Name: Messung der realen Partikelzahlemissionen von Sub-23 Nanometern mit dem tragbaren DowntoTen-Probenahmesystem (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 59 s
Description: Erfahren Sie die Messung sub-23-nm-Partikelemissionen von Fahrzeugen mit dem tragbaren DownToTen-System. Diese Methode ermöglicht Echtzeit-Analysen unter realen Fahrbedingungen für Umweltstudien.

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Diese Arbeiten werden im Rahmen des H2020-Projekts DownToTen durchgeführt. Dieses Projekt wurde aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 724085 gefördert.

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<li>Liati, A., Dimopoulos Eggenschwiler, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+particulate+matter+deposited+in+diesel+particulate+filters%3A+Visual+and+analytical+approach+in+macro-%2C+micro-+and+nano-scales%5BTitle%5D)+AND+%22Combustion+and+Flame%22%5BJournal%5D)">Characterization of particulate matter deposited in diesel particulate filters: Visual and analytical approach in macro-, micro- and nano-scales.</a> Combustion and Flame. 157 (9), 1658-1670 (2010).</li>
<li>Liati, A., Schreiber, D., Arroyo Rojas Dasilva, Y., Dimopoulos Eggenschwiler, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafine+particle+emissions+from+modern+Gasoline+and+Diesel+vehicles%3A+An+electron+microscopic+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Pollution%22%5BJournal%5D)">Ultrafine particle emissions from modern Gasoline and Diesel vehicles: An electron microscopic perspective.</a> Environmental Pollution. 239, 661-669 (2018).</li>
<li>Kittelson, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Measurements+of+Nanoparticle+Emissions+from+Engines%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Research+on+Diesel+Exhaust+Particles+Japan+Association+of+Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Recent Measurements of Nanoparticle Emissions from Engines.</a> Current Research on Diesel Exhaust Particles Japan Association of Aerosol Science and Technology. , 5(2001).</li>
<li>Bruno, T. J., Ott, L. S., Smith, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composition-Explicit+Distillation+Curves+of+Waste+Lubricant+Oils+and+Resourced+Crude+Oil%3A+A+Diagnostic+for+Re-Refining+and+Evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Environmental+Sciences%22%5BJournal%5D)">Composition-Explicit Distillation Curves of Waste Lubricant Oils and Resourced Crude Oil: A Diagnostic for Re-Refining and Evaluation.</a> American Journal of Environmental Sciences. 6 (6), 523-534 (2010).</li>
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<li>Mamakos, A., Khalek, I., Giannelli, R., Spears, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+combustion+aerosol+produced+by+a+mini-CAST+and+treated+in+a+catalytic+stripper%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Characterization of combustion aerosol produced by a mini-CAST and treated in a catalytic stripper.</a> Aerosol Science and Technology. 47 (8), 927-936 (2013).</li>
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<li>Mathissen, M., Scheer, V., Vogt, R., Benter, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+on+the+potential+generation+of+ultrafine+particles+from+the+tire-road+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Environment%22%5BJournal%5D)">Investigation on the potential generation of ultrafine particles from the tire-road interface.</a> Atmospheric Environment. 45 (34), 6172-6179 (2011).</li>
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</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

In dieser Arbeit werden das DTT-Probenahmesystem und seine Anwendung als tragbares Emissionsmesssystem präsentiert. Das System wurde im Rahmen des EU-Projekts Horizont 2020 Entwickelt und gebaut, um Partikelzahlenemissionsmessungen unterhalb der derzeitigen gesetzlichen Partikelgrößengrenze von 23 nm zu ermöglichen. Die Vielseitigkeit des Systems ermöglicht die Bewertung der regulierten Feststoff-Zahlenemissionen sowie der gesamten Partikelemissionen und Studien zu Sekundäraerosolen. Um die Messergebnisse genau zu interpretieren, ist ein Kalibrierverfahren mit dem DTT-System erforderlich. Damit soll die relative Partikeldurchdringung für verschiedene Partikelgrößen ausgewertet werden, um einen Korrekturfaktor berechnen zu können, der die Partikelverluste berücksichtigt. Es ist wichtig, ausreichend Aufwärmzeit für das Probenahmesystem selbst und den Rest des Versuchsaufbaus bereitzustellen, um ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen und genaue Kalibriermessergebnisse zu erzielen.
Die Anwendung des DTT-Systems zur Messung von Feststoff-Zahlenemissionen mit einer geringeren Partikelgrößenabschaltung von 23 nm (aktuelle Regelung) und 10 nm (experimentell) wird beschrieben. Um die Partikelzahlemissionen eines Fahrzeugs beurteilen zu können, ist es notwendig, die Partikelzahlkonzentration und den Abgasmassendurchfluss zu bestimmen. Das DTT-System deckt die Partikelzahlenkonzentrationsmessung ab. Der Abgasmassenstrom wird mit einem Abgasdurchflussmesser (EFM) gemessen. Es ist wichtig, den EFM gemäß den Anweisungen des Herstellers zu installieren. Fehlerhafte Messungen des Abgasflusses wirken sich direkt auf die abgeleiteten Emissionsraten aus. Bei der Verarbeitung der Messdaten ist es wichtig, eine genaue Zeitausrichtung der Partikelkonzentrationsdaten und der Abgasflussdaten durchzuführen. Dies ist notwendig, da die Emissionsrate die Abgasdurchflussmenge multipliziert mit der Partikelzahlkonzentration ist. Wenn die beiden Signale nicht richtig ausgerichtet sind, können die Emissionen über den gesamten Antrieb erheblich von den realen Emissionen abweichen.
Das DTT-System ist kein kommerzielles Gerät, sondern ein vielseitiges Forschungswerkzeug. Es wird verwendet, um unregulierte Fahrzeugemissionen zu untersuchen, anstatt Zertifizierungsmessungen durchzuführen, die die Einhaltung der geltenden Vorschriften überprüfen. Die hohe Vielseitigkeit geht auf Kosten des erhöhten Energie- und Verdünnungsluftverbrauchs. Bei der Nutzung des Systems für mobile Messungen ist das Gewicht, das dem Fahrzeug durch die Batterie (30 kg) und die Gasflasche (20 kg) zur Deckung des Energie- und Luftverbrauchs des Systems zusteht, zu berücksichtigen. Das Gesamtgewicht, das dem Fahrzeug bei der Messung der PN-Emissionen mit dem DTT-System zugesetzt wird, beträgt ca. 80 kg, was mit einer anderen Person vergleichbar ist, die im Fahrzeug transportiert wird. Das zusätzliche Gewicht kann zu leicht erhöhten Emissionen führen, vor allem, wenn der Antrieb eine große Beschleunigung und/oder Hügel beinhaltet.
Mit dem DTT-System können die unregulierten <23 nm Partikelzahl-Abgasemissionen untersucht werden. Sowohl die Volumen- als auch die Gesamtpartikelzahl der Partikelemissionen können gemessen werden. Darüber hinaus kann es ein nützliches Werkzeug sein, um das komplexe Feld der sekundären Aerosolbildung zu untersuchen. Eine weitere mögliche Anwendung des Systems ist die Messung von Bremsverschleißpartikeln in der Automobilindustrie. Ein erheblicher Teil der partikelabgelassenen Partikel kann kleiner als 30 nm34sein. Mit einer d50 von ca. 11 nm eignet sich das DTT-System zur Untersuchung dieser Emissionen. Obwohl bekannt ist, dass Abgasemissionen fast zu gleichen Teilen zu den verkehrsbedingtenPM-10-Emissionen 35beitragen, sind die Nicht-Abgaspartikelemissionen noch immer unreguliert. Dies ist auf den komplexen und selten reproduzierbaren Prozess der Partikelerzeugung zurückzuführen, was es sehr schwierig macht, regulatorische Maßnahmen zu ergreifen. Darüber hinaus ist die chemische Zusammensetzung und die damit verbundene Toxizität organischer Bremsverschleißpartikel noch weitgehend unbekannt35.
Das DTT-System ist ein nützliches Werkzeug, um unser Verständnis sowohl der Abgas- als auch der nicht abgasbedingten Partikelemissionen zu verbessern.

<table><tbody><tr><td>2x Kondensationspartikelzähler 4 nm</td><td>TSI</td><td>3775</td><td>Partikelzähler mit einem Grenzwert von 4 nm</td></tr><tr><td>5x Massendurchflussregler (MFC)</td><td>V&ouml; gtlin</td><td></td><td>Massendurchflussregler zur Regelung der miniCast-Gasströme</td></tr><tr><td>AVL M.O.V.E.E. EFM Abgasdurchflussmesser</td><td>AVL</td><td></td><td>Gerät zur Messung des Abgasdurchsatzes von Fahrzeugen</td></tr><tr><td>Katalytischer</td><td>Sonderanfertigung</td><td></td><td>Gerät zur Entfernung flüchtiger Verbindungen in einem Aerosol durch</td></tr><tr><td>Oxidation Druckluft</td><td></td><td></td><td>Oxidations- und Verdünnungsluftzufuhr für miniCast</td></tr><tr><td>Kondensationspartikelzähler 10 nm</td><td>AVL</td><td></td><td>Partikelzähler mit einem Grenzwert von 10 nm</td></tr><tr><td>Kondensationspartikelzähler 23 nm</td><td>TSI</td><td>3790A</td><td>Partikelzähler mit einem Grenzwert von 23 nm</td></tr><tr><td>Differential Mobility Analyzer</td><td>TSI</td><td>3085</td><td>Teil des elektrostatischen Sichters, bei dem die Partikel durch Beweglichkeit getrennt werden.</td></tr><tr><td>Verdünnungsbrücke</td><td>Maßgeschneidertes</td><td></td><td>Nadelventil parallel zu HEPA-Filtern. Wird verwendet, um die Partikelkonzentrationen zu Kalibrierungszwecken</td></tr><tr><td>einzustellen DownToTen Probenahmesystem</td><td>nach Maß</td><td></td><td>Maßgeschneidertes Probenahmesystem für die Bewertung von Partikelemissionen unter 23 nm in der Automobilindustrie</td></tr><tr><td>Elektrostatischer Klassifikator</td><td>TSI</td><td>3082</td><td>Gerät zur Klassifizierung von Arosol-Partikeln nach elektrischer Mobilität Durchmesser</td></tr><tr><td>Tragbarer Massendurchflussmesser (MFM)</td><td>V&ouml; gtlin</td><td></td><td>Gerät zur Messung des Zulaufstroms von Messgeräten</td></tr><tr><td>miniCast Soot Generator</td><td>Jing Ltd</td><td></td><td>Combastion Aerosol Standard, Rußgenerator</td></tr><tr><td>Mobile Battery LPS 1500</td><td>Clayton Power</td><td></td><td>Battery zur Stromversorgung des DVB-T-Messsystems</td></tr><tr><td>Stickstoff Gasflasche</td><td></td><td></td><td>Stickstoff zur Mischgas- und Quenchgasversorgung von miniCast</td></tr><tr><td>Propangas Flasche</td><td></td><td></td><td>Kraftstoff für miniCast</td></tr><tr><td>Soft X-Ray Neutralisator</td><td>TSI</td><td>3088</td><td>Vorrichtung zur Feststellung der Gleichgewichtsladungsverteilung von Aerosolpartikeln</td></tr><tr><td>Synthetische Luftflasche 10 L</td><td></td><td></td><td>Gasflasche für die Verdünnungsluftzufuhr</td></tr></tbody></table>

messung der realen partikelzahlemissionen von sub-23 nanometern mit dem tragbaren downtoten-probenahmesystem

Measuring Sub-23 Nanometer Real Driving Particle Number Emissions Using the Portable DownToTen Sampling System

Die aktuelle Partikelgrößenschwelle der Europäischen Partikelzahl (PN) Emissionsnormen beträgt 23 nm. Dieser Schwellenwert könnte sich ändern, da die zukünftige Fahrzeugtechnologie für Verbrennungsmotoren große Mengen von Partikeln unter 23 nm ausstoßen kann. Das von Horizont 2020 finanzierte Projekt DownToTen (DTT) entwickelte eine Probenahme- und Messmethode zur Charakterisierung von Partikelemissionen in diesem derzeit unregulierten Größenbereich. Ein PN-Messsystem wurde auf der Grundlage einer umfassenden Überprüfung der Literatur und Laborexperimente entwickelt, die eine Vielzahl von PN-Mess- und Probenahmeansätzen testeten. Das entwickelte Messsystem zeichnet sich durch eine hohe Partikeldurchdringung und Vielseitigkeit aus, die die Beurteilung von Primärpartikeln, verzögerten Primärpartikeln und Sekundäraerosolen ab wenigen Nanometern Durchmesser ermöglicht. Dieses Papier enthält Anweisungen zur Installation und zum Betrieb dieses Tragbaren Emissionsmesssystems (PEMS) für REAL Drive Emissions (RDE)-Messungen und zur Bewertung der Partikelzahlenemissionen unterhalb des aktuellen gesetzlichen Grenzwerts von 23 nm.

Kalibrierdaten (Partikeldurchdringung):
Abbildung 11 zeigt eine beispielhafte Darstellung der relativen Partikeldurchdringung des DTT-Systems in Abhängigkeit vom Partikelmobilitätsdurchmesser. Die entsprechenden Daten wurden wie in Abschnitt 1 beschrieben gemessen und ausgewertet. Das Diagramm zeigt, dass die Abweichungen zwischen zwei Messpunkten mit demselben Mobilitätsdurchmesser weniger als 5 % betrugen. Abweichungen von mehr als 10 % weisen auf Instabilitäten im Versuchsaufbau hin. In diesem Fall musste die Kalibrierung mit erhöhten Aufwärmstabilisierungszeiten wiederholt werden. Sowohl die Aufwärmzeit (typischerweise 30 min) als auch die Stabilisierungszeit (typischerweise 30 s) erhöhten sich um den Faktor 1,5.
Die Partikel, die durch das DTT-System gingen durch Diffusion und Thermophorese verloren. Thermophoretische Verluste wurden durch einen Temperaturgradienten verursacht, der Partikel an die Wände des Probenahmesystems zog. Dies ist ein partikelgrößenunabhängiger Effekt29; Im Gegensatz dazu ist die Diffusion stark partikelgrößenabhängig. Ein Konzentrationsgradient verursachte einen Nettopartikelfluss zu den Wänden, wo Partikel verloren gingen. Die diffusiv werdende Diffusivität mit geringerer Partikelgröße machte dies zum dominanten Verlustmechanismus für Partikel ≤10 nm. Die Linien in Abbildung 11, die thermophoretische, diffusionale und Gesamtverluste anzeigen, zeigen die jeweiligen Partikelgrößenabhängigkeiten. Für die Diffusionsverluste wurde diese Funktion verwendet, um die ungefähre Partikelgrößenabhängigkeit zu veranschaulichen:
<img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/61287/61287equ11.jpg">
Die Penetration P hängt von einem Anpassungsparameter a und dem Diffusionskoeffizienten Dab:
<img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/61287/61287equ12.jpg">
Der Diffusionskoeffizient hängt von der Boltzmann-Konstante k, der absoluten Temperatur T, der Viskosität η, dem Partikeldurchmesser dpund dem Cunningham-Schlupfkorrekturfaktor Ccab, was eine Funktion des mittleren freien Pfades und des Partikeldurchmessers29ist.
Die in Abbildung 11 dargestellten Daten führten zu folgendem mittleren PartikeldurchdringungsgradP-Mittelwert: P
<img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/61287/61287equ13.jpg">
Die Partikelgröße, bei der die Penetrationseffizienz 50% beträgt, wird als d50bezeichnet. Der d50 beschreibt die Penetrationcutoff-Charakteristik eines Systems. Für das DTT-System betrug die d50 11 nm. Die d50 ist in Abbildung 11dargestellt.
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61287/61287fig11.jpg"> Abbildung 11: Partikeldurchdringung als Funktion des Partikelmobilitätsdurchmessers. Blau markierte Punkte sind Messergebnisse. Die gestrichelten Linien in Orange und Grün zeigen die Verluste im Zusammenhang mit Thermophorese bzw. Diffusion an. Die rote Linie stellt die Gesamtverluste als Summe der diffusionalen und thermophoretischen Verluste dar. Die dotdashed lila Linie zeigt die durchschnittliche Partikeldurchdringung Pmean, wie in der Kalibrierungsmessung Abschnitt 1 berechnet. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61287/61287fig11large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Feste Partikelzahl:
Abbildung 12 zeigt die Partikelzahl-Emissionsrate im Zeitverlauf für die ersten zehn Minuten eines RDE-Messantriebs. Die Daten des DTT PEMS mit einem 10 nm und einem 23 nm CPC werden zusammen mit Daten aus einem kommerziell erhältlichen 23 nm Schnittpunktsystem angezeigt. Die Partikelemissionsraten wurden aus den jeweiligen Partikelkonzentrationen multipliziert mit dem Abgasdurchfluss berechnet, wie oben in der Datenanalyseanweisung Abschnitt 4 beschrieben. Das Referenzinstrument (AVL MOVE) stützte sich bei der Partikelzahlenkonzentrationsmessung auf ein Diffusionsladegerät. Trotz der unterschiedlichen Sensorprinzipien waren die mit dem DTT PEMS gemessenen Daten insgesamt sehr gut mit den Daten einverstanden, die mit dem kommerziell erhältlichen PEMS gemessen wurden. In allen drei Signalen traten scharfe nach unten zeigende Spitzen auf, weil die Partikelmessgeräte vorübergehend Nullpartikelkonzentrationen melden können und Nullen nicht in logarithmischen Diagrammen angezeigt werden können. Die mit dem 10 nm CPC gemessenen Partikelemissionen lagen in der Mehrzahl des in Abbildung 12dargestellten Zeitraums sehr nahe an den Emissionen, die mit dem 23 nm CPC gemessen wurden. Gleich zu Beginn zwischen 10 s und 25 s kam es jedoch zu einer signifikanten &lt;23 nm Partikelemission. Das DTT 10 nm Signal war deutlich höher als das 23 nm Signal des DTT-Systems und des AVL MOVE. In diesem Fall lagen &gt;50% der Gesamtmenge der emittierten Partikel zwischen 10 nm und 23 nm. Dynamische Kaltstartprozesse im nicht-thermischen Gleichgewicht können dazu führen, dass sich Partikelgrößenverteilungen von Emissionen eines heißen Fahrzeugs30unterscheiden. Die Diskussion dieser komplexen Prozesse geht über den Rahmen dieser Arbeit hinaus. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Literatur31,32,33.
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61287/61287fig12.jpg"> Abbildung 12: Der obere Teil der Abbildung zeigt die Partikelzahl-Emissionsrate im Zeitverlauf für die ersten 10 Minuten eines RDE-Messantriebs. Als Referenz werden Daten verwendet, die mit dem DTT PEMS mit 10 nm und 23 nm CPC und einem handelsüblichen 23 nm Schnittpunktsystem (AVL MOVE) gemessen werden. Der untere Teil der Abbildung zeigt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61287/61287fig12large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Hier wird das tragbare Emissionsmesssystem DownToTen (DTT) vorgestellt, um reale Fahrzeugemissionen von Partikeln mit unter 23 nm zu bewerten.

Messung der realen Partikelzahlemissionen von Sub-23 Nanometern mit dem tragbaren DowntoTen-Probenahmesystem

The current particle size threshold of the European Particle Number (PN) emission standards is 23 nm. This threshold could change because future ...

Mit diesem Protokoll kann eine mobile Messung der derzeit unregulierten Partikelemissionen von Sub-23-Nanometern mithilfe eines Systems erfasst werden, das im Horizon 2020-Projekt DownToTen entwickelt und konstruiert wurde. Niedrige Partikelverluste im Sub-23 Nanometer-Regime von Interesse und der hohe Grad an Vielseitigkeit innerhalb des Systems ermöglichten die Beurteilung der verschiedenen Eigenschaften der emittierten Partikel. Diese Ausnahme von den Abgasemissionen, Diese Methode wäre ideal für die Untersuchung der Volatilität und Formationsmechanismen von nanogroßen Partikeln Beginnen Sie durch die Auswahl eines Abgas-Durchflussmessers mit einem Messbereich, der dem erwarteten Abgasflussbereich des zu messenden Fahrzeugs entspricht.Legen Sie die Abgas-Flow-Meter-Steuerbox in den Kofferraum des Fahrzeugs und installieren Sie den Abgasdurchflussmesser an der Außenseite des Fahrzeugs. Nach den Vorgaben des Herstellers ist darauf zu achten, dass der Abstand vor und nach dem Zähler den Bundesbestimmungen entspricht. Prüfen Sie, ob die Anschlüsse vom Abgas-Durchflussmesserrohr bis zum Abgasrohr des Fahrzeugs den Abgastemperaturen standhalten können.Wenn der Abgasdurchflussmesser installiert ist, verwenden Sie Verbindungsrohre und Rohrklemmen, um den Auspuff mit dem ersten Rohr zu verbinden, und ziehen Sie die Rohrklemmen am Ende nur an, um die Ausrichtung der Rohre während der Montage zu erleichtern. Wenn eine Verbindung vom Auspuff zum Abgasdurchflussmesser besteht, legen Sie die Abgas-Durchflussmesser-Steuerbox und die Füllzahlmesserhalterung in den Kofferraum, um sicherzustellen, dass während des Messwegs nichts verrutscht und ob alle Rohrleitungen dicht sind und sich während der Messfahrt nichts löst. Nach einer Aufwärmzeit von bis zu 15 Minuten, je nach Umgebungstemperatur, ist der Abgasmassendurchflussmesser messbereit.Um das DownToTen-Messsystem zu installieren, legen Sie die synthetische Luftflasche in den Kofferraum und fixieren Sie die Flasche mit Gurten. Legen Sie die Batterie in den Kofferraum des Fahrzeugs und schließen Sie das AC-Eingangskabel an, befestigen Sie die Batterie an Ort und Stelle und schließen Sie das Wechselstromkabel an eine lokale Stromquelle an. Befestigen Sie die Vakuumpumpen für das Probenahmesystem und die Kondensationspartikelzähler im Kofferraum des Fahrzeugs und schließen Sie die Pumpen an die Batterie an.Als nächstes verbindet das DownToTen-System im Kofferraum des Fahrzeugs das System an der Position mit Gurten und verbindet das System mit dem mobilen Akkupack und verbindet die beiden Einlassmassenstromregler des DownToTen-Systems an eine stationäre Druckluftzufuhr. schließen Sie die beiden Auslassmassenstromregler des DownToTen-Systems an die Vakuumpumpe an und verwenden Sie die entsprechenden Schläuche, um den Auspuff der Pumpe außerhalb des Fahrzeugs anzutreiben. Verwenden Sie ein USB-Kabel, um das DownToTen-System an den Mess-Laptop anzuschließen und den Einlass des Systems an den Abtastpunkt nach dem Abgasdurchflussmesser anzuschließen.Schließen Sie den Systemstromeinlass an die Batterie an und schließen Sie die Kondensationspartikelzählereinlässe an den Akku an. Schließen Sie die Kondensationspartikelzähler an die jeweilige externe Vakuumpumpe an und verwenden Sie geeignete Schläuche, um den Auspuff des Kondensationspartikelzählers und der gesamten externen Pumpe außerhalb des Fahrzeugs anzutreiben. Dann verwenden Sie ein USB-Kabel, um die Kondensationspartikelzähler an den Mess-Laptop anzuschließen Um das Messsystem zu erwärmen und zu starten, schalten Sie die Kondensationspartikelzähler und deren externe Vakuumversorgung ein.Und öffnen Sie die Condensation Particle Counter Software. Kommunikation mit den Kondensationspartikelzählern herstellen und nadelventile der Massenstromregler schließen. Drücken Sie als Nächstes den roten Schalter der DownToTen Sampling SystemPumpe, um das System einzuschalten und die Lab-Ansicht DownToTen Application zu öffnen.Die Kommunikation mit dem System wird automatisch gestartet und die grafische Benutzeroberfläche zeigt den Ein- und Ausfluss in den Verdünnungsstufen eins und zwei an. Geben Sie den von den angeschlossenen Messgeräten gezogenen Massenstrom in Standardliter pro Minute ein und öffnen Sie die Nadelventile langsam, bis beide Ausläufe 10 plus oder minus 0,5 Standardliter pro Minute erreichen. Stellen Sie den AdFlow beider Verdünnungsstufen so ein, dass die Durchflussrate im Katalytic einem Plus oder minus 0,1 Litern pro Minute durch den Katalytischen und einem Probendurchfluss von Catalytic entspricht. oder minus 0,1 Liter pro Minute. Legen Sie unter der Heizungslais die Heiztemperaturen der Verdünnungsluftzufuhr fest.Der First Pours stoop Diluter und der katalytische auf 350 Grad Celsius. Das System beginnt sich zu erwärmen. Warten Sie dann, bis die Gastemperatur nachgeschaltete Verdünnungsstufe eins erreicht, 290 Grad Celsius erreicht, bevor Sie mit dem Messantrieb beginnen.Um die Daten zu protokollieren, starten Sie auf dem mit dem DownToTen-Sampling-System verbundenen Messgerät die Datenprotokollierung, um die Daten des Samplingsystems zu protokollieren. Wählen Sie im Popupfenster einen Pfad und einen Dateinamen aus. Der Pfad der Protokolldatei wird angezeigt, und die grüne Ampel zeigt an, dass die Daten gespeichert wurden.Verwenden Sie dann die entsprechende Software, um die Partikelkonzentrationsdaten, den Kondensationspartikelzähler zu protokollieren und mit der Protokollierung des Abgasflusses mit dem Abgasflussmesser zu beginnen. Um die Daten während der Fahrt zu protokollieren, trennen Sie vor der Fahrt die ausgewählte Route das Batterieladekabel und wechseln Sie von der stationären Druckluftzufuhr zur Gasflasche. Fahren Sie dann die ausgewählte Route.Drücken Sie nach der Fahrt log IN,um die Aufzeichnung der Daten zu beenden und die Instrumente herunterzufahren. Dann laden Sie die Batterie auf, um sich auf das nächste Laufwerk vorzubereiten Hier wird eine beispielhafte Darstellung der relativepartikelpenetration des DownToTen-Systems als Funktion des Partikelmobilitätsdurchmessers gezeigt. Die thermophoredischen, diffusionalen und Totalverlustdaten wurden aufgezeichnet, um die jeweiligen Partikelgrößenabhängigkeiten zu bestimmen.In dieser Analyse machte die diffusiv werdende Diffusivität mit der niedrigeren Partikelgröße dies zum dominanten Verlustmechanismus für Partikel, die weniger als oder gleich 10 Nanometern sind. Die Gesamtdurchdringungseffizienz wird ebenfalls dargestellt, so dass die Partikelgröße bestimmt wird, bei der die Penetrationseffizienz 50% beträgt. Hier wird die Partikelzahl-Emissionsrate im Laufe der Zeit für die ersten 10 Minuten eines realen Antriebsemissionsmessantriebs angezeigt. In allen drei Signalen traten scharfe nach unten zeigende Spitzen auf, weil die Partikelmessgeräte vorübergehend Nullpartikelkonzentrationen melden können und Nullen nicht in logarithmischen Diagrammen angezeigt werden können.Die mit dem 10-Nanometer-Kondensationspartikelzähler gemessenen Partikelemissionen lagen über einen Großteil des Messzeitraums sehr nahe an den Emissionen, die mit dem 23-Nanometer-Kondensationspartikelzähler gemessen wurden. Zwischen 10 und 25 Sekunden gab es jedoch eine signifikante Partikelemission von weniger als 23 Nanometern. Wie in dieser Analyse lagen mehr als 50 % der Gesamtzahl der emittierten Partikel zwischen 10 und 23 Nanometern.Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, den Abgasmesser richtig einzulegen und ausreichend Aufwärmzeit für das Probenahmesystem bereitzustellen. Die Vielseitigkeit und geringe Verluste des DownToTen-Systems machen es zu einem idealen Werkzeug für die Untersuchung von nicht regulierten Partikelemissionen wie und Gesamtabgaspartikeln. Dieses System und diese Methode wurden im Horizon 2020-Projekt DownToTen eingesetzt, um die Partikelemissionen von Sub-23-Nanometern einer Vielzahl von Fahrzeugen zu bewerten, um eine wissenschaftliche Grundlage für zukünftige Emissionsvorschriften zu schaffen.

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Forschung

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Engineering

Ingenieurwesen

Ein Ganzkörper-Nanopartikel Aerosol Inhalation Anlage wurde für die Nano-Titandioxid aufgebaut...

Ganzkörper-Nanopartikel Aerosol Inhalation Exposures

In diesem Artikel zu einem Versuchsprotokoll Partikel Vernebelung eines Produkts unter Abrieb und unter Umwelt Verwitterung untersuchen vorgestellt. Die Ergebnisse für die Emission von Nanomaterialien in Form von Aerosolen werden vorgestellt. Die spezifische Versuchsaufbau wird im Detail beschrieben.

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