Auto Baseline Correction: een goede optie?

14 mei 2021 - Ongeveer 6 minuten leestijd

Je verwacht dat een sensor betrouwbare metingen doet, maar dat is niet vanzelfsprekend. Waar je misschien niet bij stilstaat is dat de ruwe getallen die uit sensoren komen niet persé de feitelijke waarden zijn. Voor CO2 sensoren is dat ook het geval. Een meting kan zomaar meer dan 10% afwijken van de werkelijkheid terwijl dat zeker niet betekent dat de sensor stuk is. Wel betekent dit dat de sensor gekalibreerd moet worden.

Zo uit de fabriek kan een sensor (behoorlijk) afwijkende waarden geven. Kalibratie betekent dat je de waarde gaat ijken zodat je weet wat de afwijking is ten opzichte van een referentiemeting.

Kalibratie is echter een lastig klusje dat op meerdere manieren kan worden uitgevoerd. Een gangbare manier is om de individuele sensor bloot te stellen aan stikstof of argon en een nulpunt aanpassing te maken. Daarbij komt dat bijna alle sensoren bij het verouderen een afwijking gaan vertonen, zo ook CO2 sensoren. Je moet dus periodiek blijven kalibreren.

De meeste mensen zijn niet in staat om dat zelf te doen. Hoe kunnen er dan sensoren worden verkocht als we weten dat de waarden niet de feitelijke waarden zijn?

<span>Auto Baseline Correction:</span> een goede optie?

Een slimme oplossing: ABC

Het dilemma van kalibratie speelt al jaren en zoals vaker heeft de industrie een oplossing bedacht. In dit geval Auto Baseline Correction (ABC), een goedkope optie om een CO2 sensor automatisch te kalibreren. Zeer veel CO2 sensoren maken gebruik van ABC.

Hoe ABC werkt

Het ABC-algoritme houdt constant de laagste waarde van de sensor bij gedurende een vooraf geconfigureerd tijdsinterval, bijvoorbeeld 1 week. Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de laagst gemeten waarde gelijk is aan de CO2 waarde van frisse (buiten)lucht. Vaak wordt dat vastgelegd op 400 ppm.

Door bij een CO2 sensor gedurende een vaste periode te kijken wat de minimum gemeten waarde is en er van uit te gaan dat die waarde 400 ppm had moeten zijn, kan een correctie voor de komende periode worden berekend en alle nieuwe metingen zullen dan automatisch worden aangepast.

Grof gesteld: als de sensor als laatste waarde 700 ppm meet, dan wordt dit na deze periode gecorrigeerd naar 400 ppm. Er wordt vanaf dat moment van alle waarden 300 ppm afgetrokken.De periode tussen de correcties is afhankelijk van de sensor. Soms is het standaard een dag en bij andere sensoren is het bijvoorbeeld 8 dagen.

Dat klinkt best slim, wat is er mis mee?

Of een automatisch correctie een goed idee is, is afhankelijk van de omgeving waar de CO2 gemeten moet worden. In elk geval kan deze automatische kalibratie de eerste week na ingebruikname nog niet geheel zijn toegepast omdat de sensor het laagste punt dan nog niet kent. Voor eenmalige en kortdurende scans van gebouwen is dat vervelend.

Verder is het uitgangspunt is dat het werkelijke CO2 gehalte in de gemeten periode een keer op 400 ppm gaat komen. Dat betekent zo ongeveer dat het gebouw op een bepaald moment net zulke frisse lucht heeft als de buitenlucht. Dat is lang niet altijd haalbaar.

Voor omgevingen die niet gedurende langere tijd voldoende geventileerd worden met buitenlucht, zal de hoeveelheid CO2 niet zakken naar de waarde van buiten en zal een CO2 sensor met ABC geen betrouwbare meetresultaten geven. Er zijn veel plekken waar bijna de hele dag mensen of dieren aanwezig zijn die zorgen voor een hogere achtergrondwaarde dan de gebruikte 400 ppm.

Van te voren is niet altijd aan te geven of een sensor met ABC bruikbaar is, veel CO2 sensoren geven daardoor een vals gevoel van veiligheid. Dat kunnen scholen, kantoren of publieke ruimtes zijn, maar ook een kas waar een hogere hoeveelheid CO2 gunstig is voor de groeisnelheid van de planten. Stel dat zo’n omgeving minimaal 600 ppm is gedurende langere tijd, dan zal een CO2 sensor voorzien van ABC een waarde aangeven van 400 ppm. Een aanzienlijke fout.

Mocht je ooit een nauwkeurige kalibratie willen doen dan is dat afhankelijk van de fabrikant niet mogelijk, ofwel lastig omdat het in de hardware is ingesteld per sensor.

Worden er ook sensoren verkocht zonder ABC?

Bijna alle gangbare professionele merken hebben ABC. Dit systeem wordt meestal in de ‘firmware’ van de sensor meegenomen en kun je doorgaans niet aanpassen of uitzetten. De daadwerkelijke metingen veranderen niet, maar er wordt in het apparaat zelf een algoritme toegepast waardoor het lijkt alsof de sensor gekalibreerd is. Dat is echter niet zo.

Voor specifieke toepassingen zijn er CO2 sensoren te koop die geen ABC hebben. Het nadeel is dat deze sensoren af en toe gekalibreerd moeten worden, denk hierbij aan een periode van 1 of 2 jaar, en de sensoren door de hogere eisen duurder zijn.

De kans is aanwezig dat sommige goedkope consumenten sensoren ‘van internet’ überhaupt geen goede kalibratie hebben.

Hoe werkt dit bij de Cobra Climate sensoren?

Er is een betere en toekomstvaste oplossing om slimmer om te gaan met de terugkerende kalibratie. De sensoren van Cobra hebben geen ABC, maar IBC (Intelligent Baseline Calibration). Dat betekent dat de sensoren de ruwe, ongefilterde data doorgeven. Pas in de software wordt de keuze gemaakt welk algoritme wordt gebruikt.

Dat geeft de flexibiliteit om per situatie en zelfs ‘on-the-fly’ de beste keuze te maken. Door uit te gaan van een CO2 sensor die geen ABC nodig heeft voor een betrouwbare meting en deze te combineren met de door Cobra Climate ontwikkelde IBC is de periodieke kalibratie in veel situaties niet meer nodig.

Door kwalitatief beter onderdelen te gebruiken in combinatie met de slimme IBC software is het doel om een betrouwbare meting uit te voeren tegen de laagste Cost of Ownership.

Kenmerken van Intelligent Baseline Calibration

  • De kalibratie vindt niet plaats in de sensor, maar in de software. Dat maakt de kalibratie veel flexibeler.
  • Het configureren van tientallen sensoren tegelijk kan met 1 druk op de knop.
  • Een kalibratie plan is mogelijk waarbij ‘slim’ een beperkt aantal sensoren wordt geijkt, waarmee een veel grotere nauwkeurigheid mogelijk is tegen aanzienlijk lagere kosten.
  • ABC toepassen is nog altijd mogelijk, maar dan in de software. Met de mogelijkheid om een baseline te kiezen.
  • De data van de sensor kan ongefilterd worden geraadpleegd.

Op dit moment zijn de mogelijkheden: ABC of handmatige kalibratie. In de toekomst komen er nog meer mogelijkheden bij waaronder baseline correctie met Kunstmatige Intelligentie (AI). De sensoren hoeven daarvoor niet te worden vervangen!

Bronnen:

The Senseair ABC-algorithm

Gas Sensor Calibration

Meer ventilatie is beter

  • De belangrijkste indicatie voor frisse lucht is het CO2 gehalte.
  • Luchtvochtigheid speelt een rol.
  • Hoe minder bezoekers per ruimte, hoe minder besmettingen → het Cobra Interactieplatform kan dit meten en hierover rapporteren.
  • Als er een besmetting plaatsvindt, is het verstandig om de eerdere bezoekers in kaart te hebben → het Cobra Interactieplatform heeft een contacttracing oplossing.

In aanvulling hierop adviseren we om evt. fysieke maatregelen te nemen waarmee de gemeten waarden kunnen worden geoptimaliseerd, zoals het aanschaffen van een luchtbevochtiger of eenvoudigweg het openzetten van een raam.

Over Cobra Climate

Cobra Climate maakt het klimaat bestuurbaar. Zodat mensen minder snel ziek worden en productiever zijn. Door het meten van luchtvochtigheid, CO2 en temperatuur kun je concreet en onderbouwd actie ondernemen om je locatie gezond te houden. Wil je ook een gezond gebouw? Bel of stuur een berichtje!

Wil je ook een gezond gebouw?

Meer resources.