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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

FachabteilungenAbt. 3 Chemische Physik und Explosionsschutz > Forschungsnachrichten aus der Abteilung 3
Forschungsnachrichten 2013

Nachrichten aus früheren Jahresberichten

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Grundlagen der Metrologie

Europäische Spektroskopie-Infrastruktur zur Messung molekularer Spektraldaten

In der AG 3.22 wird eine europäische Infrastruktur zur Messung von Spektraldaten aufgebaut. Der Aufbau erfolgt im Rahmen des Europäischen Metrologie­forschungsprogramms EMRP für den Schwerpunkt Umwelt. Basis dieser Infrastruktur bildet ein neu aufgebautes, hochauflösendes Fourier-Transform-Infrarot(FTIR)-Spektrometer, das im infraroten Wellenlängenbereich (0,7–14 µm) arbeitet und eine spektrale Auflösung von bis zu 0,002 cm-1 bietet.


Neuer Ansatz zur quantitativen Bestimmung von Metallproteinen in klinischen Proben im Rahmen des EMRP Projektes HLT05

Die Quantifizierung von Metallproteinen in klinischen Proben mittels der Metallionen ermöglicht die rückführbare Bestimmung intakter Proteine auch im Fall genetischer Variationen in der Aminosäuresequenz.


Universeller Standard zur Kalibrierung von Raman-Mikroskopen entwickelt

In der PTB wurde ein neuer Standard zur Kalibrierung von konfokalen Raman-Mikroskopen entwickelt. Hierzu wurden in Zusammenarbeit mit der der AG „Nanostrukturierung“ auf einer gemeinsamen Substratoberfläche unterschiedliche periodische Strukturen vereinigt, die sowohl eine dimensionelle Kalibrierung der Proben-Positioniereinrichtung als auch eine Bestimmung der optischen Auflösung des Mikroskops ermöglichen.


Grundlegende Verbesserung des Verfahrens der Standardaddition

Durch die vollständig neue mathematische Beschreibung der Standardaddition, dem wichtigsten Verfahren zur Kalibrierung einer chemisch-analytischen Messung innerhalb der Probenmatrix, wurde die Messunsicherheit von Elementgehalten in komplexen Proben um mindestens eine Größenordnung verringert.


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Metrologie für die Wirtschaft

Aufbau einer Infrastruktur zur Rückführung von Kondensationspartikelzähler

Im  Rahmen  des  Projektes  ENV02-PartEmission  innerhalb des Schwerpunktes Umwelt  des  Europäischen  Metrologieforschungs-
programms  EMRP  wurde in der seit 1.10.2013 eigenständigen Aerosol-Arbeitsgruppe (AG  3.23) , eine  Infrastruktur  zur Zählung von Rußpartikeln  implementiert.


Entwicklung und Einsatz eines Rußaerosolstandards für die Partikel- und Aero-soldiagnostik

Im Rahmen eines bilateralen Kooperationsprojektes mit dem Bundesverband der Hersteller und Importeure von Automobil-Service Ausrüstungen e.V. (ASA) wurden am neuen PTB Rußaerosolstandard erfolgreich Messungen zur Korrelation zwischen Aerosoltrübungskoeffizienten, Aerosolmassendichte und Streulichtintensität über einen weiten Bereich von Rußaerosolparametern durchgeführt.


Erfolgreicher Abschluss des EMRP Projektes ENG01 „Energy Gases“

Das EMRP-Projekt ENG01 „Energy Gases“ wurde erfolgreich nach 36-monatiger Laufzeit im Mai 2013 abgeschlossen. In der AG 3.21 wurde im Rahmen dieses Projektes ein Primärgenerator auf der Basis eines coulometrischen Feuchtegenerators aufgebaut und erfolgreich mit Methan (CH4) betrieben und validiert.


In-situ Restgasquantifizierung mittels Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie

Im Rahmen des von der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e. V. (FVV) und der AiF geförderten Projektes wurden Infrarot-Spektrometer auf Basis der „Tunable-Diode-Laser-Absorption-Spectroscopy“ (TDLAS) entwickelt. Das Ziel war die Optimierung von Systemen zur Abgasrückführung (AGR) und der zugehörigen Simulationsmodelle von Verbrennungsmotoren.


Erfassung der Spurenfeuchte in Methan, Ethan und Propan mittels eines laseropti-schen Hygrometers

Für den Schwerpunkt Energie des Europäischen Metrologieforschungsprogramms EMRP wurde in der AG 3.22 ein Laser-Hygrometer aufgebaut und optimiert, das kleinste Spuren von Wasser in Erdgas und anderen Energiegasen messen kann. Die Anwendbarkeit des Hygrometers wurde zunächst in Methan, Ethan und Propan getestet und für Wasseranteile von wenigen µmol/mol (ppm) validiert.


Metrologie für die laserspektroskopische Luftqualitätsüberwachung in Reinräumen

Die AG 3.22 hat die Arbeit an einem neuen Projekt im Schwerpunkt Industrie des Europäischen Metrologieforschungsprogramms EMRP aufgenommen, mit dem Ziel, neue Messtechniken für die Überwachung schwächster  molekularer  Kontaminationen in Reinräumen zu untersuchen.


Metrologie für elektrochemische Energiespeichersysteme: Bestimmung des Lade- und Gesundheitszustandes von Lithium-Ionen Batterien

Ein Referenzmessverfahren mit zwei temperaturkontrollierten, elektrochemischen Impedanzmessplätzen wurde realisiert. Der Messplatz dient dazu, den Lade- (state of charge, SoC) und Gesundheitszustand (state of health, SoH) von Lithium-Ionen Batteriezellen anhand der gemessenen elektrochemischen Impedanzspektren zu beurteilen.


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Metrologie für die Gesellschaft

Erfolgreiches Kick-off Meeting für die Revision der OIML R126 „Evidential Breath Analyzers “von 2012

Nachdem Deutschland in Folge der Beschlüsse des 47. CIML Meeting die Arbeit als Co-Sekretariat  für OIML TC 17/SC 7 übernommen hat, fand am 22. und 23. Oktober in der PTB Berlin das Kick-Off Meeting statt. Mit Teilnehmern aus 12 Ländern war diese Meeting überaus erfolgreich.


Internationale Vergleichsmessung von Airborne-Hygrometern an der Wolkensimu-lationskammer AIDA des KIT Karlsruhe (AquaVIT2)

Im April 2013 fand der zweite internationale Vergleich zwischen den wichtigsten weltweit eingesetzten Airborne-Hygrometern für Messungen des Wassergehaltes in der Atmosphäre statt. Diese Vergleichskampagne, die auch Instrumente für den Stratosphäreneinsatz umfasste war eingebettet in das EMRP Projekt ENV07 „MeteoMet“.


Laserspektrometrie für die Luftqualitätsüberwachung

Für den Schwerpunkt Umwelt des Europäischen Metrologieforschungsprogramms EMRP entwickelte die AG 3.22 ein Laserspektrometer zur „kalibrierfreien“ und rückgeführten Bestimmung von CO2 und H2O Spuren in Reinstgasen.


Erfolgreicher Einsatz des neuen SEALDH-II Laser-Hygrometers in der AIRTOSS-ICE Flugkampagne

SEALDH-II ist ein speziell für Flugzeugmessungen in der AG 3.22 entwickeltes absolutes (kalibrierfreies) „Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy“-(TDLAS-)Hygrometer. Als besondere Herausforderung für Hygrometer in Flugzeugmessungen stellte sich die Kombination von genauen und schnellen Messungen der Wasserkonzentration in der Luft über vier Größenordnungen (2 µmol/mol -20000 µmol/mol) dar, um insbesondere bei (Eis-)Wolkenuntersuchungen sehr große und schnelle Variationen im Wasseranteil (>1000 ppm/sec) präzise und genau aufzulösen.


Heino Bothe mit dem IEC 1906 Award ausgezeichnet

Die internationale Normungsorganisation IEC (International Electrotechnical Commission) hat Direktor und Professor Dr. Heino Bothe für seine herausragenden Leitungstätigkeiten in der internationalen Normung und sein Expertenwissen mit dem IEC 1906 Award 2013 ausgezeichnet.


Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Oberschwingungsverluste (explosionsgeschützter) permanentmagneterregter Synchronmaschinen

Neben den Grundschwingungsverlusten treten bei frequenzumrichtergespeisten permanentmagneterregten Synchronmaschinen Oberschwingungsverluste auf, welche in den Stator- und Rotorblechen sowie in den Rotormagneten lokalisiert sind. Eine Reduktion dieser Verluste ist sowohl unter Erwärmungs- als auch unter Energieeffizienzgründen erstrebenswert. Ein Parameter mit Einfluss auf die Verluste innerhalb der Magneten ist dabei die Teilung der Magnete auf der Rotoroberfläche in einzelne Segmente.


Sicherheitstechnische Schlussfolgerungen zur Zündwirksamkeit von Ultraschall

Im Rahmen der Neubewertung der Zündquelle Ultraschall ist es gelungen, neue Grenzwerte zu erarbeiten, die in die europäischen Regelwerke der Sicherheitstechnik [1, 2] eingehen werden. Dies erfolgte auf Grundlage der Ergebnisse von theoretischen Überlegungen, experimentellen Untersuchungen und in Abstimmung mit am Forschungsprojekt beteiligten Herstellern von Ultraschallgeräten und Berufsgenossenschaften sowie der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung.


Untersuchungen zur zeitlichen Entwicklung von heißen Oberflächen in Reibkontakten in Abhängigkeit der Konstruktionswerkstoffe

Heiße Oberflächen stellen eine bedeutende Zündquellenart in Reibsituationen dar. Mittels eines Stift/Scheibe Kontaktes wurde eine Reibsituation modelliert, in der die Temperaturentwicklung und Temperaturverteilung relevanter Konstruktionswerkstoffe untersucht wurde.


Untersuchungen zur Zündwirksamkeit von metallischen Reibkontakten in explosionsfähigen Gas- und Dampf-Luft-Gemischen

Die Einteilung explosionsgeschützter mechanischer Geräte erfolgt auf Grundlage der Temperaturklassen und Explosionsgruppen. Durch Untersuchungen sollte festgestellt werden, ob diese Einteilung möglich und zweckmäßig ist.


Sicherheitstechnische Kenngrößen von Alkohol/Luft-Gemischen - Explosionsdruck, zeitlicher Druckanstieg, Verbrennungsgeschwindigkeit -

Der maximale Explosionsdruck, der maximale zeitliche Druckanstieg und die Verbrennungsgeschwindigkeit dienen als Grundlage für Explosionsschutzmaßnahmen
wie explosionsdruckfeste oder explosionsdruckstoßfeste Bauweise, Explosionsdruckent-lastung und Explosionsunterdrückung. Für Methanol, Ethanol, 2-Propanol, 2-Butanol und 1-Pentanol wurden die sicherheitstechnischen Kenngrößen Explosionsdruck und zeitlicher Druckanstieg die Druckabhängigkeit für Drücke kleiner 1 bar und die Temperaturabhängigkeit für Temperaturen bis 100 °C untersucht.


Zündtemperaturen brennbarer Flüssigkeiten in Abhängigkeit von der Umschließung

Die sicherheitstechnische Kenngröße „Zündtemperatur“ – definiert unter anderem in der DIN EN 14522 [1] – ist Grundlage für die Einteilung von Stoffen und explosions-geschützten Geräten in Temperaturklassen. Sie wird jedoch wird vielfach auch als Parameter für das sichere Betreiben chemischer Verfahren oder industrieller Prozesse herangezogen. Bei Untersuchungen hat sich gezeigt, dass bestimmte Substanzen im geschlossenen Gefäß bei 1 bar eine signifikant tiefere Entzündungstemperatur zeigen als in der Normapparatur.


Patent Vermeidung elektrostatischer Aufladbarkeit

Desweiteren hat die PTB ein Verfahren entwickelt, mit dem praktisch ohne Mehrkosten jedes Kunststoffmaterial antistatisch gemacht werden kann. Das Verfahren beruht auf der Beobachtung, dass spiegelglatte Oberflächen nicht elektrostatisch aufgeladen werden können, wenn Silikonöl als Entformungsmittel verwendet wird. Inzwischen hat die PTB ein Patent auf dieses Vefahren erhalten.


Bestimmung der elektrostatischen Aufladbarkeit von Isolierstoffen ohne experimentelle Aufladeprüfung

Es ist bekannt, dass Stoffe sich nicht elektrostatisch aufladen lassen, wenn ihr Oberflächenwiderstand, gemessen bei 500 V, einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Bisher mussten Stoffe mit einem höheren Grenzwert experimentell auf ihre Aufladbarkeit geprüft werden. Die PTB hat festgestellt, dass dies nicht erforderlich ist, wenn man den Oberflächenwiderstand bei 10 000 V mit einer Spezialelektrode bestimmt.


13. BAM-PTB-Kolloquium 2013 in Braunschweig

Am 18. und 19. Juni 2013 richtete die PTB das 13. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik in Braunschweig aus. An der im dreijährigen Rhythmus im Wechsel in Berlin und Braunschweig stattfindenden Tagung nahmen 162 Explosionsschutz-Experten aus Deutschland, den Niederlanden und der Schweiz teil.

 

 


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Internationale Angelegenheiten

Hohe Auszeichnung für Braunschweiger Wissenschaftler der PTB

Am 18.4.2013 wurde im Festsaal der ungarischen Akademie der Wissenschaften in Budapest der Helmut Krämer Award an den PTB-Mitarbeiter Dr. Ulrich von Pidoll verliehen. Der Preis gilt als der höchste Preis auf dem Fachgebiet der Elektrostatik.


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© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2013-12-20, Webmaster Abteilung 3 Seite drucken DruckansichtPDF-Export PDF