gesponsertUmweltmonitoring ohne Kompromisse Miniaturkomponenten für Präzision und Mobilität

Gesponsert von

LEE Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH

Angesichts des Klimawandels spielt die Analyse unserer Umwelt eine immer entscheidendere Rolle, um die Folgen zu bewerten und Präventionsmaßnahmen einzuleiten. Hierzu kommen hochgenaue, portable Monitoringgeräte zum Einsatz, die hohe Ansprüche an die eingesetzten Komponenten stellen. Lee bietet Ventil- und Pumpentechnologie in Miniaturbauweise, mit der Gerätehersteller keine Kompromisse eingehen müssen.

Umweltmonitoring spielt in unserem Alltag eine größere Rolle, als man denken könnte. Neben Angaben, die wir aus dem Wetterbericht kennen, etwa zur Ozonbelastung oder erhöhten Feinstaubwerten, sorgen Umweltanalysegeräte auch für eine Überwachung der Trinkwasserqualität oder die Bewertung der Fruchtbarkeit unserer landwirtschaftlichen Anbauflächen. Weitere typische Aufgaben des Umweltmonitorings sind die Überwachung der Luftqualität oder der Auswirkungen auf Anwohner und Tierwelt bei Großbaustellen. Diese ist oftmals zur Einhaltung der Bauvorschriften notwendig. In Industrien, die mit Gefahrstoffen arbeiten, können Umweltmonitore Lecks erkennen und somit die Bedrohung von Arbeitsunfällen reduzieren. Umweltmonitoringsysteme helfen so, frühzeitige Belastungen für die Umwelt und den Menschen zu erkennen und präventive Maßnahmen zu ergreifen, gerade auch im Hinblick auf die Folgen des Klimawandels.

Anforderungen an das Umweltmonitoring

Zu diesem Zweck stehen eine Vielzahl von Geräten zur Verfügung. Die Spanne reicht von tragbaren Gasanalysatoren, Luft-, Boden- und Wasserqualitätsmonitoren, TOC (Total Organic Carbon)- und VOC (Volatile Organic Compounds)-Analysatoren bis hin zu Gaschromatographen und Systemen, die analytische Methoden kombinieren. In vielen Anwendungsszenarien müssen diese Geräte tragbar ausgelegt sein, da Proben an verschiedenen Stellen genommen werden oder der Einsatzort fern einer Netzversorgung liegt.

Dementsprechend dürfen sie nicht zu ausladend oder schwer aufzubauen sein. Gleichzeitig müssen die Monitoring-Geräte extrem robust konstruiert sein, da sie unter widrigsten Umgebungsbedingungen zum Einsatz kommen können. Diese Umgebungseinflüsse reichen von starker Staub- und Hitzebelastung auf Baustellen bis hin zu Hochdruck- und dauerhaftem Salzwassereintrag bei Tiefseesonden, welche die Meerwasserqualität überwachen. Auch die Batterielebensdauer sollte langlebig genug für einen dauerhaften Einsatz unterwegs sein.

Christian Brinkmann, technischer Vertrieb bei der Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH, erläutert: „Wenn in einer kritischen Phase der Messung plötzlich das System aufgrund einer leeren Batterie ausfällt, ist dies nicht nur ärgerlich, sondern kann auch große wirtschaftliche Folgen haben –gerade, wenn man an Tiefseemessungen mit autonomen Unterwasserfahrzeugen denkt, für die ein erheblicher Aufwand betrieben werden muss.“

Lösungen für Monitoring- und Analysegeräte

Für dieses Anforderungsprofil bietet Lee passende Magnetventile, Siebe, Blenden und Miniaturpumpen. „Unsere Produkte sind in den anspruchsvollsten Anwendungen bewährt. Wir sorgen für hochpräzise Durchflusssteuerung in der Luft- und Raumfahrt, im Motorsport – aber auch in der Medizin- und Labortechnik. Somit genügen sie auch den Anforderungen im Umweltmonitoring – insbesondere unsere LHL-Ventile und unsere Disc Pump“, erklärt Brinkmann.

Stromsparende Miniaturmagnetventile: Die bistabilen Miniatur-Magnetventile der Serie LHL von Lee eignen sich für den robusten Einsatz und die lange Lebensdauer von tragbaren Umweltmonitoren. In Umweltüberwachungs- und Analysegeräten werden sie beispielsweise verwendet, um einen Sensor zu kalibrieren oder einen automatischen Nullabgleich durchzuführen. Weiterhin leiten die Ventile die Medien in probengerechter Dosis zur Messzelle des Geräts oder regulieren den Systemdruck.

Mit einem Energieverbrauch von nur 5,5mJ/Schaltung zeichnen sie sich durch einen extrem niedrigen Stromverbrauch, eine nahezu leckagefreie Funktion und eine lange Zykluslebensdauer aus. Gleichzeitig sind sie mit nur 7mm Länge und 2,5g Gewicht extrem kompakt und leicht. Die LHL-Ventile benötigen Spannungsimpulse von lediglich 10 bis 30ms, um den Betriebszustand zu wechseln. Gute Strömungseigenschaften ermöglichen schnelle Abtastraten und kürzere Kalibrierungszeiten, die bei sich schnell ändernden Umgebungsbedingungen entscheidend sind. Die zahlreichen Optionen für die Montage, die Antriebsspannung und das Gehäusematerial machen es Gerätedesignern leicht, die richtige Lösung für ihre Systemarchitektur zu finden. Somit lassen sich mit den Lee-LHL-Ventilen dank der kleinen Grundfläche und dem geringen Gewicht kompakte, portable Geräte mit langer Akkulaufzeit realisieren.

Miniaturpumpen für maximale Präzision: Mit ihrer Kombination aus hoher Leistung, pulsationsfreiem Fluss, Regelbarkeit und Größe ist die Disc Pump von Lee Ventus ebenfalls für solche Applikationen bestens geeignet: von Gasprobennehmern und Detektoren bis hin zu Laboranalysatoren und Partikelzählern. Die Pulsation des Luftstroms ist in solchen Anwendungen eine Herausforderung für viele Geräteentwickler, da sie meist die Qualität des Signals negativ beeinflussen und damit die Empfindlichkeit einschränken. Häufig muss eine Vielzahl an dämpfenden Maßnahmen ergriffen werden, um die Pulsation bei der Messung zu reduzieren.

Die Disc Pump bewegt eine winzige Luftmenge pro Zyklus, i.d.R. im Bereich von 10 bis 100 Nanolitern, womit die Pulsation vernachlässigbar ist. Dämpfungselemente sind nicht notwendig. Auch die Messgenauigkeit profitiert vom pulsationsfreien Durchfluss. In Verbindung mit einem geeigneten Druck- oder Durchflusssensor können die Sollwerte innerhalb eines Bruchteils eines Prozents gehalten werden. Der pulsationsfreie Betrieb trägt zur Minimierung des Integrationsfehlers bei der Berechnung des geförderten Volumens bei, was wiederum genaue Konzentrationsmessungen bis in den ppb-Bereich ermöglicht. Der extrem gleichmäßige Durchfluss reduziert zudem die Gefahr der Mehrfacherfassung von Partikeln bei der Partikelzählung. Die Disc Pump wiegt nur 5g und nimmt lediglich ein Volumen von 7cm³ ein. In Verbindung mit dem bereits erwähnten Wegfall von Dämpfungselementen lässt sich die Systemkomplexität und Größe mit der Pumpe deutlich reduzieren. Der geräuschlose, vibrationsfreie Betrieb der Pumpe macht sie besonders komfortabel im portablen Einsatz, nahe am Körper des Anwenders. Im Gegensatz zu herkömmlichen motorgetriebenen Pumpen hat der piezoelektrische Antrieb der Disc Pump eine geringe Trägheit. Das bedeutet, dass die Pumpe auf Sollwertänderungen extrem dynamisch reagieren kann und innerhalb von Millisekunden von Null auf die maximale Leistung umschalten kann. Für Gasentnahmeanwendungen lassen sich mit dieser Eigenschaft echtzeitfähige Geräte realisieren, die unmittelbar auf die Auslösebedingungen reagieren.

Rückschlagventile, Blenden und Siebe: Neben den vorher beschriebenen Produkten kommen eine Vielzahl weiterer Produkte aus dem Lee-Portfolio in Umweltanalysegeräten zum Einsatz. Rückschlagventile, Blenden und Siebe sorgen für den Schutz des Fluidiksystems und v.a. der sensiblen Sensorik der Geräte.

Gleichzeitig übernehmen sie essenzielle Aufgaben in der Durchflusskontrolle oder schützen das Gesamtsystem vor Überdruck und damit einhergehenden Beschädigungen.

Support bei der Auswahl und Auslegung

Mit diesen Eigenschaften sind die Miniaturkomponenten von Lee die erste Wahl für eine Vielzahl Umweltmonitoring-Anwendungen. Wie alle Lee Produkte sind auch sie hundertprozentig funktionsgeprüft und von höchster Qualität. Brauchen Gerätehersteller Lösungen, die vom Standard abweichen, oder sind sich nicht sicher, welche Lösung die Beste für ihr Anforderungsprofil sind, steht das erfahrene Team von technischen Vertriebsingenieuren des Unternehmens aus Sulzbach am Taunus bereit, um entsprechend zu beraten und zu unterstützen.

(ID:49979284)