VOC Sensor Anomalien

[StefanW]

Stefan, die Sensoren haben doch offensichtlich kein NV-Memory oder?

Doch, meines Wissens schon.

Unterliegst Du eigentlich einem NDA, daß Du Dich bisher kaum zur Funktionsweise geäußert hast?

Jein. Aber ich muss vorrangig eine Firma führen und Sensoren bauen und nicht jedes einzelne technische Detail über interne Techniken von Zukaufprodukten erklären. Unsere eigenen Versuche vorab haben das Verhalten nicht gezeigt.

Wir geben uns natürlich wirklich jede Mühe, aber ich kämpfe gerade sehr mit meinem Zeitbudget und darum steht die Aufklärung zu diesem Thema derzeit auf Platz 10 bis 20 und nicht auf Platz 1. Ich bitte um Verständnis.

lg

Stefan

[nipponichi]

Zum kontinuierlichem Abfall: Die Sensoren befanden sich "lose" in einem Kellerraum mit geringem Luftaustausch, eine fortwährende Luftverbesserung kann man wohl ausschließen ... dann würde das drumherum (Lüften) auch nicht plausibel sein (Lüften verbessert kurzfristig, aber verschlechtert langfristig die Innenluft ...).
Ich habe nochmal in einem anderem Kellerraum gemessen, selber Abfall. Und in alten Graphen konnte ich diesen Abfall auf öfter sehen, allerdings wegen zwischenzeitlicher Lüftung etc nie so lange.

Da ich in normaler (d.h. KWL-gelüfter Umgebung) gerade sehr plausible Werte sehe (), würde ich mal behaupten, die Sensoren haben massive Probleme in Räumen mit weitgehend konstanter Belastung und nur sporadischer Lüftung ...

Stefan, die Sensoren haben doch offensichtlich kein NV-Memory oder? Das wäre ja hilfreich, damit sie bei Anklemmen nicht immer bei null anfangen.
Unterliegst Du eigentlich einem NDA, daß Du Dich bisher kaum zur Funktionsweise geäußert hast?

[heckmannju]

Man soll ja wenigstens alle 24h lüften. Macht man das nicht, sinkt der Wert bis auf "null", also 500ppm, ab. (Im Diagramm vorne zwei, hinten eine Lüftung).
Wenn der Abfall linear ist, macht pro 24h locker 100 ppm Abweichung nach unten.

wie kann man mit so einem verhalten eine Reglung für eine Lüftungsanlage aufbauen? Alle 2 Tage die Lüftungsanlage für 1h auf Vollgas stellen?

[dreamy1]

Also irgendetwas stimmt da grundsätzlich nicht. Ohne Frischluftzufuhr darf und kann bei gleichbleibenden (schlechten) Luftbedingungen und ausreichend vorhandenem Luftvolumen kein Absinken des Wertes stattfinden.

Mir bekannte Kalibrierroutinen definieren einen Nullpunkt (=Widerstandswert des Sensorelementes) beim ersten mehrstündigen "Freibrennen" in frischer Luft und der gilt solange, bis kein neuer, geringerer Widerstandswert durch Frischluftzufuhr gemessen wird. Solange "schlechte" Luft nach einem Nullpunktereignis da ist, darf damit niemals das von Dir festgehaltene langsame Absinken des Messwertes stattfinden.

Ich könnte mir noch eines zur Erklärung vorstellen: neben der von mir weiter oben geschilderten Theorie der zu großen Luftströmung könnte natürlich auch der konträre Ansatz zu Messfehlern führen:

Ist die natürliche Konvektion am Sensor eingeschränkt (z.B. zu wenig "freies" Luftvolumen; in Tüte gepackt; Gehäuse mit zu wenig Lüftungsöffnungen), könnte ggf. nicht genug "Messluft" nachgeschoben werden. Dies würde bedeuten, dass das begrenzte Schlechtluftvolumen zwar oxidiert und damit gemessen wird, danach für den Sensor die Welt erstmal wieder in Ordnung ist, da keine weitere Schlechtluft am Sensor vorbeiströmt. Eine "neutrale" Atmosphäre sozusagen. Wäre vielleicht eine Erklärung für das langsame Absinken über die Zeit.

Bin wirklich gespannt was da für Lösungsansätze gefunden werden.

[nipponichi]

Man soll ja wenigstens alle 24h lüften. Macht man das nicht, sinkt der Wert bis auf "null", also 500ppm, ab. (Im Diagramm vorne zwei, hinten eine Lüftung).
Wenn der Abfall linear ist, macht pro 24h locker 100 ppm Abweichung nach unten.

[StefanW]

Dagegen würde sprechen, dass die Sensoren auch in Dunstabzugshauben eingesetzt werden, so wie ich das verstanden hatte.

Zur Info: Hierbei handelt es sich um andere Sensoren mit einer anderen Software - speziell für Dunstabzugshauben.


Die anderen Dinge erfrage ich noch, Klärung sollte bis Ende der Woche erfolgt sein.

lg

Stefan

[micha218]

...ich denke mal, dass die Sensoren eher für stationäre Anwendungen mit ganz geringen Luftbewegungsanteilen geeignet sind.

Dagegen würde sprechen, dass die Sensoren auch in Dunstabzugshauben eingesetzt werden, so wie ich das verstanden hatte. Es sei denn, man trifft hier bestimmte Vorkehrungen um den Sensor in "beruhigten Zonen" unterzubringen. Das werde ich als nächstes mal probieren. Die Sensoren befinden sich derzeit im geöffneten Kunstoff-Kleingehäuse inkl. Befestigungssatz für Bausatz Dual-Relais; Art-Nr: 0120 . Ich werde den Deckel aufsetzen und die Sesoren ausserhalb des Strömungsbereichs befestigen.

Danke für's mitdenken!

Viele Grüße

Micha

[micha218]

Hallo Micha,
hast Du die Sensoren der Zuluft vor oder hinter dem Wärmetauscher?

Die Sensoren hängen hinter dem Wärmetauscher in der Zuluft, also im warmen Bereich.

Ich habe sie natürlich nach dem Umbau vor 3 Tagen von der Spannung getrennt, die Messungen waren aber direkt schon sehr unterschiedlich.

Viele Grüße

Micha

[dreamy1]

Mal so ins Blaue sinniert:

VOC-Sensoren mögen aufgrund ihres Messprinzipes keine deutlichen Luftbewegungen. Gerade beim Thema Messung in Zu- und Abluftkanälen einer KWL wäre das ein Effekt, den es zu klären gilt und der hier evtl. für große Messfehler verantwortlich ist.

Warum?
VOC-Sensoren bestehen aus zwei Funktionseinheiten: einem Heizelement und einem Sensorelement, welches abhängig vom exponierten Gas seinen Widerstandswert ändert (der dann ausgewertet wird). Dazu wird das Heizelement auf um die 300°C aufgeheizt. Die Raumluft mit all seinen Bestandteilen wird also praktisch auf dem Heizelement "verdampft". Kommt nun für das Sensorelement sensitives Gas dazu (z.B. Alkohole, VOC's), kommt es zu einer Verringerung des Widerstandswertes am Sensorelement. Das Ganze funktioniert natürlich nur dann reproduzierbar, wenn die Temperatur des Heizelementes konstant ist...und da liegt evtl. genau das Problem:
Durch hohe Luftgeschwindigkeiten kühlt das winzige, mit geringster Wärmekapazität behaftete Heizelement etwas runter...und der letztendlich chemische Verdampfungsprozess wird gestört. Und damit auch das Messergebnis und die Reproduzierbarkeit. Da könnten kleinste Luftverwirbelungen extreme Unterschiede bei der Messung auslösen.

Wie gesagt, nur so eine Theorie...ich denke mal, dass die Sensoren eher für stationäre Anwendungen mit ganz geringen Luftbewegungsanteilen geeignet sind.

[nipponichi]

Hallo Micha,
hast Du die Sensoren der Zuluft vor oder hinter dem Wärmetauscher? Vor (also auf der z.Z. kalten Seite) stelle ich mir wegen der Temperaturschwankungen problematisch vor, oder, ich kann mir nicht vorstellen, daß man da sinnvolle Meßergebnisse bekommt.
Im aktuellen Fall gibt es zwei Möglichkleiten: Entweder warten, nach einem Tag müßten sie sich spätestens angeglichen haben, oder neu anklemmen.
Interessantes Thema.

[micha218]

Meine beiden VOCs hängen mittlerweile zu Testzwecken auch nebeneinander in der Zuluft meiner KWL. Beide VOCs reagieren jedoch sehr unterschiedlich. Gerne würde ich auch herausfinden, woran das liegt. Im anderen Thread https://knx-user-forum.de/368864-post8.html hatte ich Stefan auch bereits nach der Kalibrierung gefragt, bisher aber keine Antwort erhalten.

Das aktuelle Diagramm der letzten 48 Stunden zeigt mir nur, dass die beiden Sensoren völlig unterschiedlich messen.

Stefan, Du wolltest doch auch beim Hersteller mal bezüglich des Betriebs in der Lüftungsanlage nachfragen. Hast Du schon etwas für uns erfahren?

Viele Grüße

Micha

[nipponichi]

Hallo Stefan,

ich glaube, die Sache ist gar nicht so merkwürdig, wie sie aussieht.

Meine These:
Der Sensor nimmt den gemessen Wert bei Einschalten als Referenz (Basis). Bekommt er danach bessere Luft, wird die Basis langsam nach unten geschoben. Dies ist sehr träge und das ist das eigentlich unerwartete.
Es scheint insgesamt Stunden zu dauern. Entweder hat man dies am Stück (Beispiel Schlafzimmer am Tage), oder man lüftet mehrere Male über mehrere Tage verteilt, bis der Sensor sich drauf eingestellt hat.
Zudem ist der Sensor noch stark temperatur- und feuchtigkeitsabhängig, was den Startwert ebenfalls beeinflußen kann.
Mit dieser Erklärung finde ich alle Screenshots, die ich gepostet (und nicht gepostet) habe, zumindest halbwegs plausibel. (Alles kann man nicht erklären, aber von Totschlagargumenten (man riecht es nicht -> man kann es nicht überprüfen) sollte man sich genauso frei machen.)

Mir ist dies auch nur aufgefallen, weil meine Sensoren eine Zeit lang bei 500ppm klebten (halt in schlechter Luft angeklemmt und es dauerte) und meine Sensoren teils unterschiedliche Startbedingungen hatten und dadurch total auseinanderliefen.
Wer sich einen einzelnen Sensor anbringt und nicht genau hinguckt, wird dies gar nicht merken. Die Abweichungen sind nach Tagen vermutlich immer im normalen Rahmen. Bei KWL-Umgebung sehe ich keine wirklichen Probleme, ohne KWL halte ich Messungen aber für problematisch!
Man sollte auch nicht die letzten beiden Stellen des ppm-Wert ansehen, das täuscht nur eine Genauigkeit vor, die nicht gegeben ist. Bei Parallelmessung liegt man ja schonmal 200ppm nebeneinander ...

Stefan, Du wolltest doch mal mit den Applied Sensor Jungs sprechen.
Weißt Du mehr über Kalibriereigenschaften, Temperatur- und Feuchtigkeitsabhängigkeit? Das hätte hier die Sache abkürzen können ...

Ich kann gerne nochmal mit einem neuen Sensor parallelmessen, aber ich schätze, der Kalibrieralgorithmus ist, wie er ist ...
Ich fände es interessant, den Widerstandswert direkt aulesen zu können, dann könnte man sich seinen eigenen Kalibrieralgorithmus basteln ... Der Sensor kann den Wert ja ausgeben.

Grüße,

Manuel

[nipponichi]

Dummerweise bin ich heute morgen auf die Idee gekommen, die Sensoren an echter Frischluft draußen (vorm Kellerfenster) anzuklemmen , dort 15 Minuten zu lassen, und dann an alter Position zu plazieren, Kabel machts möglich. Außentemperatur übrigens 8 Grad.
Nun kleben die Sensoren am Anschlag von 1950 ppm. .

Nachtrag dazu: Das erste Lüften veringerte den Wert auf etwa 1900ppm, bei längerem Lüften ging es nicht unter 1500ppm. Vermutlich hat die Temperatur einen großen Einfluß, daß es die Sensoren in - bei Raumtemperatur - völlig falsche Bereiche kalibriert hat.

[StefanW]

Hallo Manuel,

das ist schon alles sehr ungewöhnlich was Du erlebst. In unseren Tests hatten wir sowas nicht fertig gebracht. Irgendwas ist außergewöhnlich bei Dir - die Sensoren, Dein Haus oder Du.

Wenn wir die neue Serie produzieren (in den nächsten Wochen), schlage ich einen Austausch vor um das zu verifizieren. Wir werden unsererseits auch ein paar speziellere Tests machen, dafür besorgen wir nochmal andere Prüfgase.

Falls Du mittlerweile die Sensoren lieber zurückgeben möchtest, dann erstatten wir Dir auch gerne den Kaufpreis, kein Problem.

lg

Stefan

[cava]

Was soll man nun glauben?

Dass es eine gewisse Serienstreuung gibt, dass die Umgebungstemperatur entscheidend für die Messung ist, und dass der Algorithmus für die Kalibrierung sehr lange braucht.