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Staubmessung mit einem Andersen-Impaktor

Ein Andersen-Impaktor ist ein Kaskadenimpaktor bzw. ein Aerosolmessgerät. Als Aerosol bezeichnet man die Verteilung von Feststoffpartikeln in Gas. Zur Gewinnung partikelgrößenabhängiger Staubfraktionen wird die unterschiedliche Trägheit von Partikeln ausgenutzt.

Prinzipiell besteht eine Impaktorstufe aus den Elementen Düse und Prallplatte. In der Düse werden Partikel beschleunigt, die bei nicht ausreichender Trägheit auf der darunter liegenden Prallplatte gesammelt werden. Somit ergibt sich eine Korrelation zwischen Masse und Größe der Teilchen. In einem Kaskadenimpaktor sind mehrere Impaktorstufen hintereinander geschaltet, die so ausgelegt sind, dass in den nachfolgenden Stufen Partikel mit niedrigerer Trägheit abgeschieden werden (Staubfraktionen).

Vor jedem Experiment ist die Sauberkeit des Impaktors zu überprüfen, falls dies nicht bekannt ist.
In der Regel werden Pallplatten aus Al-Folie werden eingesetzt. Zusätzlich stehen für chemisch und morphologisch unterschiedliche Partikel weitere Prallplattentypen (z.B. Quarz, Edelstahl) zur Verfügung.
Die Aluminiumprallplatten werden gewogen und direkt in die Impaktorstufen eingesetzt. Die Ablesegenauigkeit soll 0,1 mg oder besser betragen. Der zu erwartende Fehler beträgt bei kalibrierter Waage 0,02% bei einem mittleren Scheibengewicht von 400 mg. Dies entspricht etwa 6,4 µg.
Über eine Gasförderpumpe wird die zu messende Luft zum Impaktor geführt.  Die Auswertung der impaktierten Teilchen erfolgt sofort im Anschluss.

Die Bestimmung der abgeschiedenen Staubmengen geschieht durch Differenzwägung.
Durch die gravimetrische Bestimmung lassen sich somit der Gesamtstaubs und die Größenverteilung des Staubs bestimmen.

Die GWP führt dies Messung beispielsweise nach der Zündung von KFZ-Rückhaltesystemen durch. So können emittierten Partikel hinsichtlich ihrer Masse und Eigenschaften charakterisiert werden. Wesentlich sind hier neben der Konzentration des Gesamtstaubes die Größenverteilung der emittierten Partikel, der Anteil des atembaren Staubes und seine chemische Zusammensetzung. Denn pyrotechnische Artikel für Kraftfahrzeuge enthalten Explosivstoffe im Sinne des Sprengstoffgesetzes (SprengG). Für den Umgang gelten entsprechende berufsgenossenschaftliche Regeln, insbesondere die BGR/GUV-R 242 „Tätigkeiten mit Explosivstoffen“ [3].
Die nach der Auslösung von KFZ-Pyrotechnik freigesetzten Gase und Stäube sind grundsätzlich als gesundheitsschädlich zu betrachten.

Haben Sie Fragen rund um Staubmessung
oder benötigen Sie entsprechende Laboruntersuchungen? Unser Gaslabor berät Sie gerne.

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