VOC-puolijohdeanturit työstökoneympäristössä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan VOC-puolijohdeantureiden soveltuvuutta konepajojen työstökoneiden ilmanpuhdistusjärjestelmien puhdistustulosten seurantaan. Pohjatutkimus sai alkunsa TAMK:n ja TTL:n edeltävän projektin aikana esille tulleesta ilmanpuhdistusjärjestelmän puutteellisesta kaasumaisten epäpuhtauksien suodattamisesta. Opinnäytetyön tuloksia tullaan hyödyntämään työskentelyolosuhteiden seurannan kehittämisessä.

Testattavat anturit, joille on määritelty reagoitavat kaasut ja niiden ppm-tasot, olivat eri valmistajien TVOC-antureita, joiden testaus toteutettiin Sandvikin Tampereen tehtaalla 10 viikon ajanjaksolla. Antureiden dataa seurattiin mikrokontrollereiden ja PC:llä ajettavan Putty-ohjelman avulla, joka tallensi datan tekstitiedostoksi. Mittaustulokset käsiteltiin Excelin avulla. Yhtenä testaamisen osana olivat myös lyhytkestoiset testit sekä olosuhdemittaukset, joissa tarkasteltiin kosteuden ja lämpötilan vaikutuksia tuloksiin.

Tehtyjen testien perusteella antureiden tuloksiin eivät vaikuta oleellisesti ympäristön olosuhteiden muutokset. Tuloksista kävi lisäksi ilmi, että tällä hetkellä järjestelmässä käytettävän kemiallisen suodattimen käyttöikä on lyhyt, jolloin se ei ole kustannustehokas. Projektin seuraavassa vaiheessa päätettiin testata kapasiteetiltaan suurempaa suodatinta.

Antureiden suoriutumisten perusteella päätettiin jatkaa projektin eteenpäin viemistä Environment click -moduulin kanssa. Oleellisimpia kriteerejä saatujen mittaustuloksien lisäksi olivat helppokäyttöisyys sekä suhteellisen kosteuden ja lämpötilan seuraamismahdollisuudet. Seuraavaksi moduulia tullaan testaamaan Tampereen tehtaalla uuden suodatinmallin kanssa, jonka jälkeen moduuli pyritään integroimaan olemassa olevaan seurantajärjestelmään.

This thesis examines if the semiconductor VOC sensors can be used in monitoring workshop air purification systems. The need for this type of study arose from a previous TAMK and TTL related project, where it was discovered that the current filtering methods used in air purification systems was insufficient. The results of this thesis will be utilized by developing the current air purification monitoring system and improving working conditions in the workshops. This research is part of a larger project that also examines for example the pH values of cutting fluids.

The sensors react to different VOC gases and at different rates, both of which are de-termined by the manufacturer. To find a suitable sensor, there was a 10-week long test run at Sandvik, Tampere. Sensor data was collected using microcontrollers and the data was saved into a text file using a PC program called Putty. The results were processed using Excel. There were also short test runs and environmental testing in which it was examined if relative humidity and temperature changes affect the sensor readings.

Based on the tests, the sensor results were not noticeably affected by the changes in environmental conditions. The results also revealed that the currently used chemical filter, used in these kinds of conditions, has a short service time, making it not cost-effective. In the next phase of the project, the filter will be changed into a different kind, which can absorb more impurities.

It was decided to continue the project with the Environment click module. The most important criteria, in addition to the measurement results, were the ease of use and the relative humidity and temperature monitoring possibilities. Next step in the project is to test the module with the new filter model at the Tampere factory.