Emissietesten zijn een belangrijke procedure voor het meten en beheersen van luchtvervuiling door bronnen zoals voertuigen met verbrandingsmotoren, krachtcentrales en andere gemotoriseerde apparatuur die uitlaatgassen en verdampingsemissies produceren.
Fijnstof (PM), ook wel deeltjesvervuiling genoemd, is de algemene term die wordt gebruikt om vaste deeltjes en vloeistofdruppels in de lucht te beschrijven. Eenmaal ingeademd, kunnen deze deeltjes het hart en de longen aantasten en ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken. Deeltjesklassen PM10 en PM2,5 (d.w.z. deeltjes met een diameter van respectievelijk minder dan 10 μm en 2,5 μm) worden zorgvuldig gemonitord, zowel bij emissiebronnen als in de lucht in het algemeen, vanwege mogelijke gezondheidsrisico's.
Gravimetrische analyse van PM die via filtratie wordt verzameld, is de meest gebruikte techniek voor het bepalen van omgevingsconcentraties van PM en de hoeveelheid PM in emissies.
Waarom nauwkeurig wegen belangrijk is
Het wegen van fijnstof op filters is een differentiële weegtoepassing. Omdat de hoeveelheid opgevangen fijnstof qua gewicht erg klein is, moeten de filters zeer nauwkeurig worden gewogen, zowel voor als na het laden van het fijnstof.
Als algemene regel specificeren de richtlijnen een balans met een resolutie van 1 μg of 0,1 μg, met bijbehorende herhaalbaarheid.
Het gewicht van de deeltjes die op filters worden verzameld voor emissietests kan extreem laag zijn, daarom moet de weegprocedure zeer nauwkeurig worden uitgevoerd. Excellence Level microbalansen met een speciale filterweegkit zijn perfect voor emissietests. De uitstekende reproduceerbaarheid en het laagst mogelijke minimumgewicht zorgen voor de weegprestaties die u nodig hebt.
De bovenstaande afbeelding beschrijft het proces voor het gravimetrisch bepalen van de hoeveelheid fijnstof op filters.
Of het nu gaat om het meten van fijnstof in uitlaatgassen, verdampingsemissies, de atmosfeer of de omgevingslucht, de gravimetrische filterweegemissietest volgt dezelfde procedure.
Schone lucht wordt door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) erkend als een fundamentele voorwaarde voor de menselijke gezondheid en het welzijn. Wereldwijd zorgen steeds strengere emissiewetgeving en de behoefte aan gevoeligere, nauwkeurigere en reproduceerbare meettechnieken voor fijnstof (PM) voor meer aandacht. Toezichthouders verlangen tegenwoordig emissietests niet alleen voor traditionele uitlaatgassen, maar steeds vaker ook voor niet-uitlaatemissies zoals deeltjes van remslijtage. Hierdoor is het belang van gravimetrische weegmethoden voor filters, hoogwaardige microbalansen en geaccrediteerde laboratoriumprocessen toegenomen.
In de Verenigde Staten worden emissietests voor motoren en voertuigen voornamelijk geregeld door US EPA 40 CFR Part 1065 – Engine-Testing Procedures, waarin gedetailleerde eisen worden vastgelegd voor bemonsteringssystemen voor deeltjes, filterconditionering, weegomgevingen, instrumentprestaties, kalibratie en gravimetrische PM-analyse. Daarnaast stelt 40 CFR Part 50 de National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) vast, waaronder de EPA PM2.5 Federal Reference Method (FRM) voor meting van de omgevingsluchtkwaliteit.
Binnen Europa worden emissie- en luchtkwaliteitsmonitoring geregeld door een combinatie van wetgeving en normen. De recent aangenomen Verordening (EU) 2024/1257 (Euro 7) introduceert nieuwe eisen voor voertuigemissies, waaronder emissies van remdeeltjes en slijtage van banden, terwijl EN 12341 (nationaal gepubliceerd als BS EN 12341 en DIN EN 12341) de referentiegravimetrische methode definieert voor het meten van ambiente PM10- en PM2.5-concentraties.
De auto-industrie blijft een belangrijke bron van luchtverontreinigende stoffen, waaronder koolmonoxide (CO), koolwaterstoffen (HC), stikstofoxiden (NOx), fijnstof (PM) en broeikasgassen (GHG's). Om aan te tonen dat aan de regels wordt voldaan, moeten fabrikanten emissietests uitvoeren volgens erkende internationale normen en regelgevingsprocedures. Deze verwijzen steeds vaker naar nauwkeurige gravimetrische meettechnieken (zie tabel hieronder) en laboratoriumkwaliteitsystemen zoals ISO/IEC 17025 en ISO 14065, zodat resultaten traceerbaar, herhaalbaar en geschikt voor wettelijke certificering zijn.
Gravimetrisch wegen van filters blijft de meest algemeen aanvaarde methode voor het bepalen van de massa van deeltjes. Deze normen definiëren eisen voor filtermaterialen, conditioneringsperioden, omgevingscontrole in de weegruimte, elektrostatische neutralisatie, balansprestaties, traceerbaarheid en kwaliteitsborging. Nu emissiegrenzen blijven dalen en nabehandelingstechnologieën steeds effectiever worden, moeten laboratoria met vertrouwen en reproduceerbaarheid steeds kleinere hoeveelheden fijnstof meten.
| Verordening / norm | Toepassing voor PM-meting | Aanbevolen balans |
| EPA 40 CFR Part 1065 | PM in uitlaatgassen van motoren en voertuigen | Microbalans met een afleesbaarheid van minimaal 1 μg; 0,1 μg heeft de voorkeur voor ultralage emissies en ontwikkelingstesten. |
| EPA PM2.5 FRM | Monitoring van de omgevingslucht | Analytische balans of microbalans met een afleesbaarheid van 1 μg; veel laboratoria gebruiken systemen van 0,1 μg om de onzekerheidsprestaties te verbeteren. |
| EN 12341 (BS EN / DIN EN / CEN) | Monitoring van de omgevingslucht (PM10 en PM2.5) | Microbalans met een afleesbaarheid van ongeveer 1 μg; systemen van 0,1 μg worden vaak gebruikt waar de laagste onzekerheid vereist is. |
| SAE J2943 (2022) | Aanbevolen best practice voor het wegen van PM-filters | Microbalans met hoge stabiliteit van 1 μg of beter; 0,1 μg aanbevolen voor moderne metingen met lage emissies. |
| UN GTR No. 24 | PM van rememissies | Microbalans met hoge prestaties, geschikt voor gravimetrische PM-analyse; in de praktijk wordt doorgaans een afleesbaarheid van 1 μg of 0,1 μg gebruikt. |
| Euro 7 (EU 2024/1257) | Uitlaat- en rememissies | Microbalanssystemen die zeer kleine veranderingen in de massa van deeltjes kunnen detecteren; doorgaans minimaal 1 μg, met 0,1 μg de voorkeur voor ontwikkelings- en certificeringslaboratoria. |
| ISO/IEC 17025 | Laboratoriumaccreditatie | Geen specifieke eis voor afleesbaarheid; de balans moet gekalibreerd en traceerbaar zijn en aan de doelstellingen voor meetonzekerheid kunnen voldoen. |
Verordening (EU) 2024/1257 (Euro 7) breidt emissiecontrole uit tot verder dan traditionele uitlaatgassen door nieuwe duurzaamheidseisen, strengere bepalingen voor naleving in de praktijk, eisen voor de duurzaamheid van accu's voor geëlektrificeerde voertuigen en, voor het eerst, grenswaarden voor niet-uitlaatemissies zoals remdeeltjes en bandenslijtage. Hoewel de uitlaatemissiegrenzen voor veel stoffen vergelijkbaar blijven met de nieuwste Euro 6-eisen, verbreedt Euro 7 de reikwijdte van de voertuigemissieregelgeving aanzienlijk en introduceert het eisen voor naleving gedurende de volledige levensduur over een veel langere gebruiksperiode van het voertuig.
Nieuwe eisen voor remdeeltjesemissies: Euro 7 introduceert verplichte laboratoriumtests voor rememissies op basis van methoden afgeleid van UN GTR No. 24. Voertuigfabrikanten moeten nu aantonen dat zij voldoen aan grenswaarden voor fijnstof van remmen via gecontroleerde testprocedures op een remdynamometer die bedoeld zijn om reële rijomstandigheden weer te geven. Dit is de eerste grote wereldwijde regeling die juridisch afdwingbare grenzen vaststelt voor emissies van deeltjes door remslijtage.
Meer informatie vindt u op onze speciale pagina over Euro 7 remtesten, met informatie over eisen aan de remdynamometer, systemen voor het bemonsteren van deeltjes, methoden voor gravimetrische analyse en strategieën voor nalevingstesten.
Nu emissiegrenzen blijven aanscherpen en de massabelasting van deeltjes op filters afneemt, hebben laboratoria steeds vaker balansen nodig met een afleesbaarheid van 1 μg of 0,1 μg. In combinatie met gecontroleerde omgevingscondities en ISO-geaccrediteerde procedures bieden moderne ultramicrobalansen de prestaties die nodig zijn om zowel aan de huidige wettelijke eisen als aan toekomstige uitdagingen op het gebied van emissietests te voldoen.
Het bepalen van het gewicht van fijnstof is een belangrijke taak bij emissietests voor milieubeheersing en de auto-industrie.
De weegresultaten moeten zeer nauwkeurig zijn, maar het proces zelf heeft te maken met een aantal uitdagingen, zoals de invloed van elektrostatische ladingen of temperatuur op filters. Aarzel daarom niet om advies te vragen. Ons team staat voor u klaar, of u nu op zoek bent naar een balans of ondersteuning nodig heeft bij het wegen van filters/emissietests. Neem gerust contact met ons op voor de hulp die u nodig heeft.
Idealiter heeft een cleanroom de voorkeur voor het wegen van filters om mogelijke vervuiling door de omringende lucht te voorkomen en om meer controle te hebben over temperatuur en vochtigheid. Als alternatief kan een dashboardkastje worden gebruikt, maar dit maakt het proces nogal omslachtig, vooral bij het wegen van grote aantallen filters. Daarnaast zijn er nog verschillende andere uitdagingen verbonden aan het wegen van filters:
Filter behandeling
Voorbeeld volgen
Om het proces nog complexer te maken, moeten de filters nauwkeurig worden gevolgd. Elk filter wordt vooraf gewogen, in een gelabelde houder geplaatst, geacclimatiseerd en vervolgens naar de testlocatie getransporteerd. Na het PM laden worden de filters terug naar het lab getransporteerd en opnieuw gewogen. De nauwkeurigheid komt in gevaar als er geen failsafe-systeem is om ervoor te zorgen dat filters tijdens de verwerking niet door elkaar worden gehaald.
Nauwkeurigheid van het wegen
Er zijn verschillende richtlijnen voor het te gebruiken weegsysteem en daarom is het van cruciaal belang dat de gebruikte balans voldoet aan de behoeften van de filterweegtoepassing. Voor dergelijke kleine monsters is het minimale nettogewicht van de weegschaal van essentieel belang. Het wegen van een monster dat onder dit minimale gewicht valt, kan de vereiste nauwkeurigheid niet garanderen.
Tijd
Het wegen van filters voor emissietests kan lang in beslag nemen. Acclimatisatieprocessen, transport van en naar de testlocatie, moeizame behandelingsprocedures en het langzaam tot stand komen van een evenwicht dragen ertoe bij dat een typische uitlaatgasemissietest tot twee dagen of langer duurt om af te ronden.
De XPR microbalansen van METTLER TOLEDO bieden een unieke precisie en een uitzonderlijk laag minimumgewicht. De XPR2U is uitgerust met een speciale filterweegkit en heeft een afleesbaarheid van 0,2 μg en is ideaal voor het wegen van filters en heeft het extra voordeel van ingebouwde actieve kwaliteitsborgingsfuncties om ervoor te zorgen dat de weegresultaten voldoen aan gedefinieerde toleranties en normen. Ingebouwde gebruikersbegeleiding zorgt ervoor dat het differentiële weegproces nauwkeurig wordt gevolgd.
De juiste tools
De toevoeging van een barcodelezer biedt snelle monsteridentificatie en het gemak om geladen filters automatisch te matchen met vooraf gewogen resultaten voor snellere verwerking en minder verwerkingsfouten. Bovendien neutraliseert het passeren van de filters langs de elektrode van een antistatische kit alle aanwezige elektrostatische ladingen waardoor het werkelijke PM resultaat nauwkeurig kan worden gemeten.
Dankzij de meerdere aansluitmogelijkheden kunnen weegresultaten rechtstreeks worden geëxporteerd naar een spreadsheet op een pc of naar een databasesysteem van het bedrijf voor inspectie en verdere analyse.
Het pincet van METTLER TOLEDO is speciaal ontworpen voor het zorgvuldig hanteren van gevoelige filters tijdens het overbrengen van en naar de opslagcartridge en de filterweegset op de balans.
Bekijk deze video voor de belangrijkste productkenmerken van de filterweegsystemen van METTLER TOLEDO voor emissietests. Kies uit innovatieve handmatige oplossingen met behulp van een analytische of microbalans tot een volledig geautomatiseerde oplossing met een robotsysteem, ontwikkeld in samenwerking met HORIBA.
De XPR microbalansen van METTLER TOLEDO zijn volledig compatibel met de laboratoriumsoftware van LabX™. LabX biedt volledige SOP-gebruikersbegeleiding voor de balans. Het herkent het laden en ontladen van filters, waardoor het proces wordt vereenvoudigd en versneld.
LabX registreert automatisch de gewichtswaarden ten opzichte van de juiste monster ID's en voert alle berekeningen automatisch uit, inclusief correctie voor het luchtdrijfvermogen.
Alle gegevens en resultaten worden veilig opgeslagen in een gecentraliseerde database die volledige traceerbaarheid biedt. Aangepaste rapporten kunnen worden afgedrukt of overgebracht naar een intern informatiesysteem.
Wanneer er meer dan 40 filters per dag worden gewogen, is de PFS-ONE Filterrobot, in combinatie met de XPR2U, de perfecte geautomatiseerde oplossing.
De innovatieve filterhouder maakt identificatie, acclimatisatie, opslag, transport en wegen mogelijk in één patroon, zonder onderbreking of verwijdering van het filter. Het fungeert ook als een kooi van Faraday, waardoor elektrostatische invloeden worden verminderd.
Geautomatiseerde monsterwissel maakt het mogelijk om het filter moeiteloos voor en terug te wegen en de resultaten worden direct overgebracht naar een computer voor analyse.
Als u grote filters gebruikt, bijvoorbeeld voor het analyseren van industriële filtraties, heeft METTLER TOLEDO handige en kosteneffectieve oplossingen voor het wegen van grotere filters op uw analytische balans. Dankzij de toevoeging van een filterweegset kunnen filters tot 110 mm gemakkelijk op een Excellence analytische balans van METTLER TOLEDO worden gewogen. Voor het wegen van filters tot 150 mm wordt het gebruik van een speciale ErgoClip aanbevolen. Beide oplossingen kunnen snel en eenvoudig op uw bestaande balans worden geïnstalleerd.
Ten eerste is het milieu belangrijk. Idealiter staat uw balans op een speciale weegtafel in een ruimte met een stabiele temperatuur en gecontroleerde luchtvochtigheid. De filterweegkits voor de microbalansen en ultra-microbalansen van METTLER TOLEDO bevatten een speciaal weegplateau dat ervoor zorgt dat de filters op de juiste manier op de balans worden geplaatst. Een asymmetrische pincet zorgt ervoor dat uw filterweegprocessen snel en efficiënt zijn.
PTFE filters zijn bijzonder gevoelig voor elektrostatische ladingen. De onstabiele cijfers op uw balans suggereren dat de weegcel wordt beïnvloed door elektrostatische ladingen. De invloed van elektrostatische ladingen kan de weegresultaten aanzienlijk beïnvloeden. Gebruik een antistatische kit vóór het wegen van elk filter om eventuele aanwezige elektrostatische ladingen te verwijderen.
METTLER TOLEDO biedt filterweegoplossingen voor zowel microbalansen als analytische balansen. Er zijn twee verschillende filterweegkits voor microbalansen, waarmee u filters met een diameter van 20 mm tot 70 mm kunt wegen. Het is gemakkelijk om tussen de kits te wisselen. Voor het wegen van grotere filters met een diameter tot 150 mm op een analytische balans zijn er twee filterhouderoplossingen beschikbaar.
De weegset voor microfilters van METTLER TOLEDO bestaat uit twee filterpannen. Elk heeft een unieke contour die ervoor zorgt dat het filter automatisch wordt gecentreerd. Door het filter te centreren, worden excentriciteitsfouten geëlimineerd en worden reproduceerbare en betrouwbare resultaten gegarandeerd.
Er moet een duidelijke SOP zijn voor het wegen van filters in een gereguleerde omgeving. In een handmatig proces kunnen echter menselijke fouten optreden, en in een proces dat veel stappen vereist, kan het gemakkelijk zijn om een fout te maken. Met de LabX-software kunt u uw eigen SOP-workflow voor filterweging maken. De stapsgewijze instructies voor de SOP worden weergegeven op het display van de balans. Elke stap vereist bevestiging van de gebruiker, zodat u er zeker van kunt zijn dat de SOP is gevolgd.
Elke meting op elke balans bevat een mate van onzekerheid. Inzicht in deze onzekerheid is essentieel voor nauwkeurige weegresultaten. Het is niet de leesbaarheid die de nauwkeurigheid van een weeginstrument bepaalt, maar de herhaalbaarheid ervan. Met de zeer kleine monstergewichten die betrokken zijn bij het wegen van filters, is het minimale nettogewicht van de balans ook van cruciaal belang.
Om de juiste balans voor uw behoeften te vinden, moet u weten wat de kleinste hoeveelheid is die u wilt wegen en hoe nauwkeurig u deze moet wegen (d.w.z. met welke tolerantie).
GWP® , de wereldwijde weegstandaard van METTLER TOLEDO, helpt u bij het kiezen van de juiste balans die aan uw toepassingsvereisten voldoet. Vraag uw lokale vertegenwoordiger om een gratis balans aanbeveling. Bepaal of uw bestaande balans voldoet aan uw kwaliteitseisen.
De filterweegkits van METTLER TOLEDO hebben glazen deksels, zodat u gemakkelijk kunt zien wat u aan het doen bent bij het plaatsen en verwijderen van filters. De microbalans tochtschermen kunnen worden ingesteld om naar links of rechts te openen, afhankelijk van de behoeften van de operator, zodat de filterhantering ergonomischer is. Om het proces verder te versnellen, kan de SmartSens infraroodsensor worden gebruikt om de deuren met een handbeweging te openen. Voor het wegen van filters met een hoge doorvoer adviseren wij een geautomatiseerde oplossing met de PFS-ONE filterweegrobot.
Handmatige transcriptie van gegevens en resultaten brengt altijd een onvermijdelijk risico op fouten met zich mee. Door uw balans aan te sluiten op de LabX-software kunt u handmatige transcriptie en het daarmee gepaard gaande risico op fouten volledig elimineren. LabX voert ook al uw berekeningen uit, inclusief correcties van het luchtdrijfvermogen, waardoor een extra bron van mogelijke fouten wordt geëlimineerd. Alle gegevens worden veilig opgeslagen in een gecentraliseerde database, zodat u verder profiteert van volledige gegevensintegriteit en traceerbaarheid.
Het is van essentieel belang om de filterpatronen te labelen en ervoor te zorgen dat de resultaten correct worden geregistreerd voor elk filter. Bij het hanteren van veel filters kan dit een uitdaging zijn. Het proces kan aanzienlijk worden vereenvoudigd door uw balans aan te sluiten op LabX, een barcodelezer en een printer. LabX print automatisch etiketten met barcodes. Door gebruik te maken van barcodes worden de monsters op unieke wijze geïdentificeerd. LabX gebruikt de barcodes om automatisch de gewichtsresultaten te registreren voor het juiste monster. Alle gegevens worden veilig opgeslagen in een gecentraliseerde database die volledige traceerbaarheid biedt. De PFS-ONE filterweegrobot kan tot 1.000 filters per dag verwerken in een volledig geautomatiseerd proces waarbij alle gegevens automatisch worden verwerkt.
Emissie verwijst naar het vrijkomen of lozen van stoffen (zoals gassen, verontreinigende stoffen of straling) rechtstreeks van een bron in het milieu. Immissie daarentegen verwijst naar de aanwezigheid of concentratie van deze stoffen in het milieu op een bepaalde locatie, vaak waar ze mensen, dieren of ecosystemen aantasten. Emissie gaat over de uitstoot aan de bron, terwijl immissie gaat over de impact of blootstelling op een meetpunt
