Feinstaubmessgerät (on-line) zur Bestimmung der Partikelkonzentrationen PM10 und PM2.5 in der Aussenluft mit einem streulichtphotometrischen Messverfahren
 

Typ: Air Pollution Monitor APM - 2

Das neue Messgerät zur Bestimmung der Partikelkonzentration PM10 und PM2.5 nutzt das Prinzip der Lichtstreuung an kleinen Partikeln (Nephelometer).

  • On-line Messgerät
  • Bestimmt alternierend die PM10 und
    PM 2.5 Feinstaubkonzentration
  • Einfache Bedienung,
    Menüführung über Funktionstasten
  • Schnellauswahl über JOG-DIAL
  • Grosses hintergrundbeleuchtetes Display
  • Anzeige aller Messparameter
  • Datenübertragung über GPRS-Triband-Modem
  • Einfaches Software-Update über FLASH-RAM
 Air Pollution Monitor APM 2 Derenda

 

 

Messverfahren Air Pollution Monitor Typ APM - 2

Das Herzstück des Verfahrens zur on-line-Messung der Schwebstaubkonzentration bildet eine hochempfindliche Streulichtsensorik. Das Licht einer intensitätsstabilisierten Laserdiode beleuchtet ein durch den optischen Strahlengang definiertes Messvolumen. Das Streulicht aller Aerosolpartikeln, die sich in diesem Messvolumen befinden, wird unter einem Winkel von 90° von einem Halbleiterphotodetektor erfasst. Es steht nach Verstärkung als Spannungssignal (0-5V) zur Ver-fügung. Das Signal ist direkt proportional zur Massenkonzen-tration des Aerosols im Messvolumen (0-1000μg/m³).

Die Physik der Lichtstreuung an Partikeln bedingt nun, dass Aerosolteilchen mit einem Durchmesser in der Größenordnung der verwendeten Lichtwellenlänge bezogen auf ihre Masse das Licht am effizientesten streuen. Das heißt, sie liefern den höchsten Beitrag zum Signal. Für die im Gerät verwendete Wellenlänge von 680nm liegt das Empfindlichkeitsmaximum im Partikelgrößenbereich zwischen 0.5 und 1 μm. Aufgrund dieser Charakteristik sind dem Einsatz der einfachen Streulichtphoto-metrie zur Messung der PM10-Konzentration Grenzen gesetzt.

Das Messsignal eines in der Außenluft eingesetzten Streulicht-konzentrationssensors ist nämlich vornehmlich von der PM2.5- Fraktion dominiert. Die komplementäre Grobfraktion PM2.5-10 trägt massebezogen erheblich weniger zum Streulichtsignal bei, wird also bei der Messung unterrepräsentiert. Dieses  Empfind-lichkeitsdefizit in der Grobfraktion wird nun im Gerät durch ein einfaches Verfahren kompensiert. Dies wird durch die selektive Anreicherung der Konzentration der PM2.5-10-Fraktion mittels eines virtuellen Impaktors erreicht, der dem Einwinkelstreulicht-sensor vorgeschaltet ist.

Die Konzentrationsanreicherung ist gleichbedeutend mit einer Empfindlichkeitserhöhung der Photometrie für den PM2.5-10-Anteil. Dieses Prinzip ist in Bild 1 erläutert.

Prinzip des Virtualimpaktors APM2 Air Pollution Monitor
Bild 1 - Prinzip des Virtualimpaktors

 

 24h Verlauf der PM10 und PM2.5 Massenkonzentration
24h Verlauf der PM10 und PM2.5 Massenkonzentration

 

Technische Daten

Durchfluss:200 l/h
Sammelzeit:kontinuierlich
Hilfsenergie:230 V, 50/60 Hz
Leistungsbedarf:ca. 80 VA
Abmessungen
(ohne Probenahmekopf und Antenne):		Breite 300 mm
Höhe 450 mm
Tiefe 250 mm
Gewicht:ca. 17kg
Schutzart:IP 65

 

 

 

Das APM2 ist ein Messgerät zur direkten und kontinuierlichen Bestimmung der Schwebstaubkonzentration PM10 und PM2.5 in der Aussenluft.

Zur Messung wird ein Photometer verwendet welches das Prinzip der Lichtstreuung an kleinen Partikeln nutzt. Das gestreute Licht wird von einem Photodetektor erfasst und mit einem Verstärker rauscharm auf 0-5V angehoben.
Dieses Ausgangsignal ist ein direktes Mass für die Schwebstaubkonzentration.

Die Aussenluft wird über einen PM10-Probenahmekopf mit einem Volumenstrom von 3,3 l/min eingesaugt. Partikel größer als 10 μm werden beim Ansaugen in diesem Probenahmekopf abgeschieden. Dieser entspricht in seinem Aufbau dem zertifizierten PM10-Kopf des Kleinfiltergeräts nach DIN EN 12341 und wurde auf den kleineren Ansaugvolumen-strom von 3.3 l/min gegenüber 38.3 l/min dimensioniert und vom Institut für Energie- u. Umwelttechnik (IUTA ) e.V. bezüglich der Abscheidecharakteristik überprüft.

In einem nachgeschalteten Virtualimpaktor wird die angesaugte Aussenluft in zwei Teilströme aufgeteilt. Über eine verlustarme Umschaltvorrichtung (Dreiwege-Magnetventil mit geradem Durchgang) gelangt nun wahlweise das Aerosol aus dem Nebenstrom (Anreicherungsmodus) oder aus dem Hauptstrom (Normalmodus) in den Streulichtsensor. Im Anreicherungsmodus erfasst das APM-2 daher die PM10-Konzentration, im Normalmodus die PM2.5-Konzentration. Zum Nullpunktabgleich wird über die Umschaltvorrichtung in periodischen Abständen dem Streulichtsensor gefilterte Luft zugeführt.

Um die Temperaturabhängigkeit des Photometersignals auszuschliessen, ist das Photometer in einem thermisch isolierten Gehäuse eingebaut, dass auf eine Temperatur von 40°C geregelt ist.

Die ermitelten Daten werden intern im Gerät und auf einer SD-Karte gespeichert. Desweiteren besteht die Möglichkeit die Daten über das als Option integrierbare GPRS-Modem periodisch an einen Netzwerkrechner zu übertragen.

AnhangGröße
Datenblatt APM2630.22 KB
Firmware APM V2-11.zip57.84 KB