Utsläppstestning är en viktig procedur för att mäta och kontrollera luftföroreningar från källor som fordon med förbränningsmotorer, kraftverk och annan motoriserad utrustning som producerar avgaser och avdunstningsutsläpp.
Partiklar (PM), även känd som partikelförorening, är den allmänna termen som används för att beskriva fasta partiklar och vätskedroppar som finns i luften. När dessa partiklar andas in kan de påverka hjärtat och lungorna och orsaka allvarliga hälsoproblem. Partikelklasserna PM10 och PM2,5 (dvs. partiklar med en diameter som är mindre än 10 μm respektive 2,5 μm) övervakas noggrant, både vid utsläppskällor och i luften i allmänhet, på grund av potentiella hälsorisker.
Gravimetrisk analys av partiklar som samlas in via filtrering är den mest använda tekniken för att bestämma koncentrationerna av partiklar i omgivningen samt mängden partiklar i utsläppen.
Varför noggrann vägning är viktigt
Vägning av partiklar på filter är en differentiell vägningsapplikation. Eftersom mängden partiklar som samlas in är mycket liten i förhållande till vikten måste filtren vägas mycket noggrant, både före och efter lastning av partiklarna.
Som en allmän regel anger riktlinjerna en våg med en upplösning på 1 μg eller 0,1 μg, med motsvarande repeterbarhet.
Vikten av partiklar som samlas in på filter för utsläppstestning kan vara extremt låg, därför måste vägningsproceduren utföras mycket noggrant. Mikrovågar på Excellence Level med ett dedikerat filtervägningskit är perfekta för emissionstestning. Den enastående repeterbarheten och den lägsta möjliga minimivikten ger dig den vägningsprestanda du behöver.
Illustrationen ovan beskriver processen för att bestämma mängden partiklar på filter gravimetriskt.
Oavsett om det gäller mätning av partiklar i avgaser, avdunstningsutsläpp, atmosfären eller omgivningsluften, följer det gravimetriska filtervägningstestet samma procedur.
Ren luft erkänns av Världshälsoorganisationen (WHO) som ett grundläggande krav för människors hälsa och välbefinnande. Runt om i världen driver allt striktare utsläppslagstiftning behovet av mer känsliga, noggranna och reproducerbara mättekniker för partiklar (PM). Tillsynsmyndigheter kräver nu utsläppstester inte bara för traditionella avgasföroreningar, utan i allt högre grad också för icke-avgasutsläpp såsom partiklar från bromsslitage. Detta har ökat betydelsen av gravimetriska metoder för filtervägning, högpresterande mikrovågar och ackrediterade laboratorieprocesser.
I USA regleras utsläppstester för motorer och fordon i första hand av US EPA 40 CFR Part 1065 – Engine-Testing Procedures, som specificerar detaljerade krav på system för partikelprovtagning, filterkonditionering, vägningsmiljöer, instrumentprestanda, kalibrering och gravimetrisk PM-analys. Dessutom fastställer 40 CFR Part 50 National Ambient Air Quality Standards (NAAQS), inklusive EPA:s PM2.5 Federal Reference Method (FRM) som används för övervakning av utomhusluft.
I Europa styrs övervakning av utsläpp och luftkvalitet av en kombination av lagstiftning och standarder. Den nyligen antagna förordningen (EU) 2024/1257 (Euro 7) inför nya krav för fordonsutsläpp, inklusive bromspartiklar och däckslitage, medan EN 12341 (utgiven nationellt som BS EN 12341 och DIN EN 12341) definierar referensmetoden för gravimetrisk mätning av koncentrationer av PM10 och PM2.5 i utomhusluft.
Fordonsindustrin är fortsatt en betydande källa till luftföroreningar, inklusive kolmonoxid (CO), kolväten (HC), kväveoxider (NOx), partiklar (PM) och växthusgaser (GHG). För att visa att kraven uppfylls måste tillverkare genomföra utsläppstester i enlighet med erkända internationella standarder och regulatoriska procedurer. Dessa hänvisar i allt högre grad till exakta gravimetriska mättekniker (se tabellen nedan) och laboratoriekvalitetssystem såsom ISO/IEC 17025 och ISO 14065, vilket säkerställer att resultaten är spårbara, repeterbara och lämpliga för regulatorisk certifiering.
Gravimetrisk filtervägning är fortfarande den mest allmänt accepterade metoden för att bestämma partikelmassa. Dessa standarder definierar krav på filtermaterial, konditioneringstider, miljökontroll i väg-rum, elektrostatiskt neutraliserande åtgärder, vågens prestanda, spårbarhet och kvalitetssäkring. I takt med att utsläppsgränserna fortsätter att sänkas och efterbehandlingsteknikerna blir allt effektivare måste laboratorier mäta allt mindre mängder partiklar med hög säkerhet och repeterbarhet.
| Förordning / Standard | Tillämpning för PM-mätning | Rekommendation för våg |
| EPA 40 CFR Part 1065 | PM i avgas från motorer och fordon | Mikrovåg med minst 1 μg läsbarhet; 0,1 μg föredras för utsläpp med mycket låga nivåer och utvecklingsprovning. |
| EPA PM2.5 FRM | Övervakning av utomhusluft | Analytisk våg eller mikrovåg med 1 μg läsbarhet; många laboratorier använder system med 0,1 μg för att förbättra mätosäkerheten. |
| EN 12341 (BS EN / DIN EN / CEN) | Övervakning av utomhusluft (PM10 och PM2.5) | Mikrovåg med cirka 1 μg läsbarhet; system med 0,1 μg används ofta där den lägsta osäkerheten krävs. |
| SAE J2943 (2022) | Rekommenderad bästa praxis för vägning av PM-filter | Högstabil mikrovåg med 1 μg eller bättre; 0,1 μg rekommenderas för moderna mätningar med låga utsläpp. |
| UN GTR Nr 24 | PM från bromsutsläpp | Högpresterande mikrovåg lämplig för gravimetrisk PM-analys; branschpraxis använder vanligtvis 1 μg eller 0,1 μg läsbarhet. |
| Euro 7 (EU 2024/1257) | Avgas- och bromsutsläpp | Mikrovågssystem som kan upptäcka mycket små förändringar i partikelmassa; vanligtvis minst 1 μg, med 0,1 μg föredraget för utvecklings- och certifieringslaboratorier. |
| ISO/IEC 17025 | Laboratorieackreditering | Inget specifikt krav på läsbarhet; vågen måste vara kalibrerad, spårbar och kunna uppfylla målen för mätosäkerhet. |
Förordningen (EU) 2024/1257 (Euro 7) utökar utsläppskontrollen bortom traditionella avgasutsläpp genom att införa nya krav på hållbarhet, skärpta bestämmelser för efterlevnad i verklig körning, krav på batterihållbarhet för elektrifierade fordon och, för första gången, gränsvärden för icke-avgasutsläpp såsom bromspartiklar och däckslitage. Även om gränsvärdena för avgasutsläpp för många föroreningar i stort sett ligger kvar på samma nivå som i de senaste Euro 6-kraven, breddar Euro 7 avsevärt omfattningen av fordonsutsläppsregleringen och inför krav på efterlevnad under hela fordonets livslängd över en betydligt längre driftperiod.
Nya krav för bromspartikelutsläpp: Euro 7 inför obligatoriska laboratorietester av bromsutsläpp baserade på metoder härledda från UN GTR Nr 24. Fordonstillverkare måste nu visa att de uppfyller gränsvärden för bromsrelaterade partiklar genom kontrollerade testförfaranden i bromsdynamometer som är utformade för att spegla verkliga körförhållanden. Detta är den första stora globala regleringen som fastställer juridiskt bindande gränsvärden för partiklar från bromsslitage.
För mer information, se vår särskilda sida om Euro 7 Bromstestning, som behandlar krav på bromsdynamometer, system för partikelprovtagning, metoder för gravimetrisk analys och strategier för efterlevnadstestning.
I takt med att utsläppsgränserna fortsätter att skärpas och partikelmassan på filter minskar behöver laboratorier i allt högre grad vågar med läsbarhet på 1 μg eller 0,1 μg. Tillsammans med kontrollerade miljöförhållanden och ISO-ackrediterade rutiner ger moderna ultramikrovågar den prestanda som krävs för att möta både nuvarande regulatoriska krav och framtida utmaningar inom utsläppstestning.
Att bestämma vikten av partiklar är en nyckeluppgift vid utsläppsprovning för miljökontroll och fordonsindustrin.
Vägningsresultaten måste vara mycket exakta, men själva processen står inför ett antal utmaningar, som inverkan av elektrostatiska laddningar eller temperatur på filter. Tveka därför inte att be om råd! Vårt expertteam finns där för att hjälpa dig, oavsett om du vill köpa en våg eller behöver hjälp med filtervägning/utsläppstestning. Kontakta oss och få den hjälp du behöver.
Helst är ett renrum att föredra för filtervägning för att undvika potentiell kontaminering från den omgivande luften samt för att ha mer kontroll över temperatur och luftfuktighet. Alternativt kan ett handskfack användas men detta gör processen ganska besvärlig, särskilt när man väger ett stort antal filter. Dessutom finns det flera andra utmaningar förknippade med vägningsfilter:
Hantering av filter
Exempel på spårning
För att lägga till ytterligare processkomplexitet måste filtren spåras exakt. Varje filter vägs i förväg, placeras i en märkt hållare, acklimatiseras och transporteras sedan till testplatsen. Efter PM-lastning transporteras filtren tillbaka till laboratoriet och vägs på nytt. Noggrannheten äventyras om det inte finns ett felsäkert system på plats för att säkerställa att filtren inte blandas ihop under bearbetningen.
Vägning noggrannhet
Med flera riktlinjer som specificerar vilket vägningssystem som ska användas är det avgörande att vågen som används uppfyller behoven för filtervägningsapplikationen. För sådana små prover är vågens minsta nettoprovvikt av avgörande betydelse – man kan inte lita på att vägning av ett prov under denna vikt har den noggrannhet som krävs.
Tid
Filtervägning för utsläppstestning kan ta lång tid att genomföra. Acklimatiseringsprocesser, transport till och från testplatsen, mödosamma hanteringsprocedurer och en balans som tar lång tid att sätta sig bidrar till att ett typiskt test av bilavgaser tar upp till 2 dagar eller längre att slutföra.
METTLER TOLEDO XPR-mikrovågar erbjuder unik precision och exceptionellt låga minimivikter. XPR2U är utrustad med en speciell filtervägningssats och med en läsbarhet på 0,2 μg och är idealisk för filtervägning och har dessutom inbyggda aktiva kvalitetssäkringsfunktioner för att säkerställa att vägningsresultaten uppfyller definierade toleranser och standarder. Inbyggd användarvägledning säkerställer att differentialvägningsprocessen följs exakt.
Rätt verktyg
Tillägget av en streckkodsläsare ger snabb providentifiering och bekvämligheten att automatiskt matcha laddade filter med förvägda resultat för snabbare bearbetning och färre hanteringsfel. Genom att låta filtren passera över elektroden i ett antistatiskt kit neutraliseras dessutom alla elektrostatiska laddningar som finns och säkerställer att det verkliga PM-resultatet mäts.
Tack vare flera anslutningsalternativ kan vägningsresultaten exporteras direkt till ett kalkylblad på en dator eller till ett företagsdatabassystem för inspektion och vidare analys.
METTLER TOLEDO-pincett är särskilt utformad för att säkerställa korrekt hantering av de ömtåliga filtren när de överförs till och från lagringskassetten och filtervägningssatsen på vågen.
Titta på den här videon för att lära dig mer om de viktigaste produkthöjdpunkterna i METTLER TOLEDO:s filtervägningslösningar för utsläppstestning. Välj mellan innovativa manuella lösningar med en analysvåg eller mikrovåg till en helautomatisk lösning med ett robotsystem, utvecklat tillsammans med HORIBA.
METTLER TOLEDO XPR-mikrovågar är helt kompatibla med LabX™ laboratorieprogramvara. LabX ger fullständig SOP-användarvägledning om saldot. Den känner igen lastning och lossning av filter, vilket förenklar och påskyndar processen.
LabX registrerar automatiskt viktvärdena mot de korrekta prov-ID:n och utför alla beräkningar automatiskt, inklusive korrigering för luftflytkraft.
All data och resultat sparas säkert i en centraliserad databas som ger full spårbarhet. Anpassade rapporter kan skrivas ut eller överföras till ett internt informationssystem.
När mer än 40 filter vägs per dag är PFS-ONE Filter Robot, i kombination med XPR2U, den perfekta automatiserade lösningen.
Den innovativa filterhållaren möjliggör identifiering, acklimatisering, lagring, transport och vägning i en och samma patron, utan avbrott eller borttagning av filtret. Den fungerar också som en Faraday-bur, vilket minskar elektrostatisk påverkan.
Automatiserad provbyte gör det enkelt att väga filter före och tillbaka och resultaten överförs omedelbart till en dator för analys.
Om du använder stora filter, till exempel för att analysera industriella filtreringar, har METTLER TOLEDO praktiska och kostnadseffektiva lösningar för att väga större filter på din analysvåg. Med tillägget av en filtervägningssats kan filter på upp till 110 mm vägas bekvämt på en METTLER TOLEDO Excellence analysvåg. För att väga filter upp till 150 mm rekommenderas användning av en dedikerad ErgoClip. Båda lösningarna kan snabbt och enkelt installeras på din befintliga våg.
För det första är miljön viktig. Helst bör din våg vara placerad på ett särskilt vägningsbord i ett rum med stabil temperatur och kontrollerad luftfuktighet. Filtervägningssatserna för METTLER TOLEDOs mikrovågar och ultramikrovågar innehåller ett speciellt vågtråg som säkerställer att filtren är korrekt placerade på vågen. Korrekt filterhantering med asymmetrisk pincett hjälper till att säkerställa att dina filtervägningsprocesser är snabba och effektiva.
PTFE-filter är särskilt utsatta för elektrostatisk laddning. De instabila siffrorna på din våg tyder på att vägningscellen påverkas av elektrostatiska laddningar. Påverkan från elektrostatiska laddningar kan påverka vägningsresultaten avsevärt. Använd ett antistatiskt kit innan du väger varje filter för att ta bort eventuella laddningar som kan finnas.
METTLER TOLEDO erbjuder filtervägningslösningar för både mikrovågar och för analysvågar. Det finns två olika filtervägningssatser för mikrovågar, vilket gör att du kan väga filter med diameter från 20 mm till 70 mm; Det är enkelt att växla mellan kiten. För vägning av större filter med en diameter på upp till 150 mm på en analysvåg finns det två filterhållarlösningar tillgängliga.
METTLER TOLEDO:s vägningssats för mikrofilter innehåller två filtertråg. Var och en har en unik kontur som säkerställer att filtret centreras automatiskt. Centrering av filtret eliminerar excentricitetsfel för att säkerställa reproducerbara och tillförlitliga resultat.
En tydlig SOP bör finnas på plats för vägning av filter i en reglerad miljö. I en manuell process kan dock mänskliga fel uppstå, och i en process som kräver många steg kan det vara lätt att göra ett misstag. LabX-programvaran gör det möjligt för dig att skapa ditt eget dedikerade SOP-arbetsflöde för filtervägning. Steg-för-steg-instruktionerna för SOP finns på saldodisplayen. Varje steg kräver bekräftelse från användaren så att du kan vara säker på att standardrutinen har följts.
Varje mätning på ALLA vågar är föremål för osäkerhet. Att förstå denna osäkerhet är nyckeln till att säkerställa korrekta vägningsresultat. Det är inte läsbarheten som avgör noggrannheten hos ett våginstrument, utan snarare dess repeterbarhet. Med de mycket små provvikter som ingår i filtervägning är vågens minsta nettoprovviktskapacitet också av avgörande betydelse.
För att hitta rätt våg för dina behov måste du veta vilken minsta mängd du vill väga och hur exakt du behöver väga den (dvs. med vilken tolerans).
METTLER TOLEDO:s globala vägningsstandard, GWP® , hjälper dig att välja rätt våg för att uppfylla dina tillämpningskrav. Be din lokala representant om en kostnadsfri rekommendation om saldo. Ta reda på om din befintliga våg uppfyller dina kvalitetskrav.
METTLER TOLEDOs filtervägningssatser har glaslock så att det är lätt att se vad du gör när du sätter i och tar bort filter. Luckorna till dragskyddet för mikrovåg kan ställas in så att de öppnas åt vänster eller höger beroende på operatörens behov så att filterhanteringen blir mer ergonomisk. För att påskynda processen ytterligare kan SmartSens infraröda sensor användas för att öppna dörrarna med en handviftning. För filtervägning med hög genomströmning rekommenderar vi en automatiserad lösning med filtervägningsroboten PFS-ONE .
Manuell transkription av data och resultat medför en inneboende risk för fel. Genom att ansluta ditt saldo till LabX-programvaran kan du helt eliminera manuell transkription och den tillhörande risken för fel. LabX utför också alla dina beräkningar, inklusive korrigeringar av luftens flytkraft, vilket tar bort ytterligare en källa till potentiella fel. All data sparas säkert i en centraliserad databas så att du kan dra ytterligare nytta av fullständig dataintegritet och spårbarhet.
Det är mycket viktigt att märka filterpatronerna och se till att resultaten loggas korrekt mot varje filter. När man hanterar många filter kan detta vara en utmaning. Processen kan förenklas avsevärt genom att ansluta din våg till LabX, en streckkodsläsare och en skrivare. LabX skriver ut streckkodsetiketter automatiskt. Genom att använda streckkoder identifieras proverna unikt. LabX använder streckkoderna för att automatiskt logga viktresultaten mot rätt prov. All data sparas säkert i en centraliserad databas som ger full spårbarhet. Filtervägningsroboten PFS-ONE kan bearbeta upp till 1 000 filter per dag i en helautomatisk process där alla data hanteras automatiskt.
Med utsläpp avses utsläpp av ämnen (t.ex. gaser, föroreningar eller strålning) direkt från en källa till miljön. Immission, å andra sidan, hänvisar till närvaron eller koncentrationen av dessa ämnen i miljön på en viss plats, ofta där de påverkar människor, djur eller ekosystem. I grund och botten handlar emission om källans uteffekt, medan immission handlar om påverkan eller exponering vid en receptorpunkt.
