Abschnitt 1.5 - 5 Beurteilung des Verfahrens
5.1 Messunsicherheit
Für das NDIR-Messgerät NGA 2000 von Emerson Process Management wurden unter Berücksichtigung der Herstellerangaben, des TÜV-Eignungszertifikats und unter Einbezug mehrerer Vergleichsmessungen folgende Abweichung unter Standardbedingungen und folgende erweiterte Messunsicherheit in Anlehnung an DIN EN 482 [1] und DIN EN 45544-1 [2] ermittelt:
Tabelle 1:
Messung der Abweichungen in verschiedenen Messbereichen nach DIN EN 45544-1 [2]
| CO-Konzentration [ppm] | Abweichung [%] (n = 12) |
|---|---|
| 3 | < 14 |
| 15 | < 3 |
| 30 | < 2 |
| 60 | < 1 |
| 300 | < 2 |
| 1000 | < 4 |
Tabelle 2:
Erweiterte Messunsicherheit unter Einbezug verschiedener Prüfgrößen bei 30 ppm CO in einem Messbereich von 0 - 100 ppm [4]
| Prüfgröße | Unsicherheit [%] | Prüfgröße | Unsicherheit [%] |
|---|---|---|---|
| Messung der Abweichung (n = 12) | 1,99 | Feuchte | nicht feststellbar |
| Abweichung am Nullpunkt (n = 12) | 0,20 | Durchflussrate | nicht feststellbar |
| Querempfindlichkeit (gegenüber CO2 15 Vol.-%) | 2,86 | Linearität | 0,25 |
| Temperatur | 0,32 | Schwankung der Energieversorgung | nicht feststellbar |
| Druck | nicht feststellbar | Stabilität | 2,50 |
| Kombinierte relative Messunsicherheit [%] | 4,31 | ||
| Erweiterte relative Messunsicherheit [%] | 8,62 | ||
Der Infrarotdetektor reagiert relativ unempfindlich auf äußere Einflussgrößen wie Temperatur, Luftdruck oder die Anströmgeschwindigkeit. In Tabelle 3 ist die Abweichung der Anzeige bei einer Exposition von 50 ppm Kohlenstoffmonoxid in Abhängigkeit der jeweiligen Einflussgröße dargestellt. Der Drift über 24 Stunden liegt bei 0,2 ppm.
Tabelle 3:
Änderung des Anzeigewerts durch äußere Einflussgrößen [5]
| Einflussgröße | Abweichung der Anzeige: |
|---|---|
| Temperatur pro 10 K | Nullpunkt: < 0,5 ppm Empfindlichkeit: < 0,5 ppm |
| Luftdruck | kompensiert |
| Langzeitverhalten (Drift) innerhalb von 24 Stunden (im Vergleich zum Anfangswert) | Nullpunkt: < 0,2 ppm Empfindlichkeit: < 0,2 ppm |
5.2 Bestimmungsgrenze
Für die gewählte Gerätekombination aus NDIR-Typ der Fa. Emerson Process Management, der Größe der Messküvette, des Probenvolumenstroms und der Probenschlauchlänge ergibt sich aus der Kalibriergeradenmethode (Kalibrierpunkte bei 0, 3, 6, 8, 10, 15, 30, 45, 60 ppm) in Anlehnung an DIN 32645 [3] eine Nachweisgrenze von 0,5 ppm und eine Bestimmungsgrenze von 1,6 ppm Kohlenstoffmonoxid.
5.3 Selektivität
Bevor dieses Verfahren zum Einsatz kommt, muss sichergestellt sein, dass wesentliche Querempfindlichkeiten (siehe Tabelle 4) gegenüber anderen möglichen Stoffen in der Luft des zu überwachenden Arbeitsbereiches ausgeschlossen werden können. Können Querempfindlichkeiten, die zu falsch-positiven Messergebnissen führen, nicht ausgeschlossen werden, muss das Gesamtsignal als Messsignal für Kohlenstoffmonoxid interpretiert werden. Sind Querempfindlichkeiten bekannt, die zu falsch-negativen Ergebnissen führen, ist ein anderes Messverfahren auszuwählen.
Tabelle 4:
Geprüfte Querempfindlichkeiten [4]
| Relevante Testkomponente | Testkonzentrationen | Maximale Abweichung CO in ppm |
|---|---|---|
| Wasserdampf (90 % relative Feuchte bei 24 °C entspricht ca. 3 Vol.-%) | 30 Vol.-% | 0,0 |
| Kohlendioxid | 15 Vol.-% | 1,8 |
| Methan | 75 ppm | 0,0 |
| Distickstoffmonoxid | 11 ppm | 0,3 |
| Stickstoffmonoxid | 240 ppm | 0,0 |
| Stickstoffdioxid | 16 ppm | 0,0 |
| Ammoniak | 28 ppm | -0,2 |
| Schwefeldioxid | 376 ppm | 0,9 |
| Chlorwasserstoff | 33 ppm | 0,0 |