Optisen tiedonsiirron teknologiaa hyödyntämällä entistä tarkempia ja edullisempia kaasuanalyysejä

31.3.2015

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy kehittää yhdessä eurooppalaisten kumppanien kanssa uuden infrapunavalolähteen, jota voidaan käyttää spektroskopiassa seosten koostumuksen selvittämiseen, kuten kaasuanalyyseihin. Infrapunavalo johdetaan analysoitavan näytteen läpi, ja seoksen koostumus voidaan määrittää valon aallonpituuksien läpäisevyydestä. Uudella alun perin optista tiedonsiirtoa varten kehitetyllä teknologialla päästään aikaisempaa tarkempaan tarkkuustasoon huomattavasti pienemmillä kustannuksilla.

Uudella teknologialla näytteestä mitattavat valon aallonpituudet pystytään määrittämään aikaisempaan tarkemmin ja näin sulkemaan pois esimerkiksi mitattavan kaasuseoksen koostumusta lähellä olevat muut kaasut. Laitteen säädettävyys mahdollistaa myös useiden laitteiden korvaamisen yhdellä, jolloin mittausten kustannukset ovat kymmenesosa perinteisellä spektroskopia-menetelmällä suoritettuun mittaukseen verrattuna.

Nykyiset markkinoilla olevat laitteet ovat monimutkaisia, raskaita ja kalliita, tai niissä sovelletut mittausperusteet eivät sovellu riittävän tarkkoihin mittauksiin. Nyt kehitettävä mittauslaite on erittäin kilpailukykyinen verrattuna perinteisiin kaasuantureihin ja -analysaattoreihin.

Laitetta testataan ja sen sopivuutta arvioidaan useissa sovelluksissa teollisuuden laadunvalvontaan, päästöjen tarkkailuun, kaasuvuotojen havaitsemiseen ja prosessinhallintaan ja -turvallisuuteen liittyen.

Valonlähdettä kehitetään EU:n Horizon2020-ohjelmaan kuuluvassa MIREGAS-konsortiossa, joka yhdistää Euroopan johtavat tutkimuskeskukset ja yritykset. Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy johtaa projektia ja vastaa Si-fotoniikan ja fotoniikan integroinnin osaamista.   Tampereen Teknillisen Yliopiston Optoelektroniikan keskus vastaa innovatiivisen superluminesent-LED-teknologian kehittämisestä ja puolalainen ITME kehittää muovattavia infrapunalinssejä. Teolliset partnerit eli suomalainen Vaisala, puolalaiset AirOptic ja VIGO sekä norjalainen GasSecure tuovat projektiin osaamista kaasumittauksista ja infrapunasensorien valmistuksesta sekä arvioivat konsortion kehittämien teknologioiden toimivuutta ja soveltuvuutta.

"Vaisala odottaa näiden uusien teknologioiden vievän monikaasumittausten tarkkuuden uudelle tasolle kilpailukykyiseen hintaan. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia ja vahvistaa edelleen asemaamme vaativien sovellusten kaasumittausten tarjoajana", toteaa erikoistutkija Sami Virtanen Vaisalasta.

"Projekti mahdollistaa kaasutunnistusteknologiamme laajentamisen kokonaan uusille markkina-alueille. MIREGAS-teknologia luo ainutlaatuisen yhdistelmän tarkkuutta kilpailukykyisin kustannuksin, mikä täydentää nykyistä korkeatasoista laserpohjaista mittausteknologiatarjontaamme", sanoo toimitusjohtaja Pawel Kluczynski AirOpticilta.

"Projektissa kehitetään teknologiaa, jolla tuotetaan tarkoin määriteltäviä antureita kohtuulliseen hintaan olemassa oleviin sovelluksiin. GasSecure näkee laajalle levinneiden metaanipäästöjen mittaussovellukset erittäin tärkeänä kohteena, johon MIREGAS-hankkeessa kehitetty teknologia voi tuoda merkittävän parannuksen", sanoo T&K-johtaja Håkon Sagberg Gas Securelta.

"MIREGAS-projekti vahvistaa VTT kaasumittaussovellusten osaamista ja se on sujuva jatko aikaisemmille EU-projekteille FP7-MINIGAS ja  FP7-PHOTOSENS sekä useille kansallisesti rahoitetuille kaasuanturiprojekteille. VTT tuo tiedonsiirrossa käytetyn Si-fotoniikan infrapunamittaussovelluksiin ja rakentaa fotoniikan paketoinnin ja integroinnin arvoketjua, jonka tavoitteena on kiihdyttää tuotekehitystä ja prototypontisykliä", sanoo tutkimusprofessori Pentti Karioja VTT:ltä.

Uusi valonlähde perustuu IR-spektroskopiaan, joka tyypillisesti hyödyntää spektrometrejä ja säädettäviä lasereita. Tämä uusi valonlähde hyödyntää Si-pohjaisia optisia suodattimia sekä laajakaistaista SLED-valoa. Valonlähde kattaa 2.7-3.5 mikrometrin infrapuna-aallonpituudet alle 1 nanometrin resoluutiolla ja mahdollistaa siten useiden haitallisten kaasukomponenttien havaitsemisen yhdellä kaasuanturilla.

www.H2020-MIREGAS.eu

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00