Was ist ein digitales Staubmessgerät?
Ein digitales Staubmessgerät ist ein kleines Messgerät, das an Arbeitsplätzen in Innenräumen zur Messung der Konzentration von luftgetragenem Staub aus Erde, Gestein, Mineralien, Metallen und Kohlenstoff verwendet wird.
Digitale Staubmessgeräte können die Staubkonzentration (mg/m3) genau und einfach messen, indem sie die Anzahl der Staubpartikel pro Zeiteinheit (cpm) x K-Wert (Umrechnungsfaktor der Massenkonzentration: mg/m3/cpm) berechnen.
Der Massenkonzentrations-Umrechnungskoeffizient: mg/m3/cpm, ist ein Koeffizient, der die Anzahl der Staubzählungen in die Staubkonzentration umrechnet. Er ist die Steigung einer geraden Linie, die anhand der Tatsache berechnet wird, dass die Menge des gestreuten Lichts (cpm) und die Konzentration (mg/m3) der gleichen Staubart linear proportional sind.
Zu den Staubnachweisverfahren gehören die Streulichtmethode, die Partikelzählung, die Absorptionsspektrophotometrie und die Kondensationskernpartikelzählung.
Anwendungen digitaler Staubmessgeräte
In diesem Abschnitt werden die Einsatzmöglichkeiten digitaler Staubmessgeräte beschrieben.
Digitale Staubmessgeräte werden an Arbeitsplätzen in Innenräumen eingesetzt, an denen Staub aus Erde, Gestein, Mineralien, Metallen oder Kohlenstoff in erheblichem Umfang emittiert wird.
Daher ist eine Kontrolle der Staubkonzentration an Arbeitsplätzen in Innenräumen erforderlich, an denen Metallschweiß-, Schleif- und Schneidarbeiten durchgeführt werden oder an denen viele Aushubarbeiten anfallen.
Außerdem ist bekannt, dass die Empfindlichkeit je nach Messprinzip je nach Art und Form des Staubs variieren kann, und die Messergebnisse müssen unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit gegenüber allen Schwebstoffen wie Rauch und Nebel kontrolliert werden.
Funktionsweise der digitalen Staubmessgeräte
In diesem Abschnitt werden die Grundsätze und Merkmale digitaler Staubmessgeräte beschrieben.
Der Aufbau und die Spezifikationen, die für digitale Staubmessgeräte erforderlich sind, sind festgelegt und umfassen die Streulichtmethode, die Partikelzählmethode, die Absorptionsspektrophotometrie und die Kondensationskernpartikelzählmethode zur Messung von Staub.
Bei der Streulichtmethode wird mit einem Sauggebläse kontinuierlich Staub aus einem Lufteinlass angesaugt und der Staub mit Weißlicht oder Laserlicht als Lichtquelle bestrahlt. Die vom Staub ausgestrahlte Streulichtmenge wird kontinuierlich am Lichtempfänger erfasst und die Lichtmenge mit Hilfe eines photoelektrischen Wandlerelements in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieser Wert wird als die Menge des gestreuten Lichts pro Zeiteinheit (cpm: counts per minute) behandelt. Dieser Konzentrationswert wird mit dem K-Wert (Massenkonzentrations-Umrechnungsfaktor) multipliziert, um die Massenkonzentration von Staub (mg/m3) zu erhalten.
Die Partikelzählmethode wird zur Messung extrem sauberer Umgebungen verwendet. Ein dünner, ungestörter Luftstrom wird kontinuierlich erzeugt, um den in der Luft befindlichen Staub zu erfassen. Ein starker Lichtstrahl, z. B. ein Laserstrahl, wird als Lichtquelle verwendet. Das von den einzelnen Staubpartikeln gestreute Licht wird von einer Lichtempfangseinheit erfasst und von einem photoelektrischen Wandler in ein elektrisches Signal umgewandelt. Aus der Intensität des Streulichts wird die Partikelgrößenverteilung bestimmt und aus der Anzahl der Zählungen die Anzahl der Partikel pro Volumeneinheit (Partikel/cm3) ermittelt. Dieser Konzentrationswert wird mit dem K-Wert (Massenkonzentrations-Umrechnungsfaktor) multipliziert, um die Massenkonzentration von Staub (mg/m3) zu erhalten.
Bei der Methode der Absorptionsspektrophotometrie wird der Staub in der Luft kontinuierlich erfasst und mit Weißlicht oder Laserlicht als Lichtquelle bestrahlt, wobei die durch den Staub verursachte Lichtschwächung mithilfe eines photoelektrischen Wandlerelements in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die relative Konzentration, die proportional zum Logarithmus dieser Lichtabschwächung (Transmissionsgrad) ist, wird bestimmt, um die Staubkonzentration (mg/m3) zu ermitteln.
Die Kondensationskernpartikelzählung wird zur Konzentrationsmessung bei geringer Staubkonzentration eingesetzt. Die Lichtstreuungs-Partikelzählmethode wird angewendet, indem man den Staub in einer übersättigten Dampfatmosphäre kondensieren und wachsen lässt. Der Messwert ist die Gesamtanzahlkonzentration oberhalb der kleinsten messbaren Partikelgröße, was den Nachteil hat, dass keine Informationen über die Partikelgröße verfügbar sind.