JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Genom att skicka IR-ljus genom en gas och sedan mäta vilken eller vilka våglängder som absorberas går det att avgöra innehållet. Tekniken är känd sedan länge men har krävt dyr labbutrustning. Norska Tunables mems-baserade lösning kostar bara en bråkdel och kan användas för att optimera förbränningsmotorer och industriella processer.

Den första kommersiella tillämpningen för Tunables gassensor är lastfartyg för flytande naturgas, LNG. De både fraktar gasen och använder den som bränsle till motorerna. Genom att mäta innehållet i avgaserna går det att styra motorerna på ett optimalare sätt och därmed minska förbrukning och utsläpp.

– Det finns krav på vad som får släppas ut. Men det finns också större och större krav där myndigheterna inte sätter kraven utan skeppsfarten, som vill segla utan utsläpp.

Runt 20 procent av utsläppen kommer från transporter, varav 5 procent från sjöfarten. Vägtransporter är på väg att elektrifieras, men motsvarande händer inte på sjön. Eftersom den typen av transporter förväntas öka är möjligheten att styra på avgaserna en intressant möjlighet att sänka utsläppen.

– Vi har alla de stora bolagen som fraktar LNG på kundlistan, men i Sverige och Danmark finns många internationella bolag som är intresserade av att optimera sina processer. Det är därför vi här, säger Kristian Hovet som är vd på norska Tunable.

Företaget är sedan en tid representerat på inkubatorn Things i Stockholm med målet att hitta nya kunder i industrin som också vill optimera sina processer med hjälp av företagets gassensor.

Exakt vad som mäts beror på tillämpningen, men tänkbara gaser är CO, CO2, NO, NO2, svaveldioxid och metan.

– Utmaningen att ha många gaser i en blandning är att de stör varandra. Det finns labbutrustning som kan göra det, som körs av kunniga personer, men det är svårt att göra det med en liten analysator. Det är det vi löst med ett memschip.

Det finns konkurrerande lösningar på marknaden men de används framförallt för att detektera närvaro av en gas. De är sämre på att mäta halten. Ett exempel är resistiva nätverk belagda med speciella material som påverkar resistansen i närvaro av det ämne som ska detekteras.

Det system som Tunable sålt i ungefär 150 exemplar är ungefär 30 x 40 centimeter men det pågår arbete för att krympa det.

– Vi har en prototyp som är 10 x 10 cm men det går att göra den ännu mindre och till en lägre kostnad.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Priset börjar på 5000 euro men kostanden beror mycket på hur det integreras till ett system, en verksamhet som i första hand görs av olika partners. Tunable är primärt en teknikleverantör.

Bolaget grundades 2015 och har 23 anställda.

 

Så fungerar tekniken

Grundtekniken är utvecklad på det Oslobaserade forskningsinstitutet Sintef och baseras på ett memschip med två mikromekaniska speglar som tillsammans utgör en Fabry-Perot-interferometer. Den fungerar som ett filter och skär ut ett smalt våglängdsintervall mellan 1,5 µm och 15 µm, det vill säga IR-området.
Genom att ändra avståndet mellan speglarna flyttas centrum för filtret vilket gör det möjligt att stega sig igenom hela det intressanta våglängdsområdet för att hitta en eller flera gaser.

Att flytta centrum för filtret går på några millisekunder. Det som tar tid är att mäta och sedan bestämma vilken gas det är och räkna ut koncentrationen. På en sekund hinner instrumentet med att bestämma tre till fem stycken gaser.

Sammansättningen i en gas förändras förhållandevis sakta, så att få ett nytt mätvärde var 15:e sekund anses som snabbt.

Men viktigare än samplingshastigheten är att mätningarna är stabila, att de inte varierar över tiden. För att klara det utförs en självkalibrering av sensorn med lämpliga tidsintervall. Det görs genom att leda in ren kvävgas och mäta på den.

IR-ljuset i Tunables system kommer från en glödkälla som avger ett brett spektrum. Filtret skär sedan ut ett smalt våglängdsområde som får passera genom en kavitet där gasen leds in. En detektor läser av hur mycket ljus som passerat. Därmed går det både att detektera att en viss gas är närvarande och ta reda på koncentrationen.

Förutom att gasmolekylerna dämpar ljuset värms de också upp och börjar vibrera varvid de avger ”ljud”.

– Vi har en mikrofon som kan plocka upp det och därmed detektera väldigt små kvantiteter.

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus