Testování emisí je důležitým postupem pro měření a kontrolu znečištění ovzduší ze zdrojů, jako jsou vozidla se spalovacími motory, elektrárny a další motorizovaná zařízení, která produkují výfukové plyny a emise způsobené vypařováním.
Polétavý prach (PM), známý také jako znečištění částicemi, je obecný termín používaný k popisu pevných částic a kapiček kapaliny nacházejících se ve vzduchu. Po vdechnutí mohou tyto částice ovlivnit srdce a plíce a způsobit vážné zdravotní problémy. Třídy částic PM10 a PM2,5 (tj. částice o průměru menším než 10 μm, resp. 2,5 μm) jsou pečlivě sledovány, a to jak u zdrojů emisí, tak v ovzduší obecně, a to z důvodu možných zdravotních rizik.
Gravimetrická analýza PM shromážděných pomocí filtrace je nejpoužívanější technikou pro stanovení koncentrací PM v prostředí a také množství PM v emisích.
Hmotnost částic zachycených na filtrech pro testování emisí může být extrémně nízká, proto musí být postup vážení prováděn velmi přesně. Mikrováhy Excellence Level se speciální sadou pro vážení filtrů jsou ideální pro testování emisí. Vynikající opakovatelnost a nejnižší možná minimální navážka poskytují potřebný vážicí výkon.
Výše uvedený obrázek popisuje proces stanovení množství částic na filtrech gravimetricky.
Ať už se jedná o měření pevných částic ve výfukových plynech, emisí způsobených vypařováním, v atmosféře nebo v okolním vzduchu, zkouška emisí gravimetrickým vážením filtrů probíhá stejným způsobem.
Čistý vzduch je Světovou zdravotnickou organizací (WHO) uznáván jako základní požadavek pro lidské zdraví a pohodu. Po celém světě pohání stále přísnější legislativa týkající se emisí potřebu citlivějších, přesnějších a reprodukovatelnějších technik měření částic (PM). Regulační orgány nyní vyžadují zkoušení emisí nejen tradičních výfukových znečišťujících látek, ale stále častěji i nefukových emisí, jako jsou částice z opotřebení brzd. Tím se zvýšil význam gravimetrických metod vážení filtrů, vysoce výkonných mikrovah a akreditovaných laboratorních postupů.
Ve Spojených státech se zkoušení emisí pro motory a vozidla řídí především předpisem US EPA 40 CFR Part 1065 – Engine-Testing Procedures, který stanoví podrobné požadavky na systémy odběru částic, kondicionování filtrů, vážicí prostředí, výkon přístrojů, kalibraci a gravimetrickou analýzu PM. Kromě toho 40 CFR Part 50 stanovuje National Ambient Air Quality Standards (NAAQS), včetně federální referenční metody EPA PM2.5 (FRM) používané pro monitorování okolního ovzduší.
V Evropě se monitorování emisí a kvality ovzduší řídí kombinací legislativy a norem. Nedávno přijaté nařízení (EU) 2024/1257 (Euro 7) zavádí nové požadavky na emise vozidel, včetně emisí částic z brzd a otěru pneumatik, zatímco EN 12341 (vydaná na národní úrovni jako BS EN 12341 a DIN EN 12341) definuje referenční gravimetrickou metodu pro měření koncentrací PM10 a PM2.5 v okolním ovzduší.
Automobilový průmysl nadále představuje významný zdroj znečišťujících látek ovzduší, včetně oxidu uhelnatého (CO), uhlovodíků (HC), oxidů dusíku (NOx), částic (PM) a skleníkových plynů (GHGs). Pro prokázání shody musí výrobci provádět zkoušení emisí podle uznávaných mezinárodních norem a regulačních postupů. Ty se stále častěji odkazují na přesné gravimetrické měřicí techniky (viz tabulka níže) a laboratorní systémy kvality, jako jsou ISO/IEC 17025 a ISO 14065, čímž zajišťují, že výsledky jsou dohledatelné, opakovatelné a vhodné pro regulační certifikaci.
Gravimetrické vážení filtrů zůstává nejrozšířenější metodou pro stanovení hmotnosti částic. Tyto normy definují požadavky na filtrační materiály, doby kondicionování, řízení prostředí ve vážicí místnosti, elektrostatickou neutralizaci, výkon vah, dohledatelnost a zajištění kvality. S tím, jak emisní limity stále klesají a technologie následného zpracování jsou stále účinnější, musí laboratoře s jistotou a opakovatelností měřit stále menší množství částic.
| Předpis / norma | Aplikace měření PM | Doporučení pro váhy |
| EPA 40 CFR Part 1065 | PM ve výfukových plynech motorů a vozidel | Mikrováhy s rozlišením minimálně 1 μg; pro ultra nízké emise a vývojové zkoušky se upřednostňuje 0,1 μg. |
| EPA PM2.5 FRM | Monitorování okolního ovzduší | Analytické váhy nebo mikrováhy schopné rozlišení 1 μg; mnoho laboratoří zavádí systémy 0,1 μg ke zlepšení nejistoty měření. |
| EN 12341 (BS EN / DIN EN / CEN) | Monitorování okolního ovzduší (PM10 a PM2.5) | Mikrováhy s rozlišením přibližně 1 μg; systémy 0,1 μg se běžně používají tam, kde je požadována nejnižší nejistota. |
| SAE J2943 (2022) | Doporučené osvědčené postupy pro vážení PM filtrů | Vysoce stabilní mikrováhy s rozlišením 1 μg nebo lepším; pro moderní měření nízkoemisních systémů se doporučuje 0,1 μg. |
| UN GTR No. 24 | PM z emisí brzd | Vysoce výkonné mikrováhy vhodné pro gravimetrickou analýzu PM; v průmyslové praxi se obvykle používá rozlišení 1 μg nebo 0,1 μg. |
| Euro 7 (EU 2024/1257) | Výfukové a brzdové emise | Systémy mikrovah schopné detekovat velmi malé změny hmotnosti částic; obvykle minimálně 1 μg, přičemž 0,1 μg se preferuje pro vývojové a certifikační laboratoře. |
| ISO/IEC 17025 | Akreditace laboratoře | Žádný konkrétní požadavek na rozlišení; váhy musí být kalibrované, dohledatelné a schopné splnit cíle nejistoty měření. |
Nařízení (EU) 2024/1257 (Euro 7) rozšiřuje kontrolu emisí nad rámec tradičních znečišťujících látek z výfuku (z koncovky výfuku) zavedením nových požadavků na trvanlivost, posílených ustanovení o shodě v reálném provozu, požadavků na trvanlivost baterií pro elektrifikovaná vozidla a poprvé i limitů pro nefukové emise, jako jsou částice z brzd a otěr pneumatik. Zatímco limity emisí z výfuku pro mnoho znečišťujících látek zůstávají podobné nejnovějším požadavkům Euro 6, Euro 7 významně rozšiřuje rozsah regulace emisí vozidel a zavádí požadavky na shodu po celou dobu životnosti vozidla během mnohem delšího období provozu.
Nové požadavky na emise částic z brzd: Euro 7 zavádí povinné laboratorní zkoušení emisí z brzd na základě metodik odvozených z UN GTR No. 24. Výrobci vozidel nyní musí prokázat shodu s limity pro částice z brzd pomocí kontrolovaných zkoušek na brzdovém dynamometru, navržených tak, aby reprezentovaly skutečné jízdní podmínky. Jde o první významnou celosvětovou regulaci, která stanovuje právně vymahatelné limity pro emise částic z opotřebení brzd.
Pro více informací si prohlédněte naši vyhrazenou stránku o Euro 7 Brake Testing, která popisuje požadavky na brzdový dynamometr, systémy odběru částic, metodiky gravimetrické analýzy a strategie zkoušení shody.
S tím, jak se emisní limity stále zpřísňují a hmotnostní zatížení částic na filtrech klesá, laboratoře stále častěji vyžadují váhy s rozlišením 1 μg nebo 0,1 μg. Ve spojení s kontrolovanými podmínkami prostředí a postupy akreditovanými podle ISO poskytují moderní ultramikrováhy výkon potřebný k naplnění jak současných regulačních požadavků, tak budoucích výzev v oblasti zkoušení emisí.
Stanovení hmotnosti pevných částic je klíčovým úkolem při testování emisí pro kontrolu prostředí a automobilový průmysl.
Výsledky vážení musí být velmi přesné, ale samotný proces čelí řadě problémů, jako je vliv elektrostatického náboje nebo teploty na filtry. Neváhejte se proto obrátit na radu! Náš tým odborníků je zde, aby vám pomohl, ať už chcete zakoupit váhu nebo potřebujete podporu s vážením filtrů / testováním emisí. Kontaktujte nás a získejte potřebnou pomoc.
V ideálním případě je pro přesné vážení filtrů vhodnější čistý prostor. Ten zabraňuje kontaminaci okolním vzduchem a zajišťuje kontrolu nad teplotou a vlhkostí, což je klíčové pro omezení absorpce vody. Alternativně se dá použít odkládací schránka, která ale činí proces těžkopádným při velkém počtu vzorků. Kromě toho je s váhovými filtry spojeno několik dalších problémů:
Manipulace s filtry
Sledování vzorků
Chcete-li přidat další složitost procesu, musí být filtry přesně sledovány. Každý filtr je předem zvážen, umístěn do označeného držáku, aklimatizován a poté přepraven na testovací místo. Po naplnění PM jsou filtry transportovány zpět do laboratoře a znovu zváženy. Přesnost je ohrožena, pokud není zaveden bezpečnostní systém, který zajistí, že během zpracování nedojde k záměně filtrů.
Přesnost vážení
S několika pokyny specifikujícími vážicí systém, který má být použit, je zásadní, aby použitá váha splňovala potřeby aplikace pro vážení filtrů. U takto malých vzorků má zásadní význam minimální čistá hmotnost vzorku váhy – u vážení vzorku pod touto hmotností nelze považovat požadovanou úroveň přesnosti.
Čas
Vážení filtrů pro testování emisí může trvat dlouho. Aklimatizační procesy, přeprava na místo zkoušky a zpět, pracné manipulační postupy a pomalu se usazující rovnováha přispívají k tomu, že typická zkouška emisí výfukových plynů trvá až 2 dny nebo déle.
Mikrováhy METTLER TOLEDO XPR nabízejí jedinečnou přesnost a výjimečně nízké minimální navážky. Skener XPR2U je vybaven speciální sadou pro vážení filtrů a má odečitatelnost 0,2 μg, takže je ideální pro vážení filtrů a má další výhodu v podobě vestavěných funkcí aktivního zajištění kvality, které zajišťují, že výsledky vážení splňují definované tolerance a normy. Vestavěné uživatelské pokyny zajišťují přesné dodržování procesu diferenčního vážení.
Správné nástroje
Přidání čtečky čárových kódů nabízí rychlou identifikaci vzorku a pohodlí při automatickém párování načtených filtrů s předem zváženými výsledky pro rychlejší zpracování a méně chyb při manipulaci. Průchod filtrů přes elektrodu antistatické soupravy navíc neutralizuje veškerý přítomný elektrostatický náboj a zajišťuje měření skutečného výsledku PM.
Díky mnoha možnostem připojení lze výsledky vážení exportovat přímo do tabulky v počítači nebo do firemního databázového systému pro kontrolu a další analýzu.
Pinzeta METTLER TOLEDO je speciálně navržena tak, aby zajišťovala správnou manipulaci s jemnými filtry při jejich přenášení do a ze zásobní patrony a z vážící soupravy filtrů na váze.
Podívejte se na toto video a seznamte se s hlavními přednostmi řešení pro vážení filtrů METTLER TOLEDO pro testování emisí. Vyberte si od inovativních ručních řešení využívajících analytické nebo mikrováhy až po plně automatizované řešení s robotickým systémem, vyvinuté společně se společností HORIBA.
Mikrováhy METTLER TOLEDO XPR jsou plně kompatibilní s laboratorním softwarem LabX™. Software LabX poskytuje úplné uživatelské pokyny k SOP na váze. Rozpoznává načítání a odebírání filtrů, čímž zjednodušuje a zrychluje proces.
Software LabX automaticky zaznamenává hodnoty hmotnosti podle správných ID vzorků a provádí všechny výpočty automaticky, včetně korekce vztlaku.
Všechna data a výsledky jsou bezpečně uloženy v centralizované databázi poskytující plnou sledovatelnost. Reporty na míru je možné vytisknout nebo přenést do interního informačního systému.
Pokud se váží více než 40 filtrů denně, je filtrační robot PFS-ONE v kombinaci s XPR2U dokonalým automatizovaným řešením.
Inovativní držák filtru umožňuje identifikaci, aklimatizaci, skladování, přepravu a vážení v jedné kazetě bez přerušení nebo vyjmutí filtru. Působí také jako Faradayova klec, čímž snižuje elektrostatické vlivy.
Automatická výměna vzorků umožňuje snadné předběžné a zpětné vážení filtrů a výsledky jsou okamžitě přenášeny do počítače k analýze.
Pokud používáte velké filtry, například pro analýzu průmyslových filtrací, METTLER TOLEDO nabízí praktická a cenově výhodná řešení pro vážení větších filtrů na analytické váze. Po přidání sady pro vážení filtrů lze na analytické váze METTLER TOLEDO Excellence pohodlně vážit filtry až do velikosti 110 mm. Pro vážení filtrů do 150 mm se doporučuje použít speciální držák ErgoClip. Obě řešení lze rychle a snadno nainstalovat na stávající váhu.
Za prvé, důležité je životní prostředí. V ideálním případě by měla být váha umístěna na vyhrazeném vážicím stole v místnosti se stabilní teplotou a kontrolovanou vlhkostí. Sady pro vážení filtrů pro mikrováhy a ultramikrováhy METTLER TOLEDO obsahují speciální vážicí misku, která zajišťuje správné umístění filtrů na váze. Správná manipulace s filtrem pomocí asymetrické pinzety vám pomůže zajistit, aby vaše procesy vážení filtrů byly rychlé a efektivní.
PTFE filtry jsou obzvláště náchylné k elektrostatickému nabíjení. Nestabilní hodnoty na váze naznačují, že snímač hmotnosti je ovlivňován elektrostatickým nábojem. Vliv elektrostatického náboje může významně ovlivnit výsledky vážení. Před vážením každého filtru použijte antistatickou sadu, abyste odstranili veškeré případné poplatky.
METTLER TOLEDO nabízí řešení pro vážení filtrů jak pro mikrováhy, tak pro analytické váhy. Pro mikrováhy jsou k dispozici dvě různé sady pro vážení filtrů, které umožňují vážit filtry o průměru od 20 mm do 70 mm. Mezi sadami lze snadno přepínat. Pro vážení větších filtrů do průměru 150 mm na analytické váze jsou k dispozici dvě řešení držáků filtrů.
Souprava pro vážení mikrofiltrů METTLER TOLEDO obsahuje dvě filtrační nádoby. Každý z nich má jedinečný obrys, který zajišťuje automatické vystředění filtru. Vystředění filtru eliminuje chyby excentricity a zajišťuje reprodukovatelné a spolehlivé výsledky.
Pro váhové filtry v regulovaném prostředí by měly být zavedeny jasné SOP. V manuálním procesu však může dojít k lidským chybám a v procesu, který vyžaduje mnoho kroků, může být snadné udělat chybu. Software LabX umožňuje vytvořit si vlastní specializovaný pracovní postup SOP pro vážení filtrů. Podrobné pokyny pro SOP jsou uvedeny na displeji váhy. Každý krok vyžaduje potvrzení od uživatele, abyste si mohli být jisti, že standardní operační postup byl dodržen.
Každé měření na JAKÉKOLI váze podléhá nejistotě. Pochopení této nejistoty je klíčem k zajištění přesných výsledků vážení. Přesnost váhy neurčuje čitelnost, ale spíše její opakovatelnost. Vzhledem k velmi malým hmotnostem vzorků, které se podílejí na vážení filtrů, má zásadní význam také schopnost minimální čisté hmotnosti vzorku.
Abyste našli vhodnou váhu pro své potřeby, musíte vědět, jaké nejmenší množství váhy chcete vážit a jak přesně ho potřebujete vážit (tj. s jakou tolerancí).
Globální váhový standard METTLER TOLEDO GWP® vám pomůže vybrat tu správnou váhu, která splní požadavky vaší aplikace. Požádejte svého místního zástupce o doporučení volného zůstatku. Zjistěte, zda vaše stávající váha splňuje vaše požadavky na kvalitu.
Sady pro vážení filtrů METTLER TOLEDO mají skleněná víčka, takže při umisťování a vyjímání filtrů snadno vidíte, co děláte. Dvířka protivětrového štítu mikrovah lze nastavit tak, aby se otevírala doleva nebo doprava podle potřeb obsluhy, aby byla manipulace s filtrem ergonomičtější. Pro další urychlení procesu lze použít infračervený senzor SmartSens k otevření dveří mávnutím ruky. Pro vysoce výkonné vážení filtrů doporučujeme automatizované řešení s robotem pro vážení filtrů PFS-ONE.
Ruční přepis dat a výsledků s sebou nese přirozené riziko chyb. Připojením váhy k softwaru LabX můžete zcela eliminovat ruční přepis a s tím spojené riziko chyb. Software LabX také provádí všechny vaše výpočty, včetně korekcí vztlaku vzduchu, čímž odstraňuje další zdroj potenciálních chyb. Všechna data jsou bezpečně uložena v centralizované databázi, takže můžete dále těžit z úplné integrity a sledovatelnosti dat.
Je životně důležité označit filtrační vložky a zajistit, aby byly výsledky správně zaznamenány pro každý filtr. Při práci s mnoha filtry to může být problém. Připojením váhy k softwaru LabX, čtečce čárových kódů a tiskárně lze tento proces výrazně zjednodušit. Software LabX tiskne štítky s čárovým kódem automaticky. Pomocí čárových kódů jsou vzorky jednoznačně identifikovány. Software LabX používá čárové kódy k automatickému zaznamenávání výsledků vážení ve srovnání se správným vzorkem. Všechna data jsou bezpečně uložena v centralizované databázi poskytující plnou sledovatelnost. Robot pro vážení filtrů PFS-ONE dokáže zpracovat až 1 000 filtrů denně v plně automatizovaném procesu, přičemž všechna data jsou zpracovávána automaticky.
Emise se týkají uvolňování nebo vypouštění látek (jako jsou plyny, znečišťující látky nebo záření) přímo ze zdroje do životního prostředí. Imise se naproti tomu týká přítomnosti nebo koncentrace těchto látek v prostředí na určitém místě, často tam, kde ovlivňují lidi, zvířata nebo ekosystémy. Emise se v podstatě týká zdrojového výstupu, zatímco imise je o dopadu nebo expozici v bodě receptoru.
