배출물 검사 - 미립 물질에 대한 중량분석 측정

엔진 배기 가스 및 증발 배출물에서 PM의 중량 분석 측정을 위한 필터 칭량

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FAQ

배출물 검사는 배기 가스 및 증발 배출물을 생성하는 연소 엔진이 달린 차량, 발전소 및 기타 구동 장비 등에서 비롯되는 대기 오염을 측정하고 제어하기 위한 중요한 절차입니다.

입자 오염으로도 알려진 미립 물질(PM)은 공기 중에서 발견되는 액적 및 고체 입자를 설명하기 위한 일반 용어입니다. 이러한 입자를 흡입할 경우 심장 및 폐에 영향을 미치며 심각한 건강 문제를 초래할 수 있습니다. 잠재적인 건강 위험으로 인해 입자 등급 PM10 및 PM2.5(즉, 각각 10 µm 및 2.5 µm 미만의 직경을 가진 입자)는 배출물 근원 및 공기 중에서 조심스럽게 모니터링됩니다.

여과를 통해 수거된 PM의 중량 분석 측정 분석은 PM의 주위 농도와 배출물에서 PM량을 측정하는 데 있어 가장 널리 사용되는 기법입니다.

정확한 칭량이 중요한 이유

필터에 있는 특정 물질을 칭량하는 것은 차등 칭량 어플리케이션입니다. 중량의 관점에서 볼 때 수거된 미립 물질량은 매우 작으므로 미립 물질을 올려놓기 전과 올려 놓은 후에 필터를 매우 정확하게 칭량해야 합니다.
일반적으로 가이드라인에서는 해당 반복성에 따라 저울이 1 μg 또는 0.1 μg의 분해능을 갖도록 지정합니다.

가이드 다운로드: 성공적인 마이크로 칭량을 위한 10가지 단계

비디오: 배출물 검사를 위한 필터 칭량 실행

방출 테스트용 필터에 수거된 입자 물질의 중량은 매우 낮을 수 있기 때문에 칭량 절차는 매우 정확하게 이루어져야 합니다. 지정된 필터 칭량 키트를 갖춘 Excellence Level 마이크로 저울은 배출물 검사에 이상적입니다. 뛰어난 반복성 및 최소 유효 무게로 귀하에게 필요한 칭량 성능을 제공합니다.

배출물 검사 업무 프로세스 및 미립 물질에 대한 중량 분석 측정

다음 그림은 필터에 있는 미립 물질량을 중량 분석으로 측정하기 위한 프로세스를 설명합니다.

배기 가스, 증발 배출물, 대기 또는 주변 공기 중 어떤 미립 물질을 측정하든 관계 없이, 중량 분석 측정 필터 칭량 배출 테스트는 동일한 절차를 따릅니다.

1. 우선 빈 필터는 실험실에 있는 저울에서 칭량됩니다.
2. 필터는 라벨 표기된 필터 카트리지에 로드되고 사전 전처리를 거쳐 테스트 현장으로 운반됩니다.
3. 테스트 현장에서 공기 또는 가스는 특정 기간 동안 알려진 유속으로 필터를 통해 흡입됩니다. 존재하는 모든 미립 물질(PM)은 필터에 남게 됩니다.
4. 실험실에서 로드된 필터는 다시 전처리하여 재칭량됩니다.
5. 빈 필터의 중량을 차감하여 PM 질량을 측정할 수 있습니다(차등 칭량). 가스/공기 샘플의 유속을 사용해 PM 농도를 계산합니다.

단 하나의 필터를 사용해 테스트를 수행할 수 있지만 백그라운드 계수를 제거하기 위한 기준으로 빈 필터를 유지하기 위해 테스트를 여러 번 반복하는 것이 일반적입니다. 다중 필터 장치에서 단독 또는 결합하여 필터를 사용할 수 있습니다.

빈 필터는 실험실 저울에서 칭량됩니다.
필터는 라벨 표기된 필터 카트리지에 로드됩니다.
배출물 테스트 전에 필터는 사전 전처리됩니다.
카트리지는 테스트 현장으로 운반됩니다.
단일 또는 다중 필터를 사용해 PM을 수거할 수 있습니다.
여러 테스트를 수행할 수 있습니다.
실험실에서 로드된 필터는 다시 전처리하여 재칭량됩니다.
미립 물질 질량은 중량차로부터 결정됩니다.
가스 공기 샘플의 부피를 사용해 PM 농도를 계산합니다.

배출물 검사 노하우

WHO(World Health Organization)는 깨끗한 공기가 “사람의 건강 및 웰빙의 기본 요건이어야 함”을 고려하며 모든 WHO 지역 전체에 적용되는 특정 오염물질에 대한 가이드라인을 제공합니다.

배출물 표준은 특정 기간에 걸쳐 특정 근원에서 배출될 수 있는 특정 공기 오염물질의 허용량에 대한 정량 한계를 설정합니다.

미국에서 CFR 40 Part 50은 미국 CFR(Code of Federal Regulations)의 일부이며 국내 공기 품질 표준과 관련 있습니다. 미국 농무부의 일부인 OSHA(Occupational Safety and Health Administration)는 공기 품질과 관련한 규정(표준 – 29 CFR)을 발행했으며 NIOSH(National Institute for Occupational Safety and Health)는 또한 직장 내 안전 및 건강 촉진과 관련 있습니다.

EU는 유럽의 주변 공기질 및 보다 깨끗한 공기와 관련해 DIRECTIVE 2008/50/EC라는 형태의 법규를 확립했습니다. DIRECTIVE 2008/1/EC는 통합 오염 예방 및 관리와 관련 있으며 DIRECTIVE 89/654/EEC는 작업장의 최소 건강 및 안전 요건을 지정합니다.

자동차 부문은 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 산화질소(NOx), 미립 물질(PM) 및 온실 가스(GHG)를 포함한 다양한 공기 오염물질의 주요 근원입니다.EU 및 미국 모두에서는 자동차의 배출물을 제어하기 위한 법규가 존재하며 자동차 제조업체는 배출물 테스트를 수행해야 합니다.

배출물 및 미립 물질 농도 검사에 대한 많은 분석법 및 가이드라인이 있습니다. 이 중 하나가 중량 분석 측정 필터 칭량 분석법입니다. 가이드라인 및 규정에서는 배출물에 대한 정확하고 재현 가능한 필터링을 보장하기 위한 절차를 정의하며 아래 표에 나온 대로 해당 측정에 대해 어떤 필터를 사용해야 하고 어떤 칭량 시스템을 사용해야 하는지 지정합니다.

칭량 장비 및 권장 저울의 가이드라인 요건에 대한 예시:

가이드라인		필요한 해독도	필요한 반복성	저울
가이드라인		필요한 해독도	필요한 반복성	울트라 마이크로	마이크로

CFR 40 Part 1065	엔진 검사 절차	0.1 μg	2.5 μg / 0.25 μg	✔

DIRECTIVE 2004/26/EC	NRMM(non-road mobile machinery)에 설치할 내부 연소 엔진에서 가스 및 미립 오염물질의 배출	1 μg	2 μg		✔

DIRECTIVE 2005/78/EC	차량에 사용할 수 있는 압축 점화 엔진에서 나온 가스 및 미립 오염물질의 배출과 외부식 점화 엔진에서 나온 가스 오염물질의 배출, 차량에 사용할 수 있는 천연 가스 또는 액상 석유 가스가 주입된 엔진	1 μg(70 mm 필터) / 0.1 μg(47 mm 필터)	2 μg	✔	✔

연소 엔진 기술 발전과 함께 엄격한 규정들이 증가하면서 필터에 수거된 PM량이 점차 감소될 것이라는 점을 예측할 수 있습니다. 1 μg 또는 0.1 μg의 해독도를 갖춘 저울을 일반적으로 지정하는 가이드라인을 활용하는 높은 정확도의 울트라 마이크로 저울은 오늘날과 미래의 요구를 충족하는 유일한 솔루션입니다.

칭량 필터 문제

주변 대기의 잠재적인 오염을 방지하고 온도 및 습도를 더 잘 통제할 수 있기 위해 필터 칭량 시 클린룸이 선호됩니다. 또한 글로브 박스를 사용할 수 있지만 특히 많은 수의 필터를 칭량할 때 이로 인해 프로세스가 번거로워질 수 있습니다. 또한 칭량 필터와 관련된 여러 다른 문제가 있습니다.

필터 취급

재료: 일부 필터 재료는 부드러워 취급하기 어렵습니다. 사용자는 표면에 접촉하거나 필터를 손상시키지 않도록 주의해야 합니다(너무 쉽게 발생할 수 있음).
습도: 필터 칭량 시 가장 큰 문제 중 하나는 해당 환경의 습도에 매우 민감하다는 것입니다. 흡습성 동작으로 무겁게 나타나며 결과 정확도에 영향을 미칩니다. 또한 PM 침전물에 물이 함유되어 전체 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.
정전기 전하: 또한 필터에 정전기 전하 발생 가능성이 있으며,이것이 해결되지 않을 경우 추가 입자를 끌어들여 결과 왜곡이 발생할 수 있습니다.

이러한 정전기성 전하는 주위에 인력/척력 영역을 만들어 칭량 결과에 영향을 줄 수 있습니다.
부력: 필터는 점도가 낮아 공기 부력에 취약하며 실제에 비해 가벼운 것으로 나타납니다. 공기 부력 영향은 변화하는 온도, 기압 및 습도에 따라 달라집니다.
PM 로드 전과 로드 후에 같은 환경(예: 클린룸)에서 필터를 칭량하면 두 경우 모두 부력 효과가 같아지는 것으로 간주할 수 있습니다. 하지만 불확도를 줄이기 위해 공기 부력 영향을 보상하여 실제 중량을 획득해야 합니다.

샘플 추적

추가적인 프로세스 복잡성을 더하기 위해 필터를 정확하게 추적해야 합니다. 라벨 표기된 홀더에 배치된 각 필터가 사전 칭량되고 적응된 후 테스트 현장으로 운반됩니다. PM 로드 후 필터는 실험실로 다시 운반되며 재칭량됩니다. 프로세스 중 필터가 혼합되지 않도록 하는 데 있어 장애 안전 시스템이 배치되지 않은 경우 정확도에 위험이 있게 됩니다.

칭량 정확도

사용할 칭량 시스템을 지정하는 여러 가이드라인을 통해 사용되는 저울이 필터 칭량 어플리케이션 요구사항을 충족하도록 해야 합니다. 이러한 작은 샘플의 경우 저울의 최소 순 샘플 중량이 매우 중요하며 이러한 중량 이하의 샘플을 칭량할 경우 요구되는 정확도 수준을 신뢰할 수 없습니다.

최적화합니다.

배출물 검사를 위한 필터 칭량 시 완료하는 데 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. 적응 프로세스, 테스트 현장을 오가는 이동, 힘든 취급 절차 및 안정화가 느린 저울로 인해 일반 차량 배기 가스 배출물 테스트를 완료하는 데 2일 이상이 걸립니다.

지원이 필요하십니까?

미립 물질 중량 측정은 환경 제어 및 자동차 산업의 배출물 검사에 있어 핵심 작업입니다.
칭량 결과는 매우 정확해야 하지만 프로세스 자체적으로 필터 온도 또는 정전기 전하 영향과 같은 많은 문제를 겪습니다. 그러므로 언제든지 조언을 요청하십시오! 메틀러 토레도 전문가 팀은 귀하가 저울을 구매하건 필터 칭량/배출물 검사 어플리케이션과 관련한 지원이 필요하건 관계 없이 도움을 드립니다. 문의하여 귀하가 필요한 지원을 받으십시오.

배출물 검사를 위한 메틀러 토레도 솔루션

메틀러 토레도 XPR 마이크로 저울은 뛰어난 정밀성과 최소 유효 무게를 제공합니다. 특수 필터 칭량 키트 및 0.2 µg 해독도를 갖춘 XPR2U는 필터 칭량에 이상적이며 칭량 결과가 지정된 허용공차 및 표준을 충족할 수 있도록 내장 능동 품질 보증 기능이라는 추가 이점을 갖고 있습니다. 내장된 사용자 안내로 차등 칭량 프로세스가 정확하게 준수되도록 보장합니다.

올바른 도구

바코드 리더가 추가되어 신속한 샘플 식별을 제공하고 로드된 필터를 미리 칭량된 결과에 자동으로 일치시키는 편리성을 통해 프로세스 신속화 및 취급 오류 감소를 제공합니다. 또한 필터를 정전기 방지 키트의 전극 위로 통과시키면 존재하는 모든 정전기 전하를 중화시키며 실제 PM 결과가 측정되도록 보장합니다.

여러 연결 옵션 덕택에 칭량 결과를 PC의 스프레드시트나 검사 및 추가 분석용 회사 데이터베이스 시스템에 직접 내보내기할 수 있습니다.

미세 필터는 저울 위의 필터 칭량 키트 및 보관 카트리지를 오고 가므로 올바른 취급을 보장하기 위해 메틀러 토레도 핀셋이 특수 설계되었습니다.

비디오: 필터 칭량 솔루션 – 주요 제품의 장점

이 비디오를 시청하여 메틀러 토레도의 배출물 검사용 필터 칭량 솔루션에 대한 주요 제품의 장점을 알아보십시오. 분석 저울 또는 마이크로 저울을 사용하는 혁신적인 수동 솔루션에서 HORIBA와 공동 제작한 로봇 시스템을 통한 완전 자동화 솔루션까지 선택할 수 있습니다.

무료 가이드: 성공적인 마이크로 칭량을 위한 10가지 단계

10가지 단계 내에서 칭량 결과의 품질을 극대화하고 섬세한 마이크로 칭량 공정을 보다 효율적으로 진행하십시오.

용이한 데이터 관리 및 프로세스 보안을 위한 확장된 솔루션

메틀러 토레도 XPR 마이크로 저울은 LabX 실험실 소프트웨어와 완벽하게 호환됩니다. LabX는 저울 상에서 완벽한 SOP 사용자 안내를 제공합니다. 필터의 로드 및 언로드를 인식하여 프로세스를 간소화 및 가속화합니다.

LabX는 올바른 샘플 ID에 대한 중량 값을 자동으로 기록하며 공기 부력 보정을 포함한 모든 계산을 자동으로 수행합니다.

모든 데이터 및 결과는 중앙 집중화된 데이터베이스에 안전하게 저장되어 완벽한 추적성을 제공합니다. 맞춤 보고서를 인쇄하거나 내부 정보 시스템에 전송할 수 있습니다.

자동 필터 칭량

매일 40개 이상의 필터를 칭량할 경우 XPR2U와 결합된 PWS-ONE 필터 로봇은 완벽한 자동화 솔루션입니다.

혁신적인 필터 홀더는 필터 손상이나 제거 없이 일체형 카트리지를 식별, 적응, 보관, 운송 및 칭량할 수 있게 해줍니다. 또한 페러데이 케이지 역할을 하여 정전기 영향을 줄입니다.

자동 샘플 교체를 통해 힘을 들이지 않고 필터 사전 칭량 및 중량 차이 측정을 할 수 있으며 분석을 위해 결과를 즉시 PC로 전송할 수 있습니다.

큰 필터 칭량을 위해 해야 할 일?

예를 들어, 산업용 여과물을 분석할 시 대형 필터를 사용할 경우 메틀러 토레도는 분석 저울에서 대형 필터를 칭량하기 위한 유용하고 비용 효과적인 솔루션을 갖추고 있습니다. 필터 칭량 키트가 추가되어 최대 110 mm의 필터를 메틀러 토레도 Excellence 분석 저울에서 편리하게 칭량할 수 있습니다. 최대 150 mm의 필터를 칭량하기 위해 전용 ErgoClip이 권장됩니다. 기존 저울에 두 솔루션을 신속하고 쉽게 설치할 수 있습니다.

자료

무료 가이드: 안전 계량 범위

What is safe weighing range? Why is it important to define it per balance and process? What's the use of a safety factor? Download guide.

정전기 전하 및 그에 따른 칭량 영향

칭량에서 정전기 효과 처리 방법에 대한 종합 정보 칭량 기술의 혁신으로 샘플과 용기의 정전기 전하를 검출하고 제거할 수 있습니다.

Electrostatic Detection

Forget electrostatic issues! My XPE analytical balance warns of static charge. The integrated anti-static kit discharges efficiently.

웹 세미나: 정전기 및 외풍이 칭량을 방해할 수 있습니다.

이 웹 세미나는 외풍, 정전기 전하 및 온도 변화 등의 외부 영향이 계량 결과 정확성에 미치는 영향을 설명합니다. 이러한 결과를 줄이거나 방지하고 계량 공정에 확신을 가지는 방법에 대한 조언 및 권장사항이 제공됩니다.

필터 칭량 액세서리

배기 가스 및 증발 배출물에서 입자 물질(PM)의 중량 분석 측정을 위한 필터 칭량 솔루션.

FAQ

첫 번째로 환경이 중요합니다. 귀하의 저울이 안정된 온도 및 습도가 제어된 룸의 전용 칭량 테이블에 배치되어야 하는 게 이상적입니다. 메틀러 토레도 마이크로 저울 및 울트라 마이크로 저울의 필터 칭량 키트에는 특수 칭량 팬이 포함되어 있어 필터가 저울에 올바르게 배치되도록 보장합니다. 비대칭 핀셋을 통한 올바른 필터 취급으로 필터 칭량 프로세스가 빠르고 효율적이 되도록 보장합니다.

PTFE 필터는 특히 정전기 전하의 가능성이 있습니다. 저울의 불안정한 수치는 칭량 셀이 정전기 전하의 영향을 받고 있다는 것을 시사합니다. 정전기 전하의 영향은 칭량 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 각 필터를 칭량하기 전에 정전기 방지 키트를 사용하여 존재할 수도 있는 모든 전하를 제거하십시오.

메틀러 토레도는 마이크로 저울 및 분석 저울에 적합한 필터 칭량 솔루션을 제공합니다. 두 개의 다른 마이크로 저울용 필터 칭량 키트가 있어 20 mm ~ 70 mm의 직경을 가진 필터를 칭량할 수 있으며 키트 간 교체가 용이합니다. 분석 저울에서 최대 150 mm 직경의 대형 필터를 칭량할 경우 이용 가능한 두 개의 필터 홀더 솔루션이 있습니다.

메틀러 토레도 마이크로 필터 칭량 키트에는 두 가지 필터 팬이 포함되어 있습니다. 각각에 고유한 윤곽이 있어 필터가 자동으로 중앙 조정되도록 합니다. 필터 중앙 조정 시 편심 오류를 제거하여 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 결과를 보장합니다.

규제 환경에서 필터 칭량 시 명확한 SOP가 마련되어야 합니다. 하지만 수동 프로세스에서 인적 오류가 일어날 수 있고 많은 단계가 필요한 프로세스에서 실수하기 쉽습니다. LabX 소프트웨어를 통해 전용 필터 칭량 SOP 업무 프로세스를 생성할 수 있습니다. SOP에 대한 단계별 지침이 저울 디스플레이에 제공됩니다. 각 단계에서 사용자의 확인이 필요하기 때문에 SOP가 준수되는 것을 확신할 수 있습니다.

모든 저울의 모든 측정치는 불확실합니다. 이러한 불확도를 이해하는 것이 정확한 칭량 결과를 보장하는 키입니다. 칭량 기기의 정확도를 결정하는 것은 해독도가 아니라 반복성입니다. 매우 작은 샘플 중량이 필터 칭량에 포함되므로 저울의 최소 순 샘플 중량 기능 또한 매우 중요합니다.

귀하의 요구사항에 맞는 적절한 저울을 찾기 위해 칭량하고자 하는 최소량과 이를 정확하게 칭량(즉, 허용공차 수준)하는 방법을 파악해야 합니다.

메틀러 토레도의 글로벌 칭량 표준인 GWP^®를 통해 귀하의 애플리케이션 요건에 부합하는 올바른 저울을 선택할 수 있습니다. 무료 저울 권장사항은 현지 담당자에게 문의하십시오. 기존 저울이 품질 요건을 충족하는지 확인하십시오.

GWP^®

메틀러 토레도 필터 칭량 키트에 유리 뚜껑이 있기 때문에 필터 배치 및 제거 시 무엇을 하는지 관찰하기 쉽습니다. 사용자의 요구에 따라 마이크로 저울 방풍 쉴드를 왼쪽 또는 오른쪽으로 열도록 설정할 수 있어 인체공학적인 필터 취급이 가능합니다. 프로세스를 더욱 가속화하기 위해 SmartSens 적외선 센서를 사용하여 손으로 도어를 열 수 있습니다. 필터 칭량 처리량이 높아지도록 PFS-ONE 필터 칭량 로봇을 갖춘 자동화 솔루션을 권장합니다.

데이터 및 결과 수기 작업 시 내재된 오류 위험이 있습니다. 저울을 LabX 소프트웨어에 연결함으로써 수기 작업 및 관련 오류 위험을 전체적으로 제거할 수 있습니다. LabX는 또한 공기 부력 보정을 포함한 모든 계산을 수행하여 잠재적 오류의 추가 근원을 제거합니다. 모든 데이터가 중앙 집중화된 데이터베이스에 안전하게 저장되기 때문에 완벽한 데이터 무결성 및 추적성이라는 추가 이점을 얻을 수 있습니다.

필터 카트리지에 라벨 표기를 하는 것이 매우 중요하며 각 필터에 대한 결과를 올바르게 기록해야 합니다. 많은 필터를 취급할 시 이는 문제가 될 수 있습니다. 저울을 LabX, 바코드 리더 및 프린터에 연결하여 프로세스를 대폭 간소화할 수 있습니다. LabX는 바코드 표시된 라벨을 자동으로 인쇄합니다. 바코드를 사용해 샘플을 고유하게 식별합니다. LabX는 바코드를 사용해 올바른 샘플에 대한 중량 결과를 자동으로 기록합니다. 모든 데이터가 중앙 집중화된 데이터베이스에 안전하게 저장되어 완벽한 추적성을 제공합니다. PFS-ONE 필터 칭량 로봇은 자동으로 취급된 모든 데이터를 활용해 완전 자동화된 프로세스에서 하루에 최대 1,000개의 필터를 처리할 수 있습니다.

FAQ – 배출물 검사에 대한 자주 묻는 질문

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