Hintergrund

Partikel aller Art sind zunehmend im Fokus der Gesundheits- und Umweltbehörden. Zu den kritischen Emissionen zählen der Ausstoß an Schadstoffen aus Verbrennungsprozessen (Industrie, Hausbrand, Verkehr) sowie der Abrieb von Reifen und Bremsen. Waren Partikel früher eher als grobe und größere Staubteilchen von Interesse, die durch Filterwiegung und Streulicht vermessen wurden, so sind es heute immer kleiner werdende Partikel bis in den Nanobereich. Ein international anerkanntes Messmittel zur Klassifizierung von ultrafeinen Partikeln ist der Differential Mobility Analysator (DMA). Hier hängt die Klassifizierung der Partikel von dem Verhältnis von elektrischer Ladung und aerodynamischer Ablenkung ab. Damit hängen diese Parameter, die sich je nach Anwendung immer wieder verändern können, von der Morphologie der Partikel ab und müssen als empirische Annahmen für die Bestimmung der Partikel-Masse in dem DMA hinterlegt werden.

Lösung

Um die echten Zusammenhänge zwischen der Morphologie und der elektrischen Mobilität aufzuschlüsseln, und um die Partikelmasse direkt zu bestimmen, kann die CPMA-Technik eingesetzt werden. Diese analysiert das Gleichgewicht der Zentrifugal-  gegenüber der elektrostatischen Kraft der Partikel. Eine Kombination aus CPMA und DMA erlaubt außerdem die Einflüsse von Umweltfaktoren wie Feuchte und die damit einhergehende Veränderung von Masse, Größe und hygroskopisches Wachstum zu erforschen. 

Die durch das CPMA bestimmte Masse eines Aerosols hat umgekehrt wiederum einen direkten Zusammenhang zur Partikel-Größe. 

Es können auch Aerosole aus Prozessen mit transientem Charakter vermessen werden. Hierzu koppelt man den Messplatz CPMA/DMA mit dem Mobilitäts-Spektrometer Modell DMS500.