Beschreibung. Leichtes, gehäuseloses Feinstaub-Aerosolspektrometer zur Integration in Trägersysteme, batteriebetrieben(bild: Gehäuse für Flugdrohne)

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Karin Egger
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Leichtes, gehäuseloses Feinstaub-Aerosolspektrometer zur Integration in Trägersysteme, batteriebetrieben(bild: Gehäuse für Flugdrohne) Beschreibung wurde als flugfähiger Echtzeit-Staubmonitor mit

24 15 9cm,istdieIntegrationdesFidas Fly 100 in eine beliebige Drohne oder ein anderes Trägersystem leicht möglich.

1 Leichtes, gehäuseloses Feinstaub-Aerosolspektrometer zur Integration in Trägersysteme, batteriebetrieben(bild: Gehäuse für Flugdrohne) Beschreibung wurde als flugfähiger Echtzeit-Staubmonitor mit Akkubetrieb entwickelt und zeichnet sich durch ein äußerst geringes Gesamtgewicht von lediglich 1400 g aus(900 g ohne Akku). AufgrundseinesgeringenGewichtssowiederkompaktenAbmessungenvonca cm,istdieIntegrationdesFidas Fly 100 in eine beliebige Drohne oder ein anderes Trägersystem leicht möglich. Durch diese hohe Flexibilität ist eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten denkbar- insbesondere an schwer erreichbaren Messorten. Der integrierte Akku ermöglicht eine autarke Messzeit von bis zu 6 h. Alternativ ist auch eine Einbindung der Messeinrichtung in die Energieversorgung der Trägereinheit möglich. DasFidas Fly100misstsimultandiefürdenImmissionsschutzrelevantenMassefraktionenPM 1,PM 2,5,PM 4,PM 10,PM total oder die alveolengängigen, thorakalen und einatembaren Massefraktionen nach DIN EN 481. Zusätzlich werden die Partikelanzahl- Konzentration sowie die Partikelgrößenverteilung in bis zu 64 Größenklassen im Partikelgrößenbereich von 0,18 18 µm oder 0,5 40µmbestimmt. Das verwendet die anerkannte Messtechnik der optischen Lichtstreuung am Einzelpartikel und ist mit einer LED-LichtquellemithoherLichtintensität(d p,min =180nm),hoherLichtstabilitätundlangerLebensdauerausgestattet.Die Kalibrierung der Messeinrichtungen kann mit Hilfe eines monodispersen Prüfaerosols jederzeit einfach und schnell vor Ort überprüft und gegebenenfalls justiert werden. Das arbeitet mit einem Volumenstrom von 1,4 l/min. Das ist mit einer CPU mit 32 GB Speicher und WLAN Unterstützung ausgestattet. Messprinzip Beim eigentlichen Aerosolsensor handelt es sich um ein optisches Aerosolspektrometer, das über die Streulichtanalyse am Einzelpartikel nach Lorenz Mie die Partikelgröße bestimmt. Die Partikel bewegen sich einzeln durch ein optisch abgegrenztes Messvolumen, das mit Weißlicht homogen ausgeleuchtet ist. Von jedem einzelnen Partikel entsteht ein Streulichtimpuls, der unter einem Winkel von 85 bis 95 erfasst wird. Die Partikelanzahl wird anhand der Anzahl der Streulichtimpulse gemessen. Die Höhe des Streulichtimpulses ist ein Maß für den Partikeldurchmesser. Durch eine verbesserte Optik, eine höhere Lichtdichte durch eine neue Weißlicht-LED als Lichtquelle und eine verbesserte Signalauswerteelektronik(logarithmischer A/D-Wandler) konnte die untere Detektionsgrenze für die Immissionsmessung bis auf 180 nm gesenkt werden. Dadurch werden insbesondere kleinere Partikel sehr viel besser berücksichtigt(siehe Abb. 1). Seite1von7

2 Abb. 1: Höhere Empfindlichkeit mit dem Fidas Feinstaubmesssystem für den Partikelgrößenbereich 0,18 18 µm Je besser die Klassifiziergenauigkeit und das Auflösungsvermögen eines Partikelmessgerätes sind, desto genauer kann die Partikelgrößenverteilung bestimmt werden. Durch die Verwendung einer Weißlichtquelle erhält man eine eindeutige Kalibrierkurve ohne Mehrdeutigkeiten, woraus eine extrem hohe Größenauflösung resultiert. Die Verwendung der patentierten T-Blende führt zu einem exakt bestimmten optischen Messvolumen und ermöglicht die Partikelmessung ohne Randzonenfehler und damit eine genaue Größenbestimmung. Die neue und schnelle digitalisierte Signalauswerteelektronik erlaubt, Koinzidenz zu erkennen und gegebenenfalls zu korrigieren. Seite2von7

3 Abb. 2: Vergleich von Algorithmen zur Umrechnung der Partikelgrößenverteilung nach PM-Werten Zur Umwandlung dieser gemessenen Messgrößen in eine Masse oder Massefraktion wird die hochaufgelöste Partikelgrößenverteilung in jedem Wert mit einem Korrelationsfaktor multipliziert, der widerspiegelt, dass das Umweltaerosol je nach Partikelgröße aus unterschiedlichen Quellen(z. B. Verbrennungsaerosol, Reifenabrieb, Pollen) zusammengesetzt ist(siehe Abb. 2). Eine Massefraktion erhält man, indem man zusätzlich noch die Abscheidekurve(siehe DIN EN 481) auf die ermittelte Partikelgrößenverteilung anwendet. Auf dieselbe Größenverteilung lassen sich gleichzeitig mehrere Abscheidekurven anwenden, sodasseinegleichzeitigeausgabevonpm 10,PM 2,5,PM 1 (undanderen)möglichist.zumbeispielkanndasfidas Fly100 mitdemgleichenumwandlungsalgorithmusbetriebenwerden,welcherauchindemfürdiebehördlichepm 2,5 -undpm 10 - ImmissionsüberwachungzugelassenenundzertifiziertenImmissionsmesssystemFidas 200implementiertist. Die im Lieferumfang enthaltene Software erlaubt eine vielfältige Auswertung und Darstellung der gemessenen Daten. Seite3von7

4 Druckansicht Abb. 3: Typischer Einsatz des Seite 4 von 7 Stand: 27. Januar 2019

5 Vorteile Flexible Einbau- und Einsatzmöglichkeiten durch geringe Abmessungen und sehr geringes Gewicht Kontinuierliche und simultane Echtzeit-Messung mehrerer PM-Werte Zusätzliche Information durch Partikelanzahlkonzentration und Partikelgrößenverteilung Hohe Unabhängigkeit durch Akkubetrieb Bis zu sechs Stunden Messzeit im Akkubetrieb Lichtquelle: LED PDAnalyze Fidas Software zur individuellen Auswertung Ihrer Messdaten am externen PC Wartungsarm Externe Überprüfung der Kalibrierung vor Ort möglich Intuitive und einfache Bedienung Zuverlässige Funktion Seite5von7

6 Technische Daten Parameter Beschreibung Schnittstellen WLAN(USB optional) Messbereich(Größe) 0,18 40 µm(2 Messbereiche) Größenkanäle 64(32/Dekade) Messprinzip optische Lichtstreuung Messbereich(AnzahlC N ) Partikel/cm 3 zeitlicheauflösung 1s 24h Volumenstrom 1,4 l/min Abmessungen cm(H B T) Gewicht ca.1kg(ohneakkuundgehäuse) Datenspeicher 32 GB Messbereich(Masse) µg/m 3 Messgrößen PM 1, PM 2,5, PM 4, PM 10, TSP,Anzahlverteilungen Seite6von7

7 Anwendungen Integration in Trägersysteme wie z. B. Drohnen(Beispiel: Fidas Fly 200) bzw. unbemannte Fahrzeuge Integration in eigene Messaufbauten, Einhausungen oder Nutzlastbehälter Palas GmbH Partikel- und Lasermesstechnik Greschbachstrasse Karlsruhe Germany Geschäftsführer: Dr.-Ing. Maximilian Weiß Handelsregister: Mannheim HRB Unternehmenssitz: Karlsruhe USt-Id: DE St-Nr: 34416/07832 Bankverbindung: BW-Bank Karlsruhe BIC: SOLADEST IBAN:DE Deutsche Bank Karlsruhe BIC: DEUTDESM660 IBAN:DE Kontakt: mail@palas.de Internet: Tel: +49(0) Fax: +49(0) Seite7von7

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