Badanie emisji | grawimetryczne oznaczanie zawartości pyłów zawieszonych

Badanie emisji — grawimetryczne oznaczanie zawartości pyłów zawieszonych

Ważenie filtra w celu wyznaczenia metodą grawimetryczną zawartości pyłów zawieszonych w spalinach i emitowanych oparach

Zadzwoń
Emissions Testing

Emissions Testing

Weight of particulate matter collected on filters for Emissions Testing can be extremely low, therefore the weighing procedure has to be performed very accurately. See why METTLER TOLEDO Excellence Micro-balance, equipped with especially developed accessories for filter weighing, is the best choice for Emissions Testing application.

Aby dowiedzieć się więcej, przejdź do wybranej sekcji:

  1. Przebieg pracy i wyzwania
  2. Rozwiązania METTLER TOLEDO
  3. Często zadawane pytania

 

Procedury badania emisji

Procedura pomiaru zawartości pyłów zawieszonych metodą ważenia filtrów jest taka sama w przypadku pomiaru zawartości cząstek w spalinach, oparach i powietrzu.

1. Najpierw na wadze laboratoryjnej waży się czysty filtr.
2. Następnie filtry umieszcza się w oznaczonej kasecie, przygotowuje i przewozi na miejsce testu.
3. W miejscu testu przez określony czas i ze stałą prędkością przez filtr przepuszczane są powietrze lub gazy. Wszystkie cząstki zatrzymują się na filtrze.
4. W laboratorium zapełnione filtry przygotowuje się i ponownie waży.
5. Masa pyłów zawieszonych jest równa różnicy uzyskanego wyniku oraz masy pustego filtra (jest to ważenie różnicowe). Stężenie pyłów zawieszonych oblicza się na podstawie wyniku i prędkości przepływu próbki powietrza/gazu przez filtr.

Choć badanie to można wykonać z użyciem tylko jednego filtra, częstą praktyką jest kilkakrotne powtarzanie testu, jak również zachowanie pustego filtra do celów referencyjnych w celu odliczenia masy samego filtra. Filtry mogą być używane pojedynczo lub w zespołach zamontowanych w wielostopniowych urządzeniach filtrujących.

Typowy przebieg pracy: proces ważenia filtra

  • Puste filtry waży się na wadze laboratoryjnej.
  • Filtry trafiają do oznaczonych kaset.
  • Przed badaniem emisji filtry są odpowiednio przygotowywane.
  • Kasety przewozi się do miejsca wykonania testu.
  • Cząstki można zbierać w jedno- lub wielostopniowych urządzeniach filtrujących.
  • Testy można powtarzać kilkakrotnie.
  • W laboratorium zapełnione filtry przygotowuje się i ponownie waży.
  • Różnica pozwala określić masę odfiltrowanych cząstek.
  • Stężenie pyłów zawieszonych oblicza się na podstawie objętości próbki powietrza/gazu.


Badanie emisji – informacje praktyczne

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) czyste powietrze jest nieodzowne do zapewnienia ludziom zdrowia i dobrego samopoczucia. WHO dostarcza instrukcje postępowania dotyczące poszczególnych rodzajów zanieczyszczeń, które są stosowane we wszystkich regionach działania tej organizacji.

Normy emisji ustalają limity ilościowe zanieczyszczeń, które mogą być uwolnione z poszczególnych źródeł w określonych przedziałach czasowych.

W USA normy dotyczące jakości powietrza zapisano w przepisach CFR 40 część 50, które są częścią Kodeksu Przepisów Federalnych Stanów Zjednoczonych (United States Code of Federal Regulations). Przepisy dotyczące jakości powietrza wydała Administracja Ochrony Zdrowia i Bezpieczeństwa Pracy (Occupational Safety and Health Administration – OSHA), która jest częścią departamentu pracy USA (Standards – 29 CFR), a tematyką BHP zajmuje się także Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (National Institute for Occupational Safety and Health – NIOSH).

Przepisy Unii Europejskiej ukazały się w formie dyrektywy 2008/50/WE dotyczącej jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy, dyrektywy 2008/1/WE dotyczącej zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli oraz dyrektywy 89/654/EWG dotyczącej minimalnych wymagań w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny pracy.

Głównym źródłem wielu różnych zanieczyszczeń jest sektor motoryzacyjny. Emisje zawierają tlenek węgla (CO), węglowodory (HC), tlenki azotu (NOx), pyły zawieszone (PM) oraz gazy cieplarniane.  Zarówno w UE, jak i w USA istnieją przepisy dotyczące kontroli emisji, których źródłem są pojazdy silnikowe, a ich producenci mają obowiązek wykonywać odpowiednie testy.

Istnieje wiele wytycznych oraz metod badania emisji i stężenia pyłów zawieszonych. Jedną z nich jest metoda grawimetryczna, która polega na ważeniu filtrów. W wytycznych i przepisach określono procedury zapewniające dokładne i powtarzalne filtrowanie emitowanych substancji. Wskazano w nich także, z jakich filtrów i systemów wagowych należy korzystać. Z tymi informacjami można zapoznać się w tabeli poniżej.


Przykładowe wymogi stawiane przez wytyczne w zakresie urządzeń wagowych i zalecanych wag:



Wytyczna


Wymagana
dokładność odczytu


Wymagana powtarzalność
Waga
UltramikrowagaMikrowaga
CFR 40
 część 1065
Procedura badania silników0,1 μg2,5 μg /
0,25 μg
 
DYREKTYWA 2004/26/WEEmisja zanieczyszczeń gazowych i pyłowych z silników spalinowych montowanych w maszynach samojezdnych nieporuszających się po drogach1 μg2 μg 
DYREKTYWA 2005/78/WEEmisja zanieczyszczeń gazowych i cząstek stałych przez silniki wysokoprężne stosowane w pojazdach oraz emisja zanieczyszczeń gazowych z silników o zapłonie iskrowym zasilanych gazem ziemnym lub gazem płynnym stosowanym w pojazdach1 μg (filtr 70 mm) / 0,1 μg (filtr 47 mm)2 μg


Przewiduje się, że w wyniku coraz bardziej restrykcyjnych przepisów oraz rozwoju technologii silników spalinowych wielkość pyłów zawieszonych zbieranych przez filtry będzie się stopniowo zmniejszać. W większości wytycznych można znaleźć zalecenia, by korzystać z wag o dokładności odczytu 1 μg lub 0,1 μg, dlatego jedynym rozwiązaniem, które sprosta zarówno obecnym, jak i przyszłym wymaganiom, jest bardzo dokładna ultramikrowaga.

Emissions Testing Challanges
 Do You Need Support?

Emissions Testing Best Solutions

Emissions Testing

Weight of particulate matter collected on filters for Emissions Testing can be extremely low, therefore the weighing procedure has to be performed very accurately. See why METTLER TOLEDO Excellence Micro-balance, equipped with especially developed accessories for filter weighing, is the best choice for Emissions Testing application.

 

NVR Testing - Micro weighing Guide

Software solution for Emissions Testing

What to Do If You Need to Weigh Large Filters?

Powiązane produkty

 

Często zadawane pytania

Jaki jest najlepszy sposób na szybkie uzyskanie wiarygodnych wyników ważenia filtrów?

Po pierwsze, ważne jest środowisko. Najlepszym miejscem dla wagi jest specjalny stół wagowy, który znajduje się w pomieszczeniu o stabilnej temperaturze i kontrolowanej wilgotności. W zestawach do ważenia filtrów do mikrowag i ultramikrowag METTLER TOLEDO znajduje się specjalna szalka, która zapewnia odpowiednie ułożenie filtra na wadze. Szybkość i wydajność procesów ważenia można też uzyskać dzięki poprawnej manipulacji filtrami z użyciem asymetrycznych szczypiec.

Korzystam z filtrów PTFE, jednak moja waga nie chce się ustabilizować, a wyniki są zmienne. Czy możecie to wyjaśnić?

Filtry PTFE są szczególnie podatne na działanie ładunków elektrostatycznych. Zmienne wyniki podawane przez wagę wskazują, że źródłem problemów może być oddziaływanie sił elektrostatycznych na czujnik wagowy. Mogą one istotnie zniekształcać wyniki ważenia. Przed ważeniem filtra należy zawsze korzystać z zestawu antystatycznego, który usuwa ładunki elektrostatyczne.

Ważę filtry różnych typów i rozmiarów.

W ofercie METTLER TOLEDO są rozwiązania do ważenia filtrów przeznaczone zarówno do mikrowag, jak i do wag analitycznych. Do mikrowag dostępne są dwa różne zestawy, które łatwo zamieniać. Pozwalają one ważyć filtry o średnicy od 20 do 70 mm. W ofercie dostępne są dwa rodzaje uchwytów umożliwiające ważenie większych filtrów o średnicy do 150 mm na wagach analitycznych.

Nasze wagi są zgodne z przepisami, które nakazują centralne pozycjonowanie ważonego filtra. Jak to zapewnić?

W zestawie do ważenia filtrów METTLER TOLEDO do mikrowag są dwie szalki wagowe. Każda z nich jest ukształtowana tak, by ważony filtr w naturalny sposób ustawiał się pośrodku. Pozwala to uniknąć błędów niecentryczności i uzyskać wiarygodne, odtwarzalne wyniki.

Jak mogę zapewnić przestrzeganie przyjętych procedur SOP dotyczących ważenia filtrów?

Jasne procedury operacyjne (SOP), które regulują sposób ważenia filtrów w kontrolowanym środowisku, są potrzebne. W przypadku procesów wykonywanych ręcznie mogą się jednak pojawiać błędy człowieka. Ryzyko jest większe, gdy proces obejmuje wiele czynności. Oprogramowanie LabX umożliwia stworzenie własnych procedur pracy do stosowania przy ważeniu filtrów. Na ekranie wagi ukazują się szczegółowe instrukcje postępowania według SOP. Użytkownik musi potwierdzić każdą czynność. Pozwala to mieć pewność, że procedury SOP będą przestrzegane.

Jaką wagę należy zastosować, żeby uzyskać dokładne wyniki ważenia filtrów?

Każdy pomiar na DOWOLNEJ wadze wiąże się z pewnym stopniem niepewności. Kluczem do uzyskania dokładnych wyników ważenia jest zrozumienie jej przyczyn. O dokładności urządzenia nie decyduje dokładność odczytu, lecz powtarzalność wyników. Przy ważeniu filtrów w grę wchodzą pomiary bardzo małych mas, dlatego kluczowe znaczenie dla powodzenia ma także dolny limit masy netto używanej wagi.

Przy wyborze odpowiedniej wagi trzeba znać dwie wartości: najmniejszą masę, jaka będzie ważona, oraz wymaganą dokładność (czyli tolerancję ważenia).

Pomocą w wyborze wagi, która spełnia wszystkie wymagania danego zastosowania, może być GWP® – globalny standard ważenia METTLER TOLEDO. Zwróć się do lokalnego przedstawiciela firmy, aby uzyskać bezpłatną rekomendację dotyczącą wyboru wagi. Określ, czy obecnie używana waga spełnia wymagania w zakresie jakości.

GWP® Recommendation

Co zrobić, by ważenie filtrów było bardziej wydajne?

W zestawach do ważenia filtrów METTLER TOLEDO zastosowano szklane pokrywki, które pozwalają wzrokowo kontrolować proces wkładania i wyjmowania filtrów. Zależnie od potrzeb użytkownika drzwiczki osłony przeciwwiatrowej mikrowagi mogą otwierać się w lewo lub w prawo, co poprawia ergonomię pracy z filtrami. Pracę jeszcze bardziej usprawnia zamontowanie czujnika podczerwieni SmartSens, który umożliwia otwieranie tych drzwiczek gestem dłoni. Jeżeli wymagana jest duża wydajność, zalecamy zastosowanie zautomatyzowanego rozwiązania opartego na robocie do ważenia filtrów PFS-ONE.

Uzyskuję wyniki ważenia z co najmniej 5 cyframi po przecinku. Co zrobić, aby podczas ich zapisywania nie dochodziło do pomyłek?

Ręczne przepisywanie danych i wyników zawsze stwarza ryzyko pomyłek. Dzięki połączeniu wagi z oprogramowaniem LabX można całkowicie zrezygnować z ręcznego przepisywania wyników i w ten sposób wyeliminować ryzyko błędów. LabX wykonuje także wszystkie potrzebne obliczenia z uwzględnieniem poprawki na siłę wyporu, eliminując tym samym kolejne źródło możliwych błędów. Wszystkie dane trafiają do scentralizowanej bazy, która zapewnia ich integralność i pełną identyfikowalność.

Jak uniknąć pomylenia filtrów? Nie wiem też, jak zapewnić identyfikowalność.

Bardzo ważne jest odpowiednie oznaczenie kaset z filtrem oraz rejestrowanie wyników dotyczących każdego filtra w sposób umożliwiający jego identyfikację. Przy dużej liczbie filtrów może to stanowić wyzwanie. Cały proces można w ogromnym stopniu uprościć, podłączając wagę do oprogramowania LabX, czytnika kodów kreskowych i drukarki. LabX automatycznie drukuje etykiety z kodami kreskowymi. Umożliwiają one jednoznaczną identyfikację próbek. Oprogramowanie LabX wykorzystuje kody do automatycznego rejestrowania wyników, które są zapisywane w sposób umożliwiający rozpoznanie próbki. Wszystkie dane trafiają do scentralizowanej bazy danych, która zapewnia ich pełną identyfikowalność. Robot do ważenia filtrów PFS-ONE ma wydajność do 1000 filtrów dziennie. Proces ten, wraz z obsługą danych, odbywa się całkowicie automatycznie.

Badanie emisji − często zadawane pytania