Partikelmessung

Partikelmessungen sind im naturwissenschaftlichen Kontext zu betrachten. Sie finden ihre Anwendung in den Bereichen der Technik, Physik, Chemie, Biologie und Kriminologie. Es geht hierbei um die Qualifizierung aber auch um die Quantifizierung von Stäuben, Feinstäuben, Elementarteilchen und Nanopartikeln

Als konkrete Beispiele können an dieser Stelle Viren oder Bakterien, sowie Ruß bzw. Dieselruß, Aerosole aber auch andere organische sowie anorganische Substanzen im makroskopischen Bereich (Hautschuppen oder feine Kristallsplitter) genannt werden.

Die Art der Messmethodik hängt somit stark von der Beschaffenheit der Partikel als auch der zu beantwortenden Fragestellung ab, die dem Messaufbau vorangegangen ist.

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Arten der Partikelmessungen:

Ermitteln der Anzahl von mikroskopischen Partikeln in der Luft.

• Anwendungsbereiche

Diese Art der Messung wird - unter anderem - im Bereich von Reinräumen durchgeführt. Sie dient zur Qualifizierung der Räumlichkeiten (siehe ISO 14644).

Oftmals werden, wenn von Partikelmessungen die Rede ist, diese fälschlicher Weise ausschließlich in direktem Zusammenhang mit Reinräumen der Halbleitertechnik gesehen.

Ein weiteres bekanntes Anwendungsgebiet dieser Art der Partikelmessung ist das Ermitteln von Dieselruß im Bereich urbaner Landschaften. Dieses hat durch diverse EU Verordnungen in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen.

• Messprinzip: Streulichtpartikelmessung

Bei der Streulichtpartikelmessung wird eine definierte Menge Luft (Probe) durch einen Laserstrahl geführt. Das Licht des Laserstrahls bricht sich an den Partikeln oder wird von ihnen absorbiert. Photodioden können diese Effekte messtechnisch erfassen und in ein elektrisches Signal umwandeln. Dieses Signal wird von einem Computer mit einem zuvor aufgenommenen Signal verglichen, bei dem Latexkugeln definierter Größe vermessen worden sind um Referenzwerte zu schaffen. Mit diesen Daten ist man in der Lage aufgrund von statistischen Methoden die Anzahl der Partikel in einem Kubikmeter Luft oder Gas zu ermitteln. Es ist dabei zu beachten, dass Partikelmesswerte immer mit Fehlern behaftet sind und nie absolute Zahlen darstellen!

Ermitteln der Anzahl von makroskopischen Partikeln in der Luft.

Ist es notwendig Partikel in Gasen zu erfassen die größer als 25µm sind so ist ein anderes Messverfahren nötig. Für diesen Fall bietet sich der Andersen-Kaskaden-Impaktor (Andersen Sammler) an. Dieser kann – je nach Bauform – Partikel von 1µm bis in den makroskopischen Bereich sammeln. Ein weiterer Vorteil ist die nachträgliche Analysemöglichkeit der Partikelart. Der Andersen Sammler findet seine Anwendung unter anderem in der Landwirtschaft zum qualifizieren von Stallluft. Im Bereich der Halbleitertechnik findet dieses Messverfahren aufgrund seiner aufwendigen Messwertauswertung keine Anwendung. – Darüber hinaus ist es nicht notwendig Partikelgrößen >25µm messtechnisch zu erfassen, da Partikelgrößen >5µm sich schon negativ auf die Produktion auswirken und im Front-end nicht zulässig sind.

Ermitteln der Anzahl von Partikeln auf einer Oberfläche

Das ermitteln von Partikeln auf einer Oberfläche kann durch verschiedene Methoden erfolgen:

• Partikelniederschlagsphotometer

Man stellt eine Petrischale oder eine ähnliche Referenzfläche auf die zu messende Oberfläche und lässt diese dort einige Tage stehen. Im Anschluss werden die Partikel auf der Schale unter dem Mikroskop gezählt oder automatisch ausgewertet.

• Oberflächenpartikelzähler

Diese finden häufig in der Halbleiterbranche Verwendung. Hauptsächlich wird mit ihnen die Oberfläche von Wafern analysiert. Das Messprinzip ist ähnlich dem der Streulichtpartikelmessung. Es wird ein Laserstrahl über den Wafer geführt und das Streulicht welches vom Wafer zurück geworfen wird kann mittels Photodioden in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Dieses wird von einem Computer mit zuvor abgespeicherten Refernzwerten verglichen.

Ermitteln der Anzahl von Partikeln in Flüssigkeiten

Hierfür kann ein Nephelometer verwendet werden.

Ermitteln der Art und Beschaffenheit von Partikeln in unterschiedlichsten Medien.

Weblink

• Informationsportal des Umweltbundesamtes
• behördliche Luftqualitätsmessergebnisse in Berlin