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Forschungsstelle
BAFU
Projektnummer
UTF 601.13.19
Projekttitel
Feldmessgerät zur Partikelanzahlmessung Partektor 2 (Fertigstellung des Messgerätes zur Feldüberwachung der Partikelemissionen von Baumaschinen)

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Ergebnisse gemäss Vertrag
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Projektziele
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Beschreibung der Resultate
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Umsetzung und Anwendungen
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Weiteres Vorgehen
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
Messgerät, Partikelanzahlmessung, Partektor, Partikelfilter, Baumaschinen, Luftreinhalteverordnung (LRV), Nanopartikel
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Gesundheits- und klimaschädigenden Emissionen von Dieselmotoren können mit dem Einbau von Dieselpartikelfiltern effizient reduziert werden. Die Luftreinhalteverordnung (LRV) schreibt vor, dass die Partikelfilter von Baumaschinen einen strengen Partikelanzahl-Grenzwert einhalten müssen. Zudem verpflichtet die LRV den Halter oder den Betreiber von Baumaschinen zu einer periodischen Abgaswartung. Diese Abgaswartung umfasst unter anderem auch eine Messung, bisher eine Trübungsmessung, in Zukunft eine Partikelanzahl-Messung (wird in der Baurichtlinie Luft geregelt, Stand Dezember 2018). Dafür existiert auf dem Markt derzeit erst ein Gerät der Firma TSI, welches vom METAS zertifiziert ist. Es ist schwer, unhandlich und benötigt einen Anschluss ans Stromnetz. Zudem ist der darin eingesetzte Partikeldetektor (CPC) aufwändig in der Wartung und wenig flexibel.
Messgeräte, die einerseits so klein und portabel sind, dass sie einfach auf Baustellen eingesetzt werden können, andererseits robust genug sind um in rauen Arbeitsbedingungen einsetzbar zu sein, stehen bis heute nicht zur Verfügung.
Die FHNW und die Firma naneos particle solutions GmbH haben im Rahmen einer Machbarkeitsstudie (UTF 480.10.14) gezeigt, dass es möglich ist ein Handmessgerät herzustellen, das für Partikelmessung auf Baustellen und im Feld geeignet ist.
Im Rahmen des Vertrages UTF 571.29.17 mit dem Titel «Vertrag Feldmessgerät zur Partikelanzahlmessung - Partektor 2» hat sich ergeben, dass die hohen Anforderungen an die erprobten Partektor 2 Prototypen hinsichtlich der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) sowie die mechanischen Anforderungen nicht erreicht werden konnten. Es hat sich gezeigt, dass die Zertifizierung nur über ein komplettes Re-Design des Partektor 2 zu erreichen ist.
Aus diesem Grund wurde der bestehende Vertrag UTF 571.29.17 aufgelöst und sämtliche Ergebnisse und Prototypen in dieses Projekt überführt, um die Zertifizierung für den Partektor 2 zu erhalten.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 14.12.2017 sowie dem Zusatzantrag vom 07.01.2019 genehmigt.
Ergebnisse gemäss Vertrag
(Deutsch)
1    Die einzelnen Komponenten des Gerätes (Anpassung des Partektors zur Erhöhung von Betriebstemperatur, Re-Design & Aufbau des Absaugsystems und die Elektronik/Firmware zur Ansteuerung) sind entwickelt. Ein erstes Gerät, welches die Anforderungen der Verordnung des EJPD über Abgasmessgeräte für Verbrennungsmotoren (VAMV), der Baurichtlinie Luft resp. Vollzugshilfe Abgaswartung (Version Dezember 2018) erfüllt, ist aufgebaut und in Betrieb genommen.

2    Funktionstests im Labor und im Feld belegen, dass die Anforderungen an die Messgenauigkeit der VAMV erreicht werden. Meilenstein 1.

3    Das praxistaugliche und handliche Messgerät zur Bestimmung der Anzahl Nanopartikel in der Grösse von 10nm bis 300nm hat die Serienreife erreicht und ist METAS zertifiziert.
Das Gesamtsystem erfüllt die Anforderungen der Verordnung des EJPD über Abgasmessgeräte für Verbrennungsmotoren (VAMV).

4    Ein Schlussbericht mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 3, sowie dem weiteren Vorgehen bezüglich der Vermarktung, ist redigiert und dem BAFU abgegeben.

5    Textbausteine, Illustrationen und mindestens 3 Fotografien für die Verwendung in öffentlichen Publikationen sind bereitgestellt und dem BAFU abgegeben.

6    Eine Präsentation der Ergebnisse mit entsprechender Power-Point Darstellung ist dem BAFU abgegeben und kann auf Nachfrage beim BAFU vorgetragen werden.
Projektziele
(Deutsch)

Es soll ein durch das METAS zertifiziertes, praxistaugliches (auf Baustellen einsetzbar, klein, robust, handlich, mit Batteriebetrieb) und zur Serienreife entwickeltes Messgerät zur Bestimmung der Anzahl Nanopartikel in der Grösse von 10nm bis 300nm entwickelt werden. Das Gerät umfasst die Abgaskonditionierung, die eigentliche Messung sowie eine verordnungskonforme Datenverarbeitung/Speicherung und Protokollierung, damit die Funktionstauglichkeit von Partikelfiltern an Baumaschinen gesetzeskonform überwacht werden kann.

Beschreibung der Resultate
(Deutsch)

In diesem Projekt wurde aufbauend auf dem ‘Partector 2’ der Firma naneos ein Abgasmessgerät entwickelt, der Handheld Emission Particle Counter (HEPaC).  Damit kann die Partikelanzahlkonzentration gemäss Verordnung 941.242 des EJPD gemessen werden.  Die Abgaskonditionierung erfolgt durch eine Aufheizung auf 195°C, der gesamte Sensor wird auf 55°C geheizt. Dadurch kann auf eine Verdünnung verzichtet werden, was den Aufbau wesentlich vereinfacht. Das Gerät arbeitet batteriebetrieben und ist sehr einfach zu bedienen. Die Messresultate werden via Bluetooth an ein Tablet/PC etc. übertragen, wo auch das offizielle Messprotokoll als geschütztes pdf erstellt wird. Es wurde vom METAS zertifiziert, Zertifikationsnummer CH-K4-20002-00.

Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)

Mit dem Gerät steht dem BAFU ein METAS-zertifiziertes Partikelanzahl-Messgerät zur Verfügung für die Abgaswartung von Baumaschinen. Der Sensor soll jetzt bei den einschlägigen Stellen (Umweltämter, Filterhersteller, …) vorgestellt werden. Vor kurzem wurde er am Treffen des VERT-Vereins bereits in einem kurzen Vortrag vorgestellt, bei AVESCO wurden mehrere Messungen durchgeführt. Eine Vorstellung im Umfeld PTI ist geplant.

Weiteres Vorgehen
(Deutsch)

Zunächst werden die Sensoren an der FHNW gebaut, vertrieben und gewartet, es ist aber das Ziel, dies bei grösserer Nachfrage an naneos zu übergeben, von wo das Kernstück, der Partector 2, auch kommt. Dies gilt insbesondere für die Wartung. Der Sensor erfüllt auch die holländischen Anforderungen für die periodische Abgasüberwachung von Strassenfahrzeugen. Eine Zertifizierung entsprechend dieser Verordnung ist denkbar, aber nicht unmittelbar geplant.