Kurzfassung (hier ausführlich)
Ab dem 1. Januar 2023 wird die Messung der Partikelanzahl-Konzentration für Dieselfahrzeuge ab Euro 6 eingeführt.
Die Gerätespezifikationen der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PBT) wurden bewusst technologieneutral formuliert.
Hersteller von Geräten zur Partikelanzahlmessung können so rechtzeitig zum 1. Januar 2023 Kfz-Werkstätten mit den bereits von ihnen entwickelten Messgeräten mit
DC-oder CPC-Verfahren
für die Abgasmessungen an Euro-6-Dieselfahrzeugen ausstatten.
Die Diffusion-Charging-Methode (DC)
(AVL, Hella Gutmann, MAHA, Saxon Junkalor, Texa und WOW)
als Messmethode entschieden haben, basiert auf dem Prinzip der elektrischen Ladungsmessung.
Einströmende Partikel werden durch eine Aufladungseinheit geleitet, in der eine hohe Anzahl an Ionen vorhanden ist.
Dabei wird eine hohe elektrische Feldstärke benötigt, die von einem an einer Hochspannungsquelle angeschlossenen Leiter (Draht und Nadel) bereitgestellt wird.
Die Ionen heften sich durch Diffusion an die Partikel an und übertragen dabei ihre Ladung.
Diese Ladung ist proportional zur aktiven Partikel-Oberfläche.
Die geladenen Partikel werden anschließend in einen Faraday-Käfig geleitet, der an einen Elektrometerverstärker angeschlossen ist.
Aufgrund des Gauß'schen Gesetzes der Elektrostatik ergeben sich an der Außenseite des Faraday-Käfigs Spiegelladungen.
Diese fließen über den Elektrometerverstärker ab. Der hierbei gemessene Strom ist proportional zur Partikelanzahl-Konzentration, zur mittleren Ladung der Partikel und zum Durchfluss.
Der Vorteil der Diffusion-Charging- Messmethode liegt im unkomplizierten Gebrauch des Messgerätes, da es im Gegensatz zum CPC-Verfahren ohne Betriebsmittel auskommt. Das garantiert eine schnelle Messverfügbarkeit, eine genügend exakte Partikelzählung (Partikelgrößen von 23 Nanometer bis 200 Nanometer müssen abgedeckt sein) und geringen Wartungsaufwand.
Prinzip der Streulichtmessung (CPC-Verfahren)
(Bosch, BrainBee, Mahle)
Für die Partikelmessung mittels CPC-Verfahren (Condensation Particulate Counting) haben sich hingegen Bosch und Mahle entschieden.
Diesem liegen die physikalischen Prinzipien der Streulichtmessung mittels Laser und der Dampfkondensation an Partikeln zugrunde.
Zum Messen der Partikel im Abgas wird im CPC-Messgerät in einem sogenannten Sättiger der Abgasstrom bei erhöhter Temperatur mit einer Verdampfungsflüssigkeit (zum Beispiel n-Butanol oder Isopropanol) gesättigt. Der gesättigte Abgasstrom wird dann im Kondensor abgekühlt. Die Flüssigkeit kann vom Abgas nicht mehr gehalten werden und kondensiert auf den Partikeloberflächen. Gleichzeitig werden die Partikel hierdurch vergrößert.
Anschließend wird das Abgas-Partikel-Gemisch an einer Laseroptik vorbeigeleitet, hinter der sich ein Detektor befindet.
Jedes genügend große Partikel, das den Laserstrahl beziehungsweise Detektor durchquert, erzeugt ein Streulicht, das vom Detektor nach Anzahl und Stärke registriert wird.
Die Partikelzählung selbst erfolgt dann mittels Software über die sogenannte Impulszählung.