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Emissions-Messtechnik

Beschreibung:

Die exakte Bestimmung von CO, CO₂, O₂, H₂ sowie unverbrannter Kohlenwasserstoffe und NO_X ist die tägliche Arbeit der Emissionäre des Zentrums für Verbrennung.
Zur Ermittlung dieser Werte wird das Abgas direkt im Zentrum der Verbrennung – unmittelbar hinter der Flamme – durch eine wassergekühlte Sonde entnommen. Über beheizte Filter und Leitungen sowie durch einen Tieftemperaturkühler wird es zu den verschiedenen Analysegeräten geleitet. Die nachfolgend beschriebenen Geräte bilden eine komplette Abgasanalyseanlage, von denen jeweils eine in den Verbrennungsprüfständen bereit steht.

CO-Konzentation:

Den CO-Anteil im Abgas wird mit dem Multikomponenten-Analysator UNOR 610 der Firma Maihak bestimmt. Das Messverfahren des Unor 610 beruht auf der Eigenschaft heteronuklearer Gase, infrarote Strahlung im Wellenlängenbereich 2.....8 µm zu absorbieren. Es stehen in jeder Emissionsmessanlage zwei Geräte zur Verfügung.

	Messbereiche:
	Bereich 1:		0 - 20 / 100 ppm
	Bereich 2:		0 - 500 / 5000 ppm

2 Bereiche pro Messkanal mit Bereichsumschaltverhältnis von maximal 1:5


Ein weiterer Analysator UNOR 610 misst kontinuierlich den CO₂-Anteil des Abgases. Wieder wird das Prinzip der infraroten Strahlungsabsorption verwandt.

Messspanne:

0 - 10 Vol. %

O2-Konzentation:

Für die Messung der O₂-Konzentration im Abgas benutzt der Analysator OXOR 610 von Maihak das Prinzip der reinen Druckwirkung zwischen zwei Gasen unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität.

Messspanne:

durch Wahl des Vergleichsgases wählbar zwischen minimal 0 - 1 % und maximal 0 - 100 %, Fenster-Bildung ist möglich (z.B. 19 - 23 %)

UHC-Konzentation:

TESTA FID 123: Der Flammen-Ionisationsdetektor (FID) der Firma TESTA mißt kontinuierlich die unverbrannten Kohlenwasserstoffe (UHC) im Abgas. Die unbekannte Konzentration des Messgases wird kontinuierlich mit der bekannten Konzentration des jeweiligen Kalibriergases verglichen. Es stehen 5 Messbereiche zur Verfügung.

	Messbereiche:		0 - 10 ppm
			0 - 100 ppm
			0 - 1000 ppm
			0 - 10000 ppm (1%)
			0 - 100000 ppm (10%)

NO-Konzentation:

Der Emissionsanalysator CLD 700 EL für NO_X von ECO Physics arbeitet nach dem Prinzip der Chemilumineszenz. Diese Methode hat sich weltweit für die Stickoxidmessung durchgesetzt. Sie liefert ein lineares Signal über alle Messbereiche und bietet spezifisch und schnell ein kontinuierliches Signal für NO, NO₂ und NO_x.

	4 Messbereiche:		0 - 10 ppm
			0 - 100 ppm
			0 - 1000 ppm
			0 - 10000 ppm

Ruß-Konzentation:

Dem Ruß oder auch Rauch kommen die Emissionäre des DLR mit einem optischen Rauchmessgerät (Sickmeter) der Firma Sick auf die Spur. Das Gerät wurde von der Firma Mtu München weiterentwickelt und für die Messungen an Versuchsbrennkammern qualifiziert.
Es arbeitet nach dem Prinzip der Absorption eines durch eine Rauchgasstrecke geschickten Lichtstrahls und der nachfolgenden photoelektrischen Messung des geschwächten Lichtstrahls. Es entspricht somit in seiner physikalischen Wirkungsweise dem Hartridge-Smokemeter.
Bei der Messung wird zunächst der Transmissionsgrad T gebildet:
Transmission T=I/Io

		mit	I = empfangener Lichtstrom
			Io= ausgesandter Lichtstrom

Über eine Rechenstufe wird die Transmission in das optische Maß Extinktion umgewandelt
Extinktion E = lg 1/T


Die Zuordnung von Extinktion und HSU (Hartridge Smoke Unit) wurde experimentell bei Vergleichsmessungen mit einem Hartridge-Smokemeter gefunden. Die mit dem Sickmeter gemessene Extinktion multipliziert mit dem Faktor 100 ergibt HSU.
Grundsätzlich ist die Messung der Quantität aber auch der Qualität eine besondere Herausforderung für das DLR. Hier wird momentan und in Zukunft eine Reihe von Forschungsaktivitäten weitergeführt und neu unternommen.