AVL Emission Test Systems bringt den Quantenkaskadenlaser für die N2O-Messung auf den Markt

Redaktioneller Beitrag

23.05.2014

Fokus : Der neue Quantenkaskadenlaser und sein Einsatz in der Abgasmesstechnik

Herr Krummenoehler, Ihr Unternehmen bringt in diesem Frühjahr 2014 den QCL für die Abgasmesstechnik auf den Markt. Was hat zu der Entwicklung dieses Spezialgerätes geführt und welche Ziele sind damit verbunden?

Uwe Krummenoehler:„Nach den Anforderungen der aktuellen EPA Treibhausgas-Regelung ist die Messung von N2O in sehr geringen Konzentrationen, nämlich unter 1 ppm erforderlich. Die konventionellen Technologien, die hierfür bisher eingesetzt wurden, beispielsweise NDIR, sind nicht empfindlich genug oder zeigen deutliche Querempfindlichkeiten.

Diese Situation erforderte die Entwicklung eines neuen Gasanalysegeräts zur Messung von N2O im Abgas von Motoren bzw. Fahrzeugen.Die Quantenkaskadenlaser-Absorptionsspektroskopie ist eine vielversprechende Technologie, um die oben genannten Einschränkungen zu überwinden. Für die Entwicklung des QCL haben wir bei AVL ETS daher diese Technologie gewählt. So können höchst präzise und zuverlässig die Anforderungen der Emissionsgesetzgebung erfüllt werden.Mit dem SESAM FT i60 verfügt die AVL schon länger über ein geeignetes Messgerät zur Messung von N2O, das aber für die unverdünnte Abgasmessung z.B. bei der Katalysatorentwicklung optimiert ist. Der QCL ist aufgrund der wesentlich geringeren Konzentrationen im verdünnten Abgas und den besseren Nachweisgrenzen die bevorzugte Lösung, speziell für die gesetzlich vorgeschriebene Beutelmessung.

- Was genau leistet der QCL in der Abgasmesstechnik?
Zunächst ist der AVL QCL i60 in der Lage, N2O im Bereich von 10 ppb bis 100 ppm zuverlässig zu messen. Zum anderen sind, verglichen mit herkömmlichen Technologien, Quantenkaskadenlaser-Analysatoren hoch selektiv und erreichen sehr niedrige Nachweisgrenzen.

- Welche Einsatzmöglichkeiten gibt es für den QCL?
Der AVL QCL i60 ist sowohl für Forschung und Entwicklung als auch für Zertifizierungstests von schadstoffarmen Motoren gemäß EPA 40 CFR Part 1065/1066 ausgelegt, welche die EPA-Treibhausgas Regulierung umsetzen. Er ist für die Integration in neue und bestehende AMA i60 Abgasmesssysteme entwickelt. Darüber hinaus kann er auch als Stand-Alone Messanlage, mit nur einem Kanal zur N2O Messung,- flexibel in einem Prüffeld eingesetzt werden.

- Was hat der Anwender von dieser Technologie?Der QCL erlaubt eine einfache Erweiterung der Abgasmessanlagen um die zusätzliche N2O-Messung. Des Weiteren ist er hoch selektiv und frei von Querempfindlichkeiten, so dass eine zuverlässige Überprüfung der Grenzwerte sichergestellt ist.
Die EPA-Vorschriften erlauben, N2O durch Infrarot-Spektroskopie (NDIR, FTIR-und Foto-akustische Spektroskopie), Gaschromatographie (GC mit Elektronen-Einfang-Detektor) und laserbasierten Spektroskopie (Dioden-Laser, Quanten-Kaskaden-Laser) zu messen.
Nach Evaluierung der verschiedenen Technologien hat, wurde klar, dass der QCL die für den Anwender beste Lösung bietet.
Eingesetzt wird der QCL i60 beispielsweise bei Light Duty / Heavy Duty und Off-Road-OEMs, Lieferanten-und Testeinrichtungen weltweit.

- Wie fügt sich der QCL in die Werkzeugkette im Prüfstand ein?
Da der QCL i60 nur ein weiterer Messkanal einer Abgasmessanlage ist, fügt er sich nahtlos in die bestehende Infrastruktur eines Motor- oder Rollenprüfstandes ein.
Bei einer Anbindung an die Prüfstands-Automatisierung, beispielsweise AVL PUMA oder AVL iGEM Vehicle,- liefert eine AVL Abgasmessanlage mit einem QCL i60 einfach einen zusätzlichen Messwert über die Standard-AK-Schnittstelle.