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Mobile Analytik

Mobil und flexibel: Massenspektrometer und Lecksuchgeräte

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Emissionsmessung von Vulkanen

Um zukünftige Vulkanausbrüche noch genauer voraussagen zu können, fehlen bei seismologischen Messungen oft in-situ Validierungsdaten. Doch nur mit diesen Daten und den daraus resultierenden, genauen Voraussagen ist es möglich, kurzfristige Maßnahmen zur Evakuierung von Anwohnern einzuleiten und den Flugverkehr bei starkem Ascheauswurf rechtzeitig umzuleiten. So können Menschen­leben gerettet und erhebliche wirtschaftliche Schäden vermieden werden.

In einem gemeinsamen Projekt von JPL (NASA), INGV Vesus Observatorium, Inficon Inc. USA/Deutschland, Creare Inc., USA mit der Universität von Costa Rica und dem NASA Ames Research Center, USA, wurde ein solches In-situ-Mess­equipment zur Überwachung und Gasanalyse von Vulkanrauchfahnen entwickelt.

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Zudem wurden auch notwendige Optimierungen der Satelliten-Kalibrierung bzw. -Validierung entwickelt. Das Ergebnis: ein mobiles System mit Massenspektrometer für die Gasanalyse, Radiometer und laseroptischem Partikelzähler.

Mit diesem System können die folgenden Messungen durchgeführt werden:

  • Gase wie SO2, H2S, CO2, Helium, CH4 etc.,
  • Temperaturen, Druck und Feuchtigkeit,
  • GPS-Koordinaten und Höhe,
  • Emittierte Partikel sowie
  • Ascheproben (Aerosol-Partikel) zur Analyse des Einflusses auf den Flugverkehr.

Überwacht werden die Rauchfahnenzonen über dem Vulkan. Um die Messungen dort durchführen zu können, wird das System an eine unbemannte Drohne gekoppelt, die diesen Bereich des Vulkans dann überfliegt.

Neben dem Einsatz bei der Emissionsmessung von Vulkanen wurden diese Systeme außerdem bereits für eine ganze Reihe weiterer Analysen verwendet:

  • Detektion von giftigen BTEX-Stoffen (Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylol) im Umfeld von Öl- und Gasförderanlagen und deren Weiterverarbeitungsstätten,
  • Umweltanalysen auf dem sub-antarktischen Kontinent (Chile),
  • Analysen auf Vulkanen in Italien, Costa Rica und Hawaii sowie die
  • Detektion illegaler Drogen.

Tragbare Helium-Lecksucher für den Service

Ob bei der Montage und Installation einer Vakuumanlage oder für die Quantifizierung und Beseitigung von Lecks im Servicefall – ein mobiler, tragbarer Lecksucher ist bei einer Vielzahl von Anwendungen unerlässlich. Besonders genau und zuverlässig erfolgt die mobile Lecksuche ebenso wie die stationäre mit dem Prüfgas Helium.

Im Allgemeinen stehen zwei Betriebsmodi des Helium-Lecksuchers zur Verfügung:

  • Die Vakuummethode – hier wird entweder die Sektion oder die gesamte Anlage evakuiert und von außen mit dem Prüfgas Helium beaufschlagt.
  • Die Schnüffelmethode – hier wird der Prüfling mit dem Prüfgasüberdruck Δp > 100 hPa gefüllt. Das austretende Prüfgas Helium wird dann über eine Schnüffelsonde in den Lecksucher eingesaugt und nachgewiesen.

Beide Methoden, ihr Arbeitsprinzip und ihre Nachweisgrenzen sind Tabelle 2 (in der Bildergalerie) zu entnehmen. Als mobile oder tragbare Lecksucher gelten Geräte, deren Gesamtgewicht circa 25 Kilogramm nicht überschreitet. Sie sind tragbar, können im Fahrzeug transportiert und zu akzepta­blen Kosten als Gepäck im Flugzeug mitgeführt werden. Pfeiffer Vacuum bietet eine Reihe von mobilen Lecksuchsystemen für unterschiedlichste Anwendungen in seinem Produktportfolio.

* H. Barfuss: Pfeiffer Vacuum GmbH, 35614 Asslar

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