배출 가스 검사는 내연 기관이 장착된 차량, 발전소 및 배기 가스 및 증발 배출을 생성하는 기타 동력 장비와 같은 원인으로 인한 대기 오염을 측정하고 제어하는 중요한 절차입니다.
입자 오염이라고도 알려진 미세먼지(PM)는 공기 중에 존재하는 고체 입자와 액체 입자를 설명하는 데 사용되는 일반적인 용어입니다. 일단 흡입되면 이러한 입자는 심장과 폐에 영향을 미치고 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 입자 등급 PM10 및 PM2.5(즉, 직경이 각각 10 μm 및 2.5 μm 미만인 입자)는 잠재적인 건강 위험으로 인해 배출원과 대기 전체에서 주의 깊게 모니터링됩니다.
여과를 통해 수집된 PM의 중량 분석은 대기 중 PM 농도와 배기가스 중 PM의 양을 측정하는 데 가장 널리 사용되는 기술입니다.
정확한 계량이 중요한 이유
필터에서 미세먼지를 계량하는 것은 차등 계량 응용 분야입니다. 수집된 미립자 물질의 양은 무게 측면에서 매우 적기 때문에 미세먼지를 적재하기 전과 후에 필터의 무게를 매우 정확하게 측정해야 합니다.
일반적으로 지침에서는 분해능이 1 μg 또는 0.1 μg이고 해당 반복성을 가진 저울을 지정합니다.
배출 가스 검사를 위해 필터에 수집된 미세먼지의 무게는 매우 적을 수 있으므로 계량 절차를 매우 정확하게 수행해야 합니다. 전용 필터 계량 키트가 포함된 Excellence Level 마이크로 저울은 배출 가스 테스트에 적합합니다. 뛰어난 반복성과 가능한 가장 낮은 최소 중량은 필요한 계량 성능을 제공합니다.
위 그림은 필터 내 미세먼지의 양을 중량 측정법으로 측정하는 과정을 설명합니다.
배기 가스, 증발 배출, 대기 또는 주변 공기의 미세먼지를 측정하든 관계 없이, 중량 필터 계량 배출 검사는 동일한 절차를 따릅니다.
깨끗한 공기는 세계보건기구(WHO)가 인간의 건강과 웰빙을 위한 기본적인 필수 요소로 인정하고 있습니다. 전 세계적으로 점점 더 엄격해지는 배출 규제가 더 민감하고 정확하며 재현 가능한 입자상 물질(PM) 측정 기법의 필요성을 이끌고 있습니다. 규제 기관은 이제 전통적인 배출가스 오염물질뿐 아니라 브레이크 마모 입자와 같은 비배출원 배출에 대해서도 배출 시험을 요구하고 있습니다. 이로 인해 중량법 필터 계량 방법, 고성능 마이크로 저울, 공인 시험소 절차의 중요성이 더욱 높아졌습니다.
미국에서는 엔진 및 차량 배출 시험이 주로 US EPA 40 CFR Part 1065 – 엔진 시험 절차(Engine-Testing Procedures)에 의해 규정되며, 여기에는 입자 시료 채취 시스템, 필터 컨디셔닝, 계량 환경, 계측기 성능, 교정, 그리고 중량법 PM 분석에 대한 상세 요구사항이 명시되어 있습니다. 또한 40 CFR Part 50은 대기 모니터링에 사용되는 EPA PM2.5 Federal Reference Method(FRM)를 포함한 국가 대기환경기준(NAAQS)을 설정합니다.
유럽에서는 배출 및 대기질 모니터링이 법규와 표준의 결합에 의해 규정됩니다. 최근 채택된 Regulation (EU) 2024/1257(유로 7)은 브레이크 입자 배출과 타이어 마모를 포함한 차량 배출에 대한 새로운 요구사항을 도입하며, EN 12341(국가별로 BS EN 12341 및 DIN EN 12341로 발행됨)은 주변 공기 중 PM10 및 PM2.5 농도를 측정하기 위한 기준 중량법을 정의합니다.
자동차 산업은 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 입자상 물질(PM), 온실가스(GHGs)를 포함한 대기오염물질의 중요한 배출원으로 남아 있습니다. 적합성을 입증하기 위해 제조업체는 공인된 국제 표준과 규제 절차에 따라 배출 시험을 수행해야 합니다. 이러한 절차는 점점 더 정밀한 중량 측정 기법(아래 표 참조)과 ISO/IEC 17025 및 ISO 14065와 같은 실험실 품질 시스템을 참조하며, 이를 통해 결과의 추적 가능성, 반복성, 그리고 규제 인증 적합성을 보장합니다.
중량법 필터 계량은 입자 질량을 결정하는 가장 널리 인정되는 방법으로 남아 있습니다. 이러한 표준은 필터 재료, 컨디셔닝 기간, 계량실 환경 제어, 정전기 중화, 저울 성능, 추적 가능성, 품질 보증에 대한 요구사항을 정의합니다. 배출 한계가 계속 낮아지고 후처리 기술이 점점 더 효과적이 됨에 따라, 실험실은 훨씬 더 적은 양의 입자상 물질도 확신 있게 그리고 반복 가능하게 측정해야 합니다.
| 규정 / 표준 | PM 측정 적용 | 저울 권장 사양 |
| EPA 40 CFR Part 1065 | 엔진 및 차량 배출 PM | 최소 1 μg 판독능을 가진 마이크로 저울; 초저배출 및 개발 시험에는 0.1 μg 권장. |
| EPA PM2.5 FRM | 대기 모니터링 | 1 μg 판독능을 갖춘 분석 저울 또는 마이크로 저울; 많은 실험실에서는 불확도 성능 향상을 위해 0.1 μg 시스템을 채택함. |
| EN 12341 (BS EN / DIN EN / CEN) | 대기 모니터링(PM10 및 PM2.5) | 약 1 μg 판독능의 마이크로 저울; 가장 낮은 불확도가 필요한 경우 0.1 μg 시스템이 일반적으로 사용됨. |
| SAE J2943 (2022) | 권장 모범 사례 PM 필터 계량 | 1 μg 또는 그보다 더 우수한 고안정성 마이크로 저울; 현대 저배출 측정에는 0.1 μg 권장. |
| UN GTR No. 24 | 브레이크 배출 PM | 중량법 PM 분석에 적합한 고성능 마이크로 저울; 업계에서는 일반적으로 1 μg 또는 0.1 μg 판독능을 사용함. |
| Euro 7 (EU 2024/1257) | 배출가스 및 브레이크 배출 | 매우 낮은 입자 질량 변화를 감지할 수 있는 마이크로 저울 시스템; 일반적으로 최소 1 μg이며, 개발 및 인증 실험실에는 0.1 μg 권장. |
| ISO/IEC 17025 | 실험실 공인 | 특정 판독능 요구사항 없음; 저울은 교정되고 추적 가능해야 하며 측정 불확도 목표를 충족할 수 있어야 함. |
Regulation (EU) 2024/1257(유로 7)은 새로운 내구성 요구사항, 강화된 실주행 적합성 규정, 전동화 차량을 위한 배터리 내구성 요구사항, 그리고 처음으로 브레이크 입자 및 타이어 마모와 같은 비배출원 배출에 대한 제한을 도입함으로써 전통적인 배출가스(배기관) 오염물질을 넘어 배출 제어 범위를 확장합니다. 많은 오염물질의 배기관 배출 한계는 최신 Euro 6 요구사항과 유사하게 유지되지만, 유로 7은 차량 배출 규제의 범위를 크게 넓히고 훨씬 더 긴 차량 운행 기간에 걸친 수명 전반의 적합성 요구사항을 도입합니다.
새로운 브레이크 입자 배출 요구사항: 유로 7은 UN GTR No. 24에서 도출한 방법론을 기반으로 한 의무적인 실험실 브레이크 배출 시험을 도입합니다. 이제 차량 제조업체는 실제 주행 조건을 반영하도록 설계된 통제된 브레이크 동력계 시험 절차를 사용하여 브레이크 입자상 물질 한계에 대한 적합성을 입증해야 합니다. 이는 브레이크 마모 입자 배출에 대해 법적으로 집행 가능한 한계를 설정한 최초의 주요 글로벌 규정입니다.
자세한 내용은 브레이크 동력계 요구사항, 입자 시료 채취 시스템, 중량법 분석 방법, 적합성 시험 전략을 다루는 유로 7 브레이크 시험 전용 페이지를 참조하십시오.
배출 한계가 계속 강화되고 필터에 포집되는 입자 질량이 감소함에 따라, 실험실은 1 μg 또는 0.1 μg 판독능을 가진 저울을 점점 더 필요로 합니다. 제어된 환경 조건과 ISO 공인 절차와 결합될 때, 최신 초마이크로 저울은 현재의 규제 요구사항과 미래의 배출 시험 과제를 모두 충족하는 데 필요한 성능을 제공합니다.
미립자 물질의 무게를 결정하는 것은 환경 제어 및 자동차 산업의 배기가스 배출 테스트에서 핵심 작업입니다.
계량 결과는 매우 정확해야 하지만 공정 자체는 정전기 전하나 필터에 대한 온도의 영향과 같은 여러 가지 문제에 직면해 있습니다. 그러므로 주저하지 말고 조언을 구하십시오! 당사의 전문가 팀은 저울을 구매하거나 필터 계량/배출 테스트 응용 분야에 대한 지원이 필요한 경우 도움을 드릴 수 있습니다. 저희에게 연락하여 필요한 지원을 받으십시오.
이상적으로는 주변 공기로 인한 잠재적인 오염을 방지하고 온도와 습도를 더 잘 제어할 수 있도록 필터 계량에 클린룸이 선호됩니다. 또는 글러브 박스를 사용할 수 있지만 특히 많은 수의 필터를 계량할 때 프로세스가 다소 번거롭습니다. 또한 계량 필터와 관련된 몇 가지 다른 과제가 있습니다.
필터 취급
샘플 추적
프로세스 복잡성을 더하려면 필터를 정확하게 추적해야 합니다. 각 필터는 사전 무게를 측정하고 라벨이 부착된 홀더에 넣어 적응시킨 후 시험 장소로 운반합니다. PM 로딩 후 필터는 실험실로 다시 운반되어 재계량됩니다. 처리 중에 필터가 혼동되지 않도록 하는 안전 장치가 없으면 정확도가 저하될 수 있습니다.
계량 정확도
사용할 계량 시스템을 지정하는 몇 가지 지침이 있으므로, 사용되는 저울이 필터 계량 응용 분야의 요구 사항을 충족하는 것이 중요합니다. 이러한 작은 샘플의 경우 저울의 최소 순 샘플 중량이 매우 중요하며, 이 중량 미만의 샘플을 계량할 경우 필요한 수준의 정확도를 보장할 수 없습니다.
시간
배출 가스 검사를 위한 필터 계량은 완료하는 데 오래 걸릴 수 있습니다. 적응 프로세스, 시험 장소의 왕복 운송, 까다로운 취급 절차 및 안정 속도가 느린 저울로 인해 일반적인 자동차 배기가스 배출 테스트는 완료하는 데 최대 2일 이상이 걸립니다.
METTLER TOLEDO XPR 마이크로 저울은 독보적인 정밀도와 매우 낮은 최소 중량을 제공합니다. 전용 필터 계량 키트와 0.2 μg의 해독도를 갖춘 XPR2U는 필터 계량에 이상적이며, 계량 결과가 정의된 허용 오차 및 표준을 충족하도록 하는 내장형 능동 품질 보증 기능의 추가 이점이 있습니다. 내장된 사용자 안내를 통해 차동 계량 프로세스를 정확하게 준수하도록 보장합니다.
올바른 도구
바코드 리더를 추가 하면 샘플을 빠르게 식별할 수 있으며 로드된 필터를 사전 계량된 결과와 자동으로 일치시켜 처리 속도를 높이고 처리 오류를 줄일 수 있습니다. 또한 정전기 방지 키트의 전극 위에 필터를 통과시키면 존재하는 정전기 전하가 중화되어 정확한 PM 결과가 측정됩니다.
다양한 연결 옵션을 통해 계량 결과를 PC의 스프레드시트 또는 회사 데이터베이스 시스템으로 직접 내보내 검사 및 추가 분석을 수행할 수 있습니다.
METTLER TOLEDO 핀셋은 섬세한 필터를 저울 보관 카트리지 및 필터 계량 키트로 옮기거나 꺼낼 때 올바르게 취급할 수 있도록 특별히 설계되었습니다.
이 비디오를 시청하여 배출 가스 테스트를 위한 METTLER TOLEDO의 필터 계량 솔루션의 주요 제품 하이라이트를 알아보십시오. 분석 또는 마이크로 저울을 사용하는 혁신적인 수동 솔루션부터 HORIBA와 공동 개발한 로봇 시스템을 사용한 완전 자동화 솔루션까지 선택하십시오.
METTLER TOLEDO XPR 마이크로저울은 LabX™ 실험실 소프트웨어와 완벽하게 호환됩니다. LabX는 저울에 대한 전체 SOP 사용자 지침을 제공합니다. 필터의 로딩 및 언로딩을 인식하여 프로세스를 단순화하고 속도를 높입니다.
LabX는 올바른 샘플 ID에 대한 중량 값을 자동으로 기록하고 공기 부력 보정을 포함한 모든 계산을 자동으로 수행합니다.
모든 데이터와 결과는 중앙 집중식 데이터베이스에 안전하게 저장되어 완전한 추적성을 제공합니다. 맞춤형 보고서를 인쇄하거나 내부 정보 시스템으로 전송할 수 있습니다.
하루에 40개 이상의 필터를 계량하는 경우, PFS-ONE 필터 로봇을 XPR2U와 함께 사용하면 완벽한 자동화 솔루션이 됩니다.
혁신적인 필터 홀더를 사용하면 필터를 중단하거나 제거하지 않고도 하나의 카트리지에서 식별, 적응, 보관, 운반 및 계량을 모두 수행할 수 있습니다. 또한 패러데이 케이지(Faraday Cage)역할을 하여 정전기 영향을 줄여줍니다.
자동 샘플 교체 기능을 통해 필터 사전 및 사후 계량을 간편하게 수행할 수 있으며, 결과는 분석을 위해 PC로 즉시 전송됩니다.
예를 들어 산업용 여과 분석과 같은 대형 필터를 사용하는 경우, METTLER TOLEDO는 분석 저울에서 대형 필터의 계량을 위한 편리하고 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 필터 계량 키트를 추가하면 최대 110 mm의 필터를 METTLER TOLEDO Excellence 분석 저울에서 편리하게 계량할 수 있습니다. 최대 150 mm의 필터 무게를 측정하려면 전용 ErgoClip 사용을 권장합니다. 두 솔루션 모두 기존 저울에 빠르고 쉽게 설치할 수 있습니다.
첫째, 환경이 중요합니다. 이상적으로는 온도와 습도가 일정하게 유지되는 실내의 전용 계량대에 저울을 두는 것이 좋습니다. METTLER TOLEDO 마이크로 저울 및 울트라 마이크로 저울용 필터 계량 키트에는 필터가 저울에 올바르게 배치되도록 하는 특수 계량 팬이 포함되어 있습니다. 비대칭 핀셋을 사용하여 필터를 올바르게 다루면 필터 계량 과정을 빠르고 효율적으로 진행할 수 있습니다.
PTFE 필터는 특히 정전기에 취약합니다. 저울의 불안정한 수치는 계량 셀이 정전기 전하의 영향을 받고 있음을 나타냅니다. 정전기 전하의 영향은 계량 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 각 필터의 무게를 측정하기 전에 정전기 방지 키트를 사용하여 존재할 수 있는 정전기를 제거하십시오.
METTLER TOLEDO는 마이크로 저울과 분석 저울 모두를 위한 필터 계량 솔루션을 제공합니다. 마이크로 저울에는 직경 20 mm 부터 70 mm 필터 계량이 가능한 두 가지 필터 계량 키트가 있습니다. 키트 간 전환은 쉽습니다. 분석 저울에서 직경 150 mm의 대형 필터를 계량하기 위해 두 가지 필터 홀더 솔루션을 사용할 수 있습니다.
METTLER TOLEDO 마이크로 필터 계량 키트에는 두 개의 필터 팬이 포함되어 있습니다. 각 팬은 고유한 윤곽을 가지고 있어 필터가 자동으로 중앙에 위치하도록 합니다. 필터를 중앙에 배치하면 편심 오류가 제거되어 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.
규제된 환경에서 필터를 계량하기 위해서는 명확한 SOP가 마련되어야 합니다. 그러나 수동 프로세스에서는 인적 오류가 발생할 수 있으며, 여러 단계가 필요한 프로세스에서는 실수가 발생하기 쉽습니다. LabX 소프트웨어를 사용하면 전용 필터 계량 SOP 워크플로를 직접 생성할 수 있습니다. SOP에 대한 단계별 지침은 저울 디스플레이에 표시됩니다. 각 단계는 사용자의 확인이 필요하므로 SOP 준수 여부를 확인할 수 있습니다.
모든 저울의 모든 측정에는 불확도가 있습니다. 이 불확도를 이해하는 것이 정확한 계량 결과를 보장하는 핵심입니다. 계량 기기의 정확도를 결정하는 것은 해독도가 아니라 반복성입니다. 필터 계량에는 매우 작은 샘플 중량이 사용되므로 저울의 최소 순 샘플 중량 용량 또한 매우 중요합니다.
필요에 맞는 적절한 저울을 찾으려면 계량하려는 최소량과 얼마나 정확하게(즉, 어떤 허용 오차에서) 계량해야 하는지 알아야 합니다.
METTLER TOLEDO의 글로벌 계량 표준인 GWP® 는 귀사의 응용 분야 요구 사항에 맞는 적절한 저울을 선택하는 데 도움이 됩니다. 무료 저울 추천을 받으려면 현지 담당자에게 문의하십시오. 기존 저울이 품질 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
METTLER TOLEDO 필터 계량 키트에는 유리 뚜껑이 있어 필터를 배치하고 제거할 때 작업 상황을 쉽게 확인할 수 있습니다. 마이크로 저울의 드래프트 쉴드 도어는 작업자의 필요에 따라 왼쪽 또는 오른쪽으로 열리도록 설정할 수 있으므로 필터 취급이 보다 인체공학적입니다. SmartSens 적외선 센서를 사용하면 손을 흔들어 도어를 열 수 있어 작업 속도를 더욱 높일 수 있습니다. 처리량이 많은 필터 계량의 경우 PFS-ONE 필터 계량 로봇을 사용한 자동화 솔루션을 권장합니다.
데이터와 결과를 수동으로 기록하는 것은 오류 위험을 수반합니다. 저울을 LabX 소프트웨어에 연결하면 수동 기록 및 관련 오류 위험을 완전히 제거할 수 있습니다. LabX는 또한 공기 부력 보정을 포함한 모든 계산을 수행하여 잠재적인 오류의 원인을 제거합니다. 모든 데이터는 중앙 데이터베이스에 안전하게 저장되므로 완벽한 데이터 무결성과 추적성의 이점을 더욱 강화할 수 있습니다.
필터 카트리지에 라벨을 부착하고 각 필터의 측정 결과가 정확하게 기록되도록 하는 것이 매우 중요합니다. 여러 필터를 처리할 때 이 작업이 까다로울 수 있습니다. 저울을 LabX, 바코드 리더 및 프린터에 연결하면 프로세스를 크게 간소화할 수 있습니다. LabX는 바코드 라벨을 자동으로 인쇄합니다. 바코드를 사용하면 샘플을 고유하게 식별할 수 있습니다. LabX는 바코드를 사용하여 해당 샘플의 무게 측정 결과를 자동으로 기록합니다. 모든 데이터는 중앙 데이터베이스에 안전하게 저장되어 완전한 추적성을 제공합니다. PFS-ONE 필터 계량 로봇은 완전 자동화된 프로세스로 하루에 최대 1,000개의 필터를 처리할 수 있으며, 모든 데이터는 자동으로 처리됩니다.
Emission은 물질(예: 가스, 오염 물질 또는 방사선)이 배출원에서 환경으로 직접 배출되는 것을 의미합니다. 반면에 Immission은 이러한 물질이 특정 위치의 환경, 특히 사람, 동물 또는 생태계에 영향을 미치는 곳에 존재하거나 농도가 높은 것을 의미합니다. 본질적으로 Emission은 배출원에서 발생하는 출력에 관한 것이고, Immission은 수용 지점에서의 영향 또는 노출에 관한 것입니다.
