Staub- und Partikelmessung mittels optischer Streuung

Wie funktioniert die optische Streuung?

Partikel in der Luft streuen einfallendes Licht in verschiedene Richtungen. Beim Verfahren der optischen Streuung durchläuft die Probenluft einen Lichtstrahl, und das gestreute Licht wird von einem Detektor gemessen. Die Intensität des Streulichts ist proportional zur Partikelkonzentration; nach der Kalibrierung wird dieses Signal in die Massenkonzentration (mg/m³) umgerechnet.

Tragbare und Bereichsmonitore verwenden eine Lichtquelle im nahen Infrarot wie 880 nm, und Zyklonköpfe trennen Fraktionen wie PM10-PM4 oder PM2.5-PM1. Für die Messung in Kamin und Kanal werden Lasersender und Empfänger beiderseits des Kanals angeordnet; bei niedriger Staubbeladung wird im Streumodus, bei hoher Staubbeladung im Transmissionsmodus (Lichtschwächung) gemessen.

Die optische Streuung: Messgrößen und Einsatzgebiete

Das Verfahren liefert die Staubkonzentration in Echtzeit. Einsatzgebiete:

• Arbeitshygiene und persönliche Exposition im Atembereich
• Staubüberwachung auf Baustellen, im Bergbau und an Industriestandorten
• Staub- und Filterbruchüberwachung in Kaminen und Prozesskanälen
• PM-Überwachung der Außenluft (in mit Beta-Messung kombinierten Systemen)

Die optische Streuung: Stärken und Grenzen

Die optische Streuung misst sofort und kontinuierlich, mit einem bis zu hohen Konzentrationen reichenden Messbereich. Tragbare Geräte sind für kurze Kampagnen praktisch. Laser-Kamingeräte benötigen keine Probenahme und können auch in Hochtemperaturprozessen eingesetzt werden.

Grenzen: Da die Intensität des Streulichts von Partikelgröße, -form und Brechungsindex abhängt, sollten die Ergebnisse durch Vergleich mit einer gravimetrischen Referenzmessung staubartspezifisch kalibriert werden. Feuchte und Nebel können bei Außenluftmessungen falsch hohe Werte verursachen. Verschmutzen die optischen Fenster, sinkt das Signal; regelmäßige Reinigung ist erforderlich.

Die optische Streuung: Hinweise zur Geräteauswahl

Bei der Auswahl werden Verwendungszweck (persönliche Exposition, Bereichsüberwachung oder Kamin), Messbereich, Abscheidegröße und optische Weglänge festgelegt. Ein standortspezifischer Kalibrierfaktor sollte durch einen der gemessenen Staubart angemessenen gravimetrischen Vergleich ermittelt werden. Tetra führt regelmäßige Null- und Durchflusskontrollen sowie die optische Reinigung der Geräte im Rahmen des Service durch.

Tetra und Staubmonitore

Tetra liefert, installiert, nimmt in Betrieb, kalibriert und wartet Staubmonitore mit optischer Streuung in der Türkei. Zum Produktspektrum gehören der Außenluft-Staubmonitor Thermo Scientific ADR-1500, der persönliche Staubmonitor pDR-1500, der Kamin-Staubmonitor NEO Monitors LaserDust LP/MP/XLP und der 5030i SHARP, der Lichtstreuung mit Beta-Messung kombiniert.