Abgas-Analyse

Im Jahr 2019 war der Strassenverkehr weltweit für rund 40 Prozent der Stickoxidemissionen verantwortlich. 30 Jahre zuvor waren es noch über 50 Prozent. Und das, obwohl die Zahl der zugelassenen Autos seither massiv gestiegen ist.

Möglich wurde diese positive Entwicklung vor allem durch verbesserte Technik zur Reduzierung von Schadstoffen und für eine bessere Verbrennung im Motorraum von Fahrzeugen. Um das Problem zu beheben, muss es von den Entwicklern erst einmal genauer verstanden werden. Dabei spielt das Messen der Abgase eine sehr wichtige Rolle. Nur wenn diese quantifiziert werden, ist es auch möglich ihre Entstehung zu verstehen und zu beeinflussen.

Abgase aus dem Verbrennungsprozess

Aus einem Liter Kraftstoff entstehen bei der Verbrennung im Motor bis zu 10.000 Liter Abgase. Dieses Gasgemisch entsteht während des Verbrennungsprozesses. Kraftstoff besteht aus vielen verschiedenen Kohlenwasserstoffverbindungen. Bei der Verbrennung wird der leichtere Wasserstoff durch den schwereren Sauerstoff aus der Luft ersetzt, wodurch Kohlendioxid und Kohlenmonoxid entstehen. Der Stickstoff in der Luft reagiert mit dem Sauerstoff und bildet verschiedene Stickoxide. Die genaue Zusammensetzung ist jedoch je nach Motortyp unterschiedlich. Dieselmotoren stossen zum Beispiel viel mehr Stickoxide aus als Benzinmotoren.

Strengere Prüfmethoden dank verbesserter Technologie

Um die Auswirkungen von schädlichen Abgasen auf Menschen und Umwelt so weit wie möglich zu reduzieren, gibt es längst weitreichende Vorschriften. Und diese werden mit der Verbesserung der technischen Möglichkeiten immer strenger.

Fahrzeuge aller Art werden regelmässig auf ihre Abgasmenge und -zusammensetzung geprüft. Die maximalen Emissionswerte unterscheiden sich je nach Norm, nach der sie zugelassen sind. Insbesondere bei Dieselmotoren ist eine Abgasreinigung einzusetzen, um die grosse Menge an Stickoxiden zu reduzieren. Durch das Einspritzen von Harnstoff und einem SCR-Katalysator (selektive katalytische Reduktion) reagieren die Stickoxide zu harmlosem Stickstoff. Nach der Abgasaffäre im Jahr 2015 werden auch Abgastests unter realen Fahrbedingungen durchgeführt.

Robuste Prüfgeräte sind von Vorteil

Die optische Gasmesstechnik im NDIR (nicht-dispersive Infrarot-Spektroskopie) ist seit langem ein bewährtes Verfahren zum Messen von Kohlenstoffverbindungen und Stickoxiden.

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Die neuen Prüfverfahren, die während der Fahrt eingesetzt werden, stellen jedoch höhere Anforderungen an die Messgeräte. Starke Vibrationen und Erschütterungen während der Fahrt müssen toleriert werden. Axetris-Infrarotquellen überstehen die in der Automobilindustrie typischen Vibrationen und Erschütterungen während des Betriebs ohne Leistungsverlust und Kennlinienveränderung. Darüber hinaus gewährleisten Axetris-IR-Quellen hohe Modulationsfrequenzen von bis zu 100 Hz, was extrem hochauflösende Echtzeitmessungen ermöglicht. Durch ihre kompakte Bauweise lassen sich Messgeräte in sehr kleinen Grössen realisieren, wodurch sich Axetris-IR-Quellen besonders für mobile Messverfahren eignen.