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Umgebungsluftüberwachung

Nanopartikelmessung

GRIMM AEROSOL Nanopartikel-Messsysteme umfassen Nanopartikelzähler und Nanopartikelspektrometer für den Einsatz in verschiedensten Anwendungen. Darüber hinaus zählen Aerosolgeneratoren und eine Reihe von Aerosolneutralisierern zu unserem Produktportfolio im Bereich der Nanopartikelmessung.

Größenbestimmung und Zählung von Nanopartikeln

Die Bedeutung von Nanopartikelmessgeräten: Warum eine präzise Analyse unerlässlich ist

Nanopartikel spielen aufgrund ihrer extrem geringen Größe und ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften eine entscheidende Rolle in einer Vielzahl von industriellen, ökologischen und wissenschaftlichen Anwendungen. Eine genaue Messung ist für ihre sichere und effektive Verwendung unerlässlich. Hochleistungsanalysatoren, Sensoren und fortschrittliche Detektionsmethoden ermöglichen eine präzise Überwachung der Konzentrationen sowohl in Prozessumgebungen als auch in der Umgebungsluft.

Auswirkungen ungenauer Messungen auf Umwelt und Gesundheit

Unzureichende oder ungenaue Analysen von Nanopartikeln können erhebliche Risiken für die Umwelt und die menschliche Gesundheit mit sich bringen. Unkontrollierte Emissionen können Ökosysteme beeinträchtigen, in die Nahrungskette gelangen oder schädliche biologische Reaktionen auslösen. Beim Menschen kann die Exposition – insbesondere durch Einatmen – zu Atemwegsproblemen, Entzündungen oder langfristigen Zellschädigungen führen. Zuverlässige Messverfahren tragen dazu bei, diese Risiken zu mindern und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten.

Verbesserung der Produktqualität durch Nanopartikelanalyse

Die genaue Messung von Nanopartikeln trägt direkt zur Verbesserung der Produktqualität und -konsistenz bei. Durch die Kontrolle der Partikelgröße und -verteilung können Hersteller die Leistungsmerkmale optimieren und die Produktzuverlässigkeit sicherstellen. In Branchen wie der Pharmaindustrie, der Beschichtungsindustrie und der Industrie für fortschrittliche Werkstoffe sind präzise Nanopartikeldaten ein entscheidender Faktor für die Einhaltung von Qualitätsstandards und die Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit.

Geschäftliche Vorteile und Risiken einer unzureichenden Messgenauigkeit

Für Unternehmen bietet die Investition in eine genaue Nanopartikel-Messung strategische Vorteile: bessere Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, weniger Produktfehler, erhöhtes Kundenvertrauen und optimierte Produktionseffizienz. Umgekehrt kann eine unzureichende Messung zu fehlerhaften Produkten, kostspieligen Rückrufaktionen und potenziellen Reputationsschäden führen. Fortschrittliche Analysetechniken reduzieren diese Risiken und unterstützen einen nachhaltigen Betrieb.

Relevanz für Wissenschaft und Forschung

In der wissenschaftlichen Forschung ist die präzise Messung von Nanopartikeln von grundlegender Bedeutung. Zuverlässige Daten ermöglichen es Forschern, das Verhalten, die Wechselwirkungen und die Langzeitwirkungen von Partikeln zu verstehen – insbesondere in Bereichen wie Nanomedizin, Umweltwissenschaften und Werkstofftechnik. Ohne genaue Messinstrumente wären die Reproduzierbarkeit und sinnvolle Fortschritte stark eingeschränkt.

Bedeutung für Aufsichtsbehörden und Überwachungsnetzwerke

Behörden und Aufsichtsbehörden sind auf die genaue Detektion von Nanopartikeln für die Überwachung der Luftqualität, die Arbeitssicherheit und die Einhaltung von Umweltvorschriften angewiesen. Integriert in offizielle Messnetzwerke liefern hochpräzise Analysemethoden konsistente, vertrauenswürdige Daten, die als Grundlage für politische Entscheidungen dienen und die öffentliche Gesundheit schützen – insbesondere in städtischen und industriellen Gebieten.

Einsatzbereiche unserer Nanopartikel-Messsysteme

Unsere hochpräzisen und vielfach bewährten Systeme zählen und klassifizieren ultrafeine Partikel ab 0,8 Nanometer. Sie finden Einsatz im Rahmen von Inhalations-, Expositions-, Umwelt- und Klimastudien, werden für Filtertests und Emissionsmessungen verwendet und sind elementarer Bestandteil der Aerosolgrundlagenforschung.

 

Die Messsysteme sind als mobile, stationäre und 19-Zoll-Geräte erhältlich und können den individuellen Anforderungen von Universitäten, Forschungseinrichtungen, Industrieunternehmen, meteorologischen Instituten und Behörden angepasst werden.

Nanopartikelzähler

Unsere Nanopartikelanalysatoren umfassen Kondensationspartikelzähler (CPC) für den Laboreinsatz, für Emissionsmessungen im Automobilbereich (PMP-CPC) und Versionen, die für den 24/7-Betrieb in Messstationen oder an entfernten Standorten optimiert sind (einschließlich 19″-Rack-Montage). Alle CPCs verfügen über die bewährte Kondensatabsaugpumpe sowie das „anti-spill saturator“-Design. Sie ermöglichen eine Einzelpartikelzählung von bis zu 150.000 p/cm3 mit hoher Detektionseffizienz und kurzer Ansprechzeit. Darüber hinaus ist dank des Saturatorverschlusses ein Transport des CPC möglich, ohne dass der Saturator ausgebaut oder getrocknet werden muss.

 

Für die Messung hoher Partikelanzahlkonzentrationen oder den Einsatz als Referenzgerät für die Kalibrierung von Messinstrumenten bieten wir weiterhin ein hochpräzises, hochempfindliches Faraday-Cup-Elektrometer (FCE) an. Mit seiner kurzen Ansprechzeit und dem „rinsing air flow“-Design zur Rauschunterdrückung verfügt das FCE über am Markt einzigartige Leistungsdaten.

UFP-Messung gemäß den europäischen Normen EN 16976:2024 und CEN/TS 17434:2020

Die europäischen Normen EN 16976:2024 für Partikelzähler und CEN/TS 17434:2020 für Partikelgrößenspektrometer greifen die dringende Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation WHO auf, die gemeinsame Luftqualitätsstrategie hinsichtlich der Bestimmung der Partikelanzahlgrößenverteilung (PSD) und der Partikelanzahlkonzentration (PNC) in der Umgebungsluft um ultrafeine Partikel (UFP), also Partikel im Nanogrößenbereich, zu erweitern. So harmonisiert EN 16976:2024 die Messung der Partikelanzahlkonzentration in der Umgebungsluft, während CEN/TS 17434:2020 die Bestimmung der Größenverteilung von Nanopartikeln festlegt. Beide Normen beschreiben die anwendbaren Messverfahren und gewährleistet die Rückführbarkeit der Instrumente auf allgemein anerkannte Referenzen. Vor allem aber definiert die Norm die Leistungsmerkmale der Instrumente und die damit verbundenen Messunsicherheiten.

Unser Kondensationspartikelzähler CPC 5421 kann – ebenso wie seine Geschwistermodelle CPC 5412 und CPC 5410 – nach EN 16976:2024 kalibriert werden. Das Gleiche gilt für unseren CEN-konformen Mobilitäts-Partikelgrößenspektrometer SMPS+C 5420. GRIMM AEROSOL spielt eine wichtige Rolle in der entsprechenden Arbeitsgruppe des Europäisches Komitees für Normung (CEN) und arbeitet mit den wichtigsten Forschungs- und Kalibrierungsinstituten in diesem Bereich zusammen. Eines davon ist das World Calibration Center of Aerosol Physics (WCCAP) am TROPOS, dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig, Deutschland.

Das WCCAP ist eine der bedeutendsten Kalibrierungsinstitutionen innerhalb des ACTRIS-Netzwerks (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure). Daher sind wir auch stolz darauf, mit unseren Instrumenten in der ACTRIS Instrumentenempfehlungsliste aufgeführt zu sein.

Referenzen:

Nanopartikelspektrometer

GRIMM AEROSOL bietet Scanning-Mobility-Partikelmessgeräte mit Kondensationspartikelzählern (SMPS+C) und mit Faraday-Cup-Elektrometern (SMPS+E) als Detektor an. Darüber hinaus ist das GRIMM PSMPS ein Mobilitäts-Partikelgrößen-Spektrometer, das ein GRIMM SMPS+C System mit dem Airmodus Particle Size Magnifier (PSM) kombiniert. Alle Nanopartikel-Sizer-Systeme verfügen über das „Vienna-type“-DMA-Design1, das für höchste Größenauflösung und geringste Partikeldiffusionsverluste bekannt ist. Dank des flexiblen Designs der DMAs mit drei Elektroden unterschiedlicher Länge (S-M-L) kann eine Vielzahl von experimentellen Anforderungen erfüllt werden.
 
1) Winklmayr et al. (1991), J. Aerosol Sci., 22, 289
Reischl, G.P., Mäkelä, J.M. and Necid, J. (1997). Aerosol Sci. Technol., 27, 651-672

Weitbereichs-Aerosolspektrometer

Unsere einzigartigen Messgeräte erfassen Partikelanzahlgrößenverteilungen von nur wenigen Nanometern bis hin zum Mikrometerbereich. Die Daten solcher Weitbereichs-Aerosolspektrometer sind Grundlage für zahlreiche Anwendungen in der Aerosolforschung, Klimaforschung oder bei der Optimierung von Prozessen. Wir bieten flexible Lösungen für stationäre Dauermessungen im Freien, Aerosolstudien im Labor und tragbare Komplettlösungen für die industrielle Forschung.

Aerosolneutralisierer

Bipolare Aerosolneutralisierer von GRIMM AEROSOL gewährleisten eine wohl definierte stationäre Ladungsverteilung auf den zu untersuchenden Aerosolen. Wir bieten Neutralisierer auf Basis radioaktiver Quellen (241Am und 63Ni) sowie mit alternativen Ionisationsquellen auf Basis einer ringförmigen dielektrischen Barriereentladung und auf Basis weicher Röntgenstrahlung an. Letztere unterliegen wesentlich geringeren sicherheitstechnischen Einschränkungen bei Betrieb, Transport und Lagerung und benötigen – je nach Land – oftmals keine speziellen Umgangsgenehmigungen.

Aerosolgeneratoren

Aerosolgeneratoren von GRIMM kommen zum Einsatz, wenn eine wohl definierte Partikelzusammensetzung in Verbindung mit einer stabilen Partikelanzahlgrößenverteilung notwendig ist. Unsere Geräte erzeugen Aerosole aus allen Arten von Flüssigkeiten, Suspensionen und Lösungen wie z. B. Kochsalz (NaCl), Di-Ethyl-Hexyl-Sebacat (DEHS) und Polystyrol-Latex Sphären (PSL), aber auch Metalloxid-Partikel durch Sublimation von Wolframoxid (WOx).

Warum GRIMM AEROSOL für Nanopartikelmessungen wählen?

Mit über 40 Jahren Erfahrung ist GRIMM AEROSOL, ein Unternehmen der DURAG GROUP, weltweit führend in der Aerosolmesstechnik. GRIMM ist bekannt für Präzision und Zuverlässigkeit und bietet innovative Lösungen zur Detektion und Analyse von Aerosolpartikeln in verschiedenen Bereichen, darunter Umweltüberwachung, Arbeitssicherheit und Forschung.

Die hochmodernen Geräte von GRIMM AEROSOL, wie Kondensationspartikelzähler (CPCs) und Mobilitäts-Partikelgrößenspektrometer (SMPS+C), sind so konzipiert, dass sie strenge Normen wie die europäische EN 16976:2024 und CEN/TS 17434:2020 erfüllen und somit die Konformität und Genauigkeit bei Nanopartikelmessungen gewährleisten. Mit GRIMM AEROSOL profitieren Unternehmen von modernster Technologie und umfassendem Support, was eine verbesserte Bewertung der Luftqualität und fundierte Entscheidungen ermöglicht.