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Wie funktioniert beim air-Q die Umrechnung von Messwerten?

Die Sensoren des air-Q erfassen die jeweilige Konzentration der zu erfassenden Substanz meist in der Einheit ppm ( parts per million), welche einen Volumenanteil angibt. Da die jeweils festgelegten Grenzwerte und maximalen Arbeitsplatzkonzentrationen jedoch in mg pro m³ angegeben werden, was ein Massenverhältnis ist, muss hier umgerechnet werden. Bei gemessenen Werten in ppm fehlt zudem die Einbeziehung von Temperatur und Druck, da diese ja zum Messzeitpunkt feststehen also Ist-Werte sind, die von den entsprechenden Sensoren geliefert werden. Die Formel für die Berechnung der Massenkonzentration bei beliebig variierbaren Temperatur- und Druckverhältnissen lässt sich nun mithilfe der allgemeinen Gasgleichung, beziehungsweise der Gaskonstante (Produkt aus Avogadro- und Boltzmannkonstante) herleiten, da nach Avogadro bei zwei verschiedenen idealen Gasen, die das gleiche Volumen haben (bei gleichem Druck und Temperatur), die gleiche Teilchen-/Molekülanzahl vorliegt:

β i = M i p i R T

Nun kann unter Einbeziehung des Sensormesswerts und eines Umrechnungsfaktors, je nachdem welche Einheit angegeben werden soll, eine Umrechnungsgleichung erstellt werden:

β i = 0 , 1 M p X i R T

Hierbei werden folgende Werte eingesetzt:

βi = Konzentration in mg/m³
M = molare Masse in g/mol
p = Referenzdruck in mbar
R = Gaskonstante aus NA und kB
T = Temperatur in °C
Xi = Konzentration in ppm

Die Gleichung lässt sich dann beliebig durch Änderung des Umrechnungsfaktors (für mg/m³ ist er 0,1) auf andere Einheiten wie µg/m³ umstellen und Sie lässt auch zu nach Xi umgestellt zu werden, um aus einer bekannten Massenkonzentration auf die Volumenprozentkonzentration bei bestimmten Druck- und Temperaturverhältnissen schließen zu können.

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