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Danfoss IXA

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案例研究 1:
Danfoss IXA愛特蒙特光學如何創造更潔淨的環境

監控及管理空氣污染是決定未來發展的重要因素,也是創造更潔淨環境的必要步驟

海運監控
污染的利器:光學產品

監控及管理空氣污染是創造更潔淨環境的必要步驟。Danfoss IXA 是丹麥的高科技公司,目前正在開發名為 MES 1001 的裝置;這是以紫外線吸收光譜儀為基礎的海洋排放傳感器,可監控貨船排放的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫及氨,確保符合所有環境規範。光學傳感器置於船隻的排氣系統內部,因此其中使用的光學產品,將暴露在各種極端條件下,必須能夠同時承受高達 500°C 的高溫,以及非常高的壓力。

Danfoss IXA 尋求合作夥伴開發光學產品,以滿足其嚴苛需求;他們發現愛特蒙特光學 (EO) 已準備好接受這項超出其正常能力的挑戰。EO 提供量身打造的測試台,驗證傳感器的各種獨特需求,以開發堅固耐用的系統,因應 Danfoss IXA 提出的規格要求。

Danfoss IXA 針對航海產業開發各種傳感器及系統,以能源最佳化及量測排放氣體為重點。該公司隸屬於全球企業 Danfoss 集團,提供各種技術,因應各種不同市場需求,包括食品供應、能源效率及有益氣候的解決方案。  

國際貨運煙囪排放對人體造成嚴重的健康問題,導致全球人口因為肺部傷害及心臟血管疾病而提早死亡。

建立更潔淨的
環境就從海洋開始

國際海事組織 (IMO) 於近期決定,商用船隻必須在 2020 年之前符合低硫燃料規範。此外也將擴大目前北美海岸線的一氧化氮排放控管區域,在 2021 年將波羅的海及北海納入其中。目前 IMO 並沒有便利且可靠的方式監控船隻排放,並執行前述規範。有許多地方及區域計畫,期望進一步限制船隻的空氣污染;這突顯業界需要做出改變,配合全球嚴格的排放規範。Danfoss IXA 開發的 MES1001,是全方位的海洋排放傳感器,適合用於即時正確地量測船隻空氣排放。  

NO2 and SO2 emissions from international shipping around Europe are expected to surpass the total from all land-based sources in the 28 EU member states combined by 2020 or 2025
圖1: 「歐洲各地國際貨運排放的二氧化氮及二氧化硫,預期在 2020 或 2025 年超過 28 個歐盟會員國所有陸上來源的總排放量」

挑戰

Danfoss IXA 與多家光學元件供應商洽談,希望能共同設計光學系統,用於新型的 MES 1001 裝置。這項專案非常困難,因為必須符合極高的溫度與壓力要求。高溫可能造成融化及熱應力,導致光學產品故障,嚴重限制可供使用的光學材料類型。高溫也可能造成光學組件使用的黏著劑逸出氣體,導致污染系統。而高壓需求則讓光學系統密封成為極為重要的關鍵。大部分光學合作夥伴在設計、於前述惡劣條件之下量測,或是跨洲及跨時區合作方面,都面臨尚未突破的瓶頸。  

解決方案

愛特蒙特光學 (EO) 業務遍佈全球,擁有眾多光學工程師及設計師,總是勇於面對全新挑戰。Danfoss IXA 選擇 EO 作為合作夥伴的原因之一,就是 EO 從原型設計到投入量產這段小量試產的能力。EO 與 Danfoss 洽談之後,投入專屬的研發及專案管理資源,針對 MES 1001 開發光學組件,即使 EO 過去從未設計在 500°C 高溫下運作的系統。EO 研究多種不同材料及安裝選項,將這項專案視為學習經驗,以及擴展能力的契機。EO 量身打造測試台,用於驗證光學系統的獨特需求,並找出適用的密封劑和光機組件,以便讓組件能夠承受高度壓力。開發初期即面臨許多問題,包括光學產品破裂及黏著劑逸出氣體等等;不過在多次反覆進行設計程序,並研究不同材料之後,克服了前述問題,最終,愛特蒙特光學提供能承受船隻排氣系統內部惡劣環境的光學組件。愛特蒙特光學很榮幸能夠參與這項產品,對環境產生正面影響,並支持全球減少有害排放的努力。

Danfoss IXA「非常感謝 EO 在開發過程提供專業的協助,並在 [Danfoss IXA] 更充分瞭解傳感器使用確切條件時,持續配合變更要求的能力。」Danfoss IXA 在開發期間「發現 EO 專案經理提供豐碩的支援成果,並極有效地協助開發程序邁向成功。」

堅固耐用的光學系統,成為新型 MES 1001 裝置的關鍵元件,而 MES 1001 則於 2017 年推出。EO 對於有機會與 Danfoss IXA 技術精湛的研發團隊密切合作,並致力於此項頂尖技術,感到十分興奮。MES 1001 可協助 IMO 及其他組織執行海洋排放規範,在全球各地打造更潔淨的環境。  

Danfoss IXA 在開發期間

「發現 [EO] 專案經理提供豐碩的支援成果,並極有效地協助開發程序邁向成功。」

- Finn Haugaard, Danfoss IXA

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