Mobile Analytik Mobil und flexibel: Massenspektrometer und Lecksuchgeräte

Mobile Analytik hat andere Anforderungen als fest installierte Laborsysteme. Gerade die Abmessungen und das Gewicht sind hier von entscheidender Bedeutung für die Mobilität. Lesen Sie, was dies für das Vakuumsystem von Massenspektrometern und Lecksuchgeräten bedeutet.

Anbieter zum Thema

Pfeiffer Vacuum GmbH

KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH

Elementar Analysensysteme GmbH

Immer mehr Anwendungen erfordern Analysesysteme, die einfach transportiert und dadurch mobil eingesetzt werden können. Mobile Gasanalyse, Massenspektrometrie und Lecksuche kommen unter anderem bei Untersuchungen von Umweltbelastungen durch Straßen- und Luftverkehr, bei der Qualitätsanalyse von Wasser, der Detektion von Spreng- und Giftstoffen an Flughäfen sowie bei der mobilen Atemgasanalyse zum Einsatz.

Die Herausforderungen der mobilen Analytik an das eingesetzte Vakuum­equipment sind anspruchsvoll: Die Vor- und Hochvakuumpumpen sowie die Massenspektrometer müssen in erster Linie klein und leicht sein. Darüber hinaus sollten sie einen geringen Energiebedarf haben und auch in Bewegung bei leichten Erschütterungen betriebssicher arbeiten können. Tabelle 1 (in der Bildergalerie) liefert einen detaillierten Überblick über die Anforderungen.

Massenspektrometersystem im Fahrzeug

An der Northern Texas University in den USA haben Wissenschaftler unter der Leitung von Dr. Guido Verbeck ein mobiles Massenspektrometersytem entwickelt, das im Kofferraum eines Hybrid-PKW installiert wurde. Dort wird es zum Beispiel verwendet, um direkt vor Ort negative Einflüsse von Fracking-Feldern auf die Umwelt zu untersuchen.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 8 Bildern

Wichtigste Herausforderung dieses mobilen Systems: Alle Vakuumkomponenten müssen mit 24 V Gleichstrom betrieben werden. Weitere Kriterien für die Auswahl des optimalen Equipments waren:

• niedriges Gewicht,

• kleiner Bauraum,

• geringste Leistungsaufnahme für langen Batteriebetrieb sowie

• Robustheit des Vakuumequipments gegenüber Erschütterungen.

Die Wahl der Forscher fiel angesichts dieser hohen Qualitätsanforderungen auf die Lösungen von Pfeiffer Vacuum. In dem in Abbildung 1 gezeigten System sind neben dem Analysator eine spezielle kleine Splitflow-Turbopumpe und eine Membranpumpe MVP 003 mit DC-Antrieb als Vorpumpe eingebaut.

Pilotprojekt: Tragbare Massenspektrometersysteme

Pfeiffer Vacuum hat in einem Pilotprojekt einen Prototyp eines Vakuumsystems für ein tragbares Massenspektrometersystem entwickelt. Es ist auf einem Tragegestell montiert und kann dank seines geringen Gewichts von nur neun Kilogramm wie ein Rucksack problemlos transportiert werden. Die Stromversorgung erfolgt über eine eingebaute 24 V DC-Lithium-Ionen-Batterie. Somit ist das System komplett unabhängig von einer Stromquelle. Eine gewichtsoptimierte Turbopumpe vom Typ HiPace 10 mit 10 l/s Saugvermögen und eine zweistufige Membranpumpe MVP 003-2 mit 0,1 m³/h Saugvermögen sorgen für das geringe Gewicht des Systems. Zur Vakuummessung sind ein Kaltkathoden-Hochvakuumtransmitter und ein Piezo/Pirani-Vorvakummesstransmitter installiert. In die Vakuumkammer kann der Analysator integriert werden.

(ID:44363060)