Mobile Spürnase für mehr als 60 umweltschädliche Gase

Kurzbeschreibung

© Fraunhofer EMFT
Einsatz des mobilen IR-Gasanalysators zu Vorortbestimmung von Gasarten und Ganskonzentrationen.

Viele Gase, die zur globalen Luftverschmutzung beitragen, sind durch Infrarotabsorption nachweisbar. Doch kommerzielle IR-Spektrometer sind meist unhandlich und teuer und können somit nur stationär im Labor betrieben werden. Ein Forschungsteam an der Fraunhofer EMFT entwickelt derzeit einen portablen IR-Multi-Gasanalysator für den mobilen Einsatz. Das kompakte System arbeitet bei Bedarf batteriebetrieben, die Messergebnisse lassen sich direkt auf Tablet oder Notebook übertragen und anzeigen. Auf diese Weise wird es möglich, Analysen direkt vor Ort durchzuführen, um beispielsweise Bodenkontaminationen oder Altlasten wie Lösemittel- oder MKW-Schäden aufzuspüren.

Das Gerät arbeitet in den Wellenlängenbereichen von 3,1 μm - 4,4 μm sowie 5,5 μm - 8,0 μm und erfasst damit die Absorptionen von mehr als 60 schädlichen und umweltrelevanten Gasarten wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff oder Methan. Mit einer 200 mm langen Absorptionsstrecke, die durch CaF2-Fenster gasdicht abgeschlossen ist, konnte das Entwicklungsteam einen guten Kompromiss zwischen Baugröße und Sensitivität des Gasanalysators erreichen. Dank einer internen Referenzgaserzeugung durch Filterung der Umgebungsluft benötigt das System keine synthetische Luft für den Betrieb. Durch zwei automatisch angesteuerte Membranpumpen werden nacheinander Referenz und Probengas in die Absorptionsstrecke gefördert und spektral analysiert. Aus beiden Messungen wird anschließend das resultierende Absorptionsspektrum berechnet.

 

Anwendung

Der portable IR-Multi-Gasanalysator ist speziell für den mobilen Einsatz konzipiert, um so auch Analysen ortsunabhängig durchführen zu können. Zur Steuerung des Gesamtsystems und der Datenanalyse haben die Forschenden eine eigene Software entwickelt. Über eine grafische Benutzeroberfläche können Anwenderinnen und Anwender Gasart, Wellenlänge der Absorptionsbande und dazugehörigen Extinktionskoeffizienten in eine Datenbank einpflegen, um Gaskonzentrationen quantitativ zu ermitteln. Die Funktionsfähigkeit des Systems wurde bereits für Kohlenstoffdioxid erfolgreich getestet.