AiF-FV-Nummer 20688

Entwicklung eines photoakustischen Tandemresonators (PATR) zur in-situ und on-line Detektion von Öldampf und Öltröpfchen in komprimierten Aerosolen bei Drücken bis 300 bar

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.05.2019 bis 31.12.2021

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf Institut für Physikalische Chemie Flüssigphasen-Laserspektroskopie
    Universitätsstr. 1, 40225 Düsseldorf
    http://ak-bettermann.de

Zusammenfassung

Das Institut für Energie- u. Umwelttechnik (FE 1) und die Heinrich-Heine-Universität Ddf., Institut für Physikalische Chemie(FE 2) beabsichtigen einen on-line (direkt anzeigenden), in-situ (ins System direkt integrierten) Detektor zur quantitativen Bestimmung von Öldämpfen und -tröpfchen in Druckgasen im Bereich zwischen 8-300 bar auf Basis der Photoakustikspektroskopie zu entwickeln. Eine Validierung des neuen Detektorsystems bezüglich Erfassungsgrenzen der Öleinträge und der Querempfindlichkeitsfreiheit in Bezug auf Feuchte und Temperatur des Druckgases sowie dessen Zusammensetzung und Verdichtungsgrad soll erfolgen. Dazu prüft FE 2 geeignete Komponenten zum Aufbau eines photoakustischen Tandemresonators (PATR) und baut eine erste Version im Labor. Diese wird unter Verwendung von Methan, Hexan und Dekan Untersuchungen zur Ermittlung der Nachweisgrenzen und Querempfindlichkeiten unterzogen. Die Anlage wird für Drücke bis 300 bar ausgelegt und der Einfluss des erhöhten Drucks auf die Photoakustikspektroskopie bestimmt. Parallel baut und erweitert FE 1 einen Prüfstand und ein Probenahmesystem zur Untersuchung des PATR unter realen Bedingungen mit Ölaerosolen. Anschließend erfolgt dessen Einbau in die Anlage und eine Versuchsreihe bei 8 bar a zur Bestimmung der Nachweisgrenzen und Querempfindlichkeiten an ölhaltiger Druckluft. Danach erfolgen entsprechende Anpassungen und Versuche bei 30 bar und schließlich bei 300 bar. Bei erfolgreicher Durchführbarkeit des gesamten Arbeitsplans wird am Ende ein Funktionsmuster eines PATR stehen, der erstmals eine online Diagnostik der Druckluftqualität bei Drücken oberhalb von 20 bar im laufenden Prozess, also in-situ erlaubt. Dieses Funktionsmuster wird am Prüfstand des IUTA für KMU zu besichtigen sein. Durch dieses Projekt werden KMUs in die Lage versetzt die Qualitätssicherung der Druckluft stark zu verbessern, da erstmals bei Drücken über 20 bar on-line und in-situ gemessen werden kann. Neue Geschäftsmodelle werden möglich.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente