denen große Mengen CO₂ gehandhabt werden, ist eine zuverlässige CO₂-Messung mit Alarmsteuerung eine wichtige Sicherheitsmaßnahme. Der CARBOCAP®-Sensor ist auch eine beliebte Wahl für ökologische Messanwendungen wie Biogasprozesslinien, bei denen eine hervorragende Langzeitstabilität und Toleranz gegenüber rauen Bedingungen wichtige Anforderungen sind. Für Biogasanwendungen wird die Technologie für Multigasmessungen eingesetzt, da sie auch zur Verbesserung der Methanqualität im Prozess beiträgt.

Produktbeispiele

Die Messgeräte von Vaisala, einschließlich der CARBOCAP®-Sensortechnologie, reichen von tragbaren Messgeräten, Messmodulen und industriellen Messwertgebern für CO₂-Messungen bis hin zu
Multigasmesslösungen.