Fidas® Fly 100

Leichtes, gehäuseloses Feinstaub-Aerosolspektrometer zur Integration in Trägersysteme, batteriebetrieben (Bild: Gehäuse für Flugdrohne)

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Mobiles Feinstaubmesssystem Fidas Fly 100

Fidas® Fly 100

Leichtes, gehäuseloses Feinstaub-Aerosolspektrometer zur Integration in Trägersysteme, batteriebetrieben (Bild: Gehäuse für Flugdrohne)

Beschreibung

Fidas® Fly 100 wurde als flugfähiger Echtzeit-Staubmonitor mit Akkubetrieb entwickelt und zeichnet sich durch ein äußerst geringes Gesamtgewicht von lediglich 1400 g aus (900 g ohne Akku).

Aufgrund seines geringen Gewichts sowie der kompakten Abmessungen von ca. 24 • 15 • 9 cm, ist die Integration des Fidas® Fly 100 in eine beliebige Drohne oder ein anderes Trägersystem leicht möglich. Durch diese hohe Flexibilität ist eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten denkbar - insbesondere an schwer erreichbaren Messorten.

Der integrierte Akku ermöglicht eine autarke Messzeit von bis zu 6 h. Alternativ ist auch eine Einbindung der Messeinrichtung in die Energieversorgung der Trägereinheit möglich.

Das Fidas® Fly 100 misst simultan die für den Immissionsschutz relevanten Massefraktionen PM1, PM2,5, PM4, PM10, PMtotal oder die alveolengängigen, thorakalen und einatembaren Massefraktionen nach DIN EN 481. Zusätzlich werden die Partikelanzahl-Konzentration sowie die Partikelgrößenverteilung in bis zu 64 Größenklassen im Partikelgrößenbereich von 0,18 – 18 µm oder 0,5 – 40 µm bestimmt.

Das Fidas® Fly 100 verwendet die anerkannte Messtechnik der optischen Lichtstreuung am Einzelpartikel und ist mit einer LED-Lichtquelle mit hoher Lichtintensität (dp, min = 180 nm), hoher Lichtstabilität und langer Lebensdauer ausgestattet. Die Kalibrierung der Messeinrichtungen kann mit Hilfe eines monodispersen Prüfaerosols jederzeit einfach und schnell vor Ort überprüft und gegebenenfalls justiert werden.

Das Fidas® Fly 100 arbeitet mit einem Volumenstrom von 1,4 l/min.

Das Fidas® Fly 100 ist mit einer CPU mit 32 GB Speicher und WLAN Unterstützung ausgestattet.

Messprinzip

Beim eigentlichen Aerosolsensor handelt es sich um ein optisches Aerosolspektrometer, das über die Streulichtanalyse am Einzelpartikel nach Lorenz Mie die Partikelgröße bestimmt. Die Partikel bewegen sich einzeln durch ein optisch abgegrenztes Messvolumen, das mit Weißlicht homogen ausgeleuchtet ist. Von jedem einzelnen Partikel entsteht ein Streulichtimpuls, der unter einem Winkel von 85° bis 95° erfasst wird. Die Partikelanzahl wird anhand der Anzahl der Streulichtimpulse gemessen. Die Höhe des Streulichtimpulses ist ein Maß für den Partikeldurchmesser.

Durch eine verbesserte Optik, eine höhere Lichtdichte durch eine neue Weißlicht-LED als Lichtquelle und eine verbesserte Signalauswerteelektronik (logarithmischer A/D-Wandler) konnte die untere Detektionsgrenze für die Immissionsmessung bis auf 180 nm gesenkt werden. Dadurch werden insbesondere kleinere Partikel sehr viel besser berücksichtigt (siehe Abb. 1).

Fidas 200 höhere Empfindlichkeit 2

Abb. 1: Höhere Empfindlichkeit mit dem Fidas® Feinstaubmesssystem für den Partikelgrößenbereich 0,18 – 18 µm

Je besser die Klassifiziergenauigkeit und das Auflösungsvermögen eines Partikelmessgerätes sind, desto genauer kann die Partikelgrößenverteilung bestimmt werden.

Durch die Verwendung einer Weißlichtquelle erhält man eine eindeutige Kalibrierkurve ohne Mehrdeutigkeiten, woraus eine extrem hohe Größenauflösung resultiert. Die Verwendung der patentierten T-Blende führt zu einem exakt bestimmten optischen Messvolumen und ermöglicht die Partikelmessung ohne Randzonenfehler und damit eine genaue Größenbestimmung. Die neue und schnelle digitalisierte Signalauswerteelektronik erlaubt, Koinzidenz zu erkennen und gegebenenfalls zu korrigieren.

Algorithmen Vergleich Feinstaubmessgerät Fidas 200 (2)

Abb. 2: Vergleich von Algorithmen zur Umrechnung der Partikelgrößenverteilung nach PM-Werten

Zur Umwandlung dieser gemessenen Messgrößen in eine Masse oder Massefraktion wird die hochaufgelöste Partikelgrößenverteilung in jedem Wert mit einem Korrelationsfaktor multipliziert, der widerspiegelt, dass das Umweltaerosol je nach Partikelgröße aus unterschiedlichen Quellen (z. B. Verbrennungsaerosol, Reifenabrieb, Pollen) zusammengesetzt ist (siehe Abb. 2). Eine Massefraktion erhält man, indem man zusätzlich noch die Abscheidekurve (siehe DIN EN 481) auf die ermittelte Partikelgrößenverteilung anwendet. Auf dieselbe Größenverteilung lassen sich gleichzeitig mehrere Abscheidekurven anwenden, so dass eine gleichzeitige Ausgabe von PM10, PM2,5, PM1 (und anderen) möglich ist. Zum Beispiel kann das Fidas® Fly 100 mit dem gleichen Umwandlungsalgorithmus betrieben werden, welcher auch in dem für die behördliche PM2,5- und PM10-Immissionsüberwachung zugelassenen und zertifizierten Immissionsmesssystem Fidas® 200 implementiert ist.

Die im Lieferumfang enthaltene Software erlaubt eine vielfältige Auswertung und Darstellung der gemessenen Daten.

HORUS mit Fidas Ultra-Light Sensor Abb. 3: Typischer Einsatz des Fidas® Fly 100

Vorteile

  • Flexible Einbau- und Einsatzmöglichkeiten durch geringe Abmessungen und sehr geringes Gewicht
  • Kontinuierliche und simultane Echtzeit‐Messung mehrerer PM‐Werte
  • Zusätzliche Information durch Partikelanzahlkonzentration und Partikelgrößenverteilung
  • Hohe Unabhängigkeit durch Akkubetrieb
  • Bis zu sechs Stunden Messzeit im Akkubetrieb
  • Lichtquelle: LED
  • PDAnalyze Fidas® Software zur individuellen Auswertung Ihrer Messdaten am externen PC
  • Wartungsarm
  • Externe Überprüfung der Kalibrierung vor Ort möglich
  • Intuitive und einfache Bedienung
  • Zuverlässige Funktion

Technische Daten

Schnittstellen WLAN (USB optional)
Messbereich (Größe) 0,18 – 40 µm (2 Messbereiche)
Größenkanäle 64 (32/Dekade)
Messprinzip Optische Lichtstreuung
Messbereich (Anzahl CN) 0 – 20.000 Partikel/cm3
Volumenstrom 1,4 l/min
Abmessungen 9 • 15 • 24 cm (H • B • T)
Gewicht ca. 1 kg (ohne Akku und Gehäuse)
Datenspeicher 32 GB
Messbereich (Masse) 0 – 1.500 µg/m3
Messgrößen PM1, PM2.5, PM4, PM10, TSP, Anzahlverteilungen

Anwendungen

  • Integration in Trägersysteme wie z. B. Drohnen (Beispiel: Fidas® Fly 200) bzw. unbemannte Fahrzeuge
  • Integration in eigene Messaufbauten, Einhausungen oder Nutzlastbehälter

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