Warum Wissenschaftler diesen Pumpen vertrauen

//Warum Wissenschaftler diesen Pumpen vertrauen

Warum Wis­sen­schaft­ler diesen Pumpen vertrauen

Fünf ausgewählte Studien zum Einsatz in Umweltstudien

Bei Studien im Umweltsektor werden Pumpen häufig zur Probennahme fürs stationäre Labor oder zur Übertragung des Materials ans Bordlabor für sofortige Analysen verwendet. Ein Kunde hat uns auf verschiedene Studien aufmerksam gemacht, die eines gemeinsam haben: Es wird eine KNF OEM Pumpe verwendet.   

Wir haben zwei Studien zur Luftverschmutzung ausgewählt, die wir gerne teilen möchten: 

Unsere Pumpen eignen sich für Laborapparaturen, tragbare Geräte oder für im Außenbereich installierte Komponenten. Alle drei Typen werden für die Entnahme von Umweltproben und deren Analyse verwendet. Im Jahr 2010 führten das Indiana Department of Environmental Management (IDEM), die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) sowie die Stadt Indianapolis gemeinsam eine Studie zur Luftverschmutzung im Südwesten von Indianapolis, Indiana durch. Diese Region wurde als Zone identifiziert, in der aufgrund von Luftverschmutzung ein potenzielles Krebsrisiko herrscht. Die aus den Untersuchungen resultierende Studie The Southwest Indianapolis Air Toxics Study beschreibt die Einzelheiten dieses gemeinsamen Projekts auf.  

Bei der Probenentnahme zur Analyse der Luftqualität muss die Pumpe absolut zuverlässig arbeiten

Eine Pumpe diente zur Analyse der Gesamtkonzentration methanfreier organischer Kohlenstoffverbindungen (TNMOC) in der Umgebungsluft. Zum Hintergrund: Die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) legte einen nationalen Standard zur Luftqualitätsnorm für den Schadstoff Ozon fest. In Teilen des Landes, in denen die nationale Luft­qualitäts­norm für Ozon überschritten wird, sind zusätzliche Messungen der Konzentration methanfreier organischer Verbindungen (NMOC) erforderlich. Hierbei entwickeln die betroffenen Staaten Strategien zur Kontrolle. Messungen der NMOC in der Umgebungsluft sind wichtig für die Kontrolle flüchtiger organischer Stoffe (VOCs), die als Vorläufer atmosphärischen Ozons gelten und Thema vieler Studien zum schädlichen Effekt von VOCs auf atmosphärisches Ozon sowie das „sich ausbreitende Loch in der Ozonschicht“ sind. 

Aus diesem Grund war eine zuverlässige Pumpe für die Entnahme von Luftproben mit potenziell schädlichen Stoffen von besonderer Bedeutung. Gleichzeitig musste sichergestellt werden, dass die Pumpe die Proben bei der Entnahme weder veränderte noch verunreinigte. KNF Pumpen sind für ihre Zuverlässigkeit und chemische Trägheit bekannt und waren daher für diese Anwendungsart bestens geeignet sindZusätzlich dazu erlaubt die hohe Dichtigkeit eine genaue und vollständige Probennahme, ohne dass die Gefahr eines Verlustes, einer Verdünnung oder Verunreinigung besteht. 

Das NASA-Forschungsflugzeug ER-2 kam bei der Mes­sung der Luftverschmutzung in den USA zum Einsatz. (NASA Photo / Jim Ross)

Im Jahre 2001 wurde in einer Studie mit dem Titel In Situ Measurements of Long-Lived Trace Gases in the Lower Stratosphere by Gas Chromatography ebenfalls eine KNF-Pumpe verwendet (in Artikel als Pumpe UNMP 830 bezeichnet). Für diese Studie hat ein Vierkanal-Gaschromatograph verschiedene Luftqualitäten in Intervallen von 70 und 140 Sekunden gemessen. Eine außerhalb des Flugzeugs angebrachte, von einem bürstenlosen 24-Volt-Gleichstrommotor angetriebene, drehzahlveränderbare, zweistufige Membranpumpe förderte Außenluft an das Analysegerät. Die Pumpe war am Heck angebracht und wurde vom ACATS-IV-Computer an Board gesteuert, als das ER-2-Flugzeug die Höhe von 87 kPa Atmo­sphären­druck (87 kPa umgerechnet in Höhe in Meilen = 1000 Meter) im Steigflug passierte. 

Die Nutzung der Mikropumpe ist ein Paradebeispiel für die Flexibilität von Anwendungen 

Bei dieser zweiten Studie gibt es einige interessante Punkte. Zunächst ist die Verwendung der Pumpe ein Paradebeispiel für Anwendungsflexibilität. Die Mikropumpe ist klein, aber dies ist nicht der einzige Grund, warum sie für diese anspruchsvolle Anordnung eingesetzt wurde. So findet in diesem Anwendungsfall die Probenentnahme durch die Pumpe in einer extremen Höhe statt, und es werden Teile pro Milliarde (ppb) und Teile pro Billion (ppt) gemessen. Erwartungsgemäß ist die Trägheit der Pumpe daher von größter Wichtigkeit. Ähnlich wie in der ersten oben erwähnten Studie verlassen sich Kunden im Bereich der Umweltanalyse auf die Materialien der KNF Pumpen wie PTFE und Edelstahl sowie auf die Dichtheit der KNF-Pumpen. 

Außerdem wird die in der zweiten Studie verwendete Pumpe von einem bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) angetriebenDieser erlaubt es, die Durchflussraten nach Bedarf zu regeln und verlängert so die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Geräts. Die Dreh­zahl­regelung des Motors hat bei dieser Anwendung aber noch eine weitere wichtige FunktionIn großen Höhen strömen weniger Luftmoleküle zur Kühlung der Pumpe über deren Gehäuse hinweg. Die Pumpe kann somit überhitzen. Die Möglichkeit, den Motor bei niedrigerer Spannung und Drehzahl zu betreiben, mindert dieses Risiko jedoch. Diese kompakten und leichten Mikrogaspumpen erlauben sogar den sparsamen Batterie­betrieb. In den genannten Höhen herrscht zudem ein deutlich geringerer Luftdruck. Dieser wirkt auf die Ober- und Unterseite der Pumpenmembran ein und hilft, die Pumpe abzudichten  

Diese Bedingungen sind sicherlich nicht ideal und erschweren den Betrieb der Pumpe in dieser Anwendung zusätzlich. Die genannten Anforderungen erfordern daher eine individuell entwickelte und nach den Spezifikationen speziell konfigurierte Pumpe.

Die genannten Studien geben einen Einblick zur Nutzung unser Pumpen in wissen­schaftlichen Analysen. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl weiterer Beispiele, bei denen eine Pumpe zu neuen wissen­schaftlichen Erkenntnissen beigetragen hat.  

Auf Grundlage des Artikels KNF OEM Diaphragm Pumps Used in Multiple Environmental Studies, The Pump Post, 2016

 

2020-05-12T20:22:12+00:0018 März 2019|Umwelt|