Increasing the calibration capacity of a carbon dioxide sensor calibration station

Abstract

Vaisala is the leading manufacturer of environmental and industrial measurement instruments. The CARBOCAP® carbon dioxide (CO2) sensor has been providing accurate measurements across a wide range of industries and applications from building automation and safety to life sciences and ecological research since 1997.

This thesis explains the technology and theory behind the CARBOCAP® CO2 sensor and gas measurement, as well as describes the methods used to optimise the adjustment and calibration process of the new generation GM10 sensor modules utilising the CARBOCAP® sensor. In addition, a new and improved adjustment and calibration station for the GM10 modules was designed, constructed and tested as a part of this thesis.

The initial GM10 calibration station capacity was approximately 6000 modules per year. However, by successfully implementing various optimisations to the calibration process and constructing a new high-capacity calibration station up to 60000 GM10 sensor modules can be calibrated annually. Furthermore, the modular structure of the new station not only improves ease-of-maintenance through easily replaceable parts, but also provides a platform for future expansion needs. The GMHEL13 calibration station can be utilised as a universal platform for other similar optical gas sensors.

Vaisala on maailman johtava ympäristön ja teollisuuden mittaratkaisuja tarjoava yritys. Vaisalan CARBOCAP® hiilidioksidiantureita on käytetty lukuisissa eri mittauksissa useissa eri sovelluksissa, kuten rakennusautomaatiossa, turvallisuussovelluksissa, biotieteessä ja ekologisissa tutkimuksissa vuodesta 1997 lähtien.

Tässä diplomityössä esitetään CARBOCAP® hiilidioksidianturin tekniset ominaisuudet ja toimintaperiaate. Työssä myös selitetään kaasumittauksen teoreettinen tausta. Työn olennaisin sisältö liittyy uuden sukupolven CARBOCAP®-tekniikkaa hyödyntävän GM10-hiilidioksidianturin kalibrointikapasiteetin kasvatukseen. Kalibrointikapasiteetin kasvatus toteutettiin optimoimalla kalibrointiprosessi ja suunnittelemalla, rakentamalla ja testaamalla uusi tuotantokalibrointiasema.

Kalibrointiprosessin optimoinnin ja uuden tuotantokalibrointiaseman rakentamisen ansiosta anturitehtaan GM10-kalibrointikapasiteetti kasvoi 6000 modulin vuosivolyymistä jopa 60000 modulin vuosivolyymiin. Lisäksi, uuden aseman modulaarinen rakenne sekä helpottaa huoltotoimenpieteitä että mahdollistaa aseman hyödyntämisen alustana tuleville vastaaville optisille kaasun mittausantureille.