Saha Kullanımına Yönelik Kütle Spektrometre ve Sızıntı Dedektörleri
Günümüzün uygulamaları kolay taşınır ve mobil kullanıma uygun analitik sistemleri giderek artan bir şekilde gerekli kılmaktadır.
Örneğin; mobil gaz analizi, kütle spektrometre ve sızıntı tespit işlemleri kara ve hava trafiğinin neden olduğu kirlenmenin araştırılması, su kalitesinin analiz edilmesi, havaalanlarında patlayıcı ve toksik maddelerin bulunmasının yanı sıra solunum gazlarının mobil analizinde kullanılır.
Mobil analiz, kullanılan vakum ekipmanları açısından ciddi zorluklar içerir. Destek pompaları ile yüksek vakum pompaları ve kütle spektrometreler küçük ve hafif olmalıdır. Ayrıca güç tüketimleri çok az olmalı ve hafif titreşimler söz konusu olduğunda bile güvenilir bir şekilde çalışmalıdırlar.
Bir Araç Üzerinde Pfeiffer Vakum Çözümleri İçeren Mobil Kütle Spektrometre Sistemi
Amerika’nın Kuzey Texas Üniversitesinde Dr. Verbeck’in yönetiminde bilim adamları hibrid bir arabanın bagaj bölümüne monte edilen bir mobil kütle spektrometre sistemi geliştirdiler.
Bu cihaz örneğin, hidrolik kırılma alanlarının çevre üzerindeki olumsuz etkilerini araştırmak için doğrudan olay yerinde kullanıldı. Bu mobil sistemin önemli özellikleri aşağıda gösterilmetedir
Bütün vakum elemanları 24V DC ile çalışmalıdır. Olası en iyi ekipmanı seçme kriterleri:
• Hafiflik,
• Küçük montaj alanı,
• Uzun süreli batarya kullanımda düşük güç gereksinimi,
• Vakum ekipmanın titreşimden etkilenmemesi.
Taşınabilir Kütle Spektrometre Sistemleri
Pfeiffer Vakum pilot bit projede kütle spektrometre sistemiile birlikte kullanım amaçlı bir prototip vakum sistemi geliştirmiştir. Taşıyıcı bir çerçeve üzerine monte edilen bu sistem sadece 9 kiloluk hafifliği sayesinde bir sırt çantası gibi kolaylıkla taşınabilmektedir.
24 V DC lityum-iyon batarya ile çalışmaktadır. Böylece sistem bağımsız olarak kullanılır. 10 l/s pompalama hızıyla ağırlık açısından optimum bir hale getirilmiş HiPace 10-tipli turbo pompa ve 0.1 m3/h pompalama hızıyla iki aşamalı bir MVP 003-2 diyafram pompası bu sistemin hafif tasarımını mümkün kılmıştır.
Sistem ayrıca vakum ölçümleri için soğuk katot yüksek vakum aktarıcı ve piezo/Pirani ön vakum ölçer ile donatılmıştır. Vakum bölmesine analizör takılabilir.
Mobil Analizör Sistemlerinin Kullanıldığı Uygulamalar
• Kara ve hava trafiğinin çevre üzerindeki etkilerinin araştırılması,
• Kirlilik analizi,
• Kimya ve petrokimya tesislerinde kazalardan sonra kişisel korunma,
• Tehlikeli tesislerde patlatıcı ortamların tespit edilmesi,
• Su analizi,
• Mobil jeokronolojik tarihleme (örneğin buzullarda),
• Yanardağ patlamalarının erken uyarısı açısından emisyon değerlerinin yerel olarak tanımlanması,
• Denizaltı üzerinden CO2 detektörü kullanılarak su altındaki yanardağların yerlerinin saptanması,
• Hidrolik kırılmasının çevre üzerindeki etkilerinin belirlenmesi,
• Arama ve işlemden geçirme sırasında petrol ve gaz analizi,
• Küresel ısınma kaynaklı iklim değişikliklerinin gözlemlenmesi,
• Bagaj kontrolü gibi işlemler sırasında havaalanları veya uçaklarda patlayıcı ve toksik madde tespiti,
• Duman izlerinin incelenmesi gibi işlemlerle polis uygulamaları,
• Savaş sırasında toksik gazların tespiti gibi askeri uygulamalar,
• Motorlu araçlar veya görevliler tarafından yol kontrolleri sırasında yasadışı uyuşturucu tespiti,
• Solunum gazlarının mobil analizi,
• Tesis ve vakum sistem sızıntılarının yerinde tespiti.
Yanardağ Emisyon Ölçümü Amaçlı Mobil Kütle Spektrometre Sistemi
Sismolojik ölçümlerde gelecekteki yanardağ patlamalarının daha hassas bir şekilde tahmin edilebilmesini mümkün kılacak kesin faaliyet yerine ait doğrulama verileri genellikle eksiktir.
İnsanları ve hava trafiğini şiddetli kül emisyonlarından uzaklaştırmak için hızlı müdahale tedbirlerini destekleyecek doğru tahminler ancak bu veriler mevcut olduğunda mümkündür. Bu tür tedbirler can ve mal kayıplarını ciddi bir şekilde önleyebilir.
Kosta Rika Üniversitesi ve NASA Ames Araştırma Merkezi,ABD ile JPL (NASA), INGV Vesuvius Gözlemevi, Inficon Inc. ABD/Almanya, Creare Inc., ABD arasında ortak bir projede yanardağ dumanlarındaki gazları izlemek ve analiz etmek için yerinde kullanım amaçlı ölçüm ekipmanları geliştirilmiştir.
Bu sistem aşağıdaki ölçümlerin yapılmasında kullanılabilir:
• SO2, H2S, CO2, helyum, CH4 gibi gazlar,
• Sıcaklık, basınç ve nem,
• GPS koordinatları ve rakım,
• Yayılan parçacıklar,
• Hava trafiği üzerindeki etkinin analiz edilmesi için kül numuneleri (aerosol parçacıkları).
Yanardağ üzerindeki duman sütunu alanları izlenir. Ölçümleri mümkün kılmak için sistem, volkanın bu alanı üzerinde uçan insansız hava aracı ile birlikte kullanılır. Bu sistemler yanardağ emisyonlarının ölçülmesinin yanı sıra çeşitli analiz amaçlarıyla da kullanılmıştır;
• Petrol ve gaz çıkarılan alanda ve işleme tesislerinde toksik BTEX maddelerinin (benzen, toluen, etilbenzen, kslen) tespiti,
• Yarı Antartika Kıta (Şili) üzerinde çevre analizleri,
• İtalya, Kosta Rika ve Hawaii yanardağları üzerinde analizler,
• Yasadışı uyuşturucu tespiti.
Taşınabilir Helyum Sızıntı Dedektörleri
Mobil ve taşınabilir sızıntı dedektörleri vakum sistemlerin montajı veya servis uygulamalarında sızıntının belirlenmesi gibi çok çeşitli kullanımlar açısından gereklidir. Hem mobil hem de sabit sızıntı tespiti özellikle izleme gazı olarak helyum kullanıldığında doğru ve güvenilir sonuçlar verir.
Helyum sızıntı dedektörleri için iki temel işletim şekli vardır:
• Sistemin kısmi veya bütün olarak boşaltılarak dışarıdan izleme gazı helyuma maruz bırakıldığı vakum yöntemi,
• Test numunesinin Δp> 100 hPa aşırı basınçta izleme gazıyla doldurulduğu koklama yöntemi.
Kaçan helyum izleme gazı sniffer valf aracılığıyla sızıntı detektörüne emilir ve tespit yapılır. Çalışma ilkesi ve tespit limitleriyle her iki yöntem için de Tablo 2’ye bakılabilir. Toplam ağırlığı kabaca 25 kiloyu aşmayan dedektörler mobil veya taşınabilir olarak sınıflanır.
Bir araç üzerinde taşınabilirler ve havayolu uçuşlarında bagaj olarak kontrolden geçirilirler.Pfeiffer Vacuum ürün yelpazesinde çok çeşitli uygulamalara yönelik mobil sızıntı dedektörü sistemleri mevcuttur.
MiniTest sadece vakumlu sızıntı yönteminde kullanılır. Destekleme pompası olmaksızın bu model son derece hafiftir.
Sağladığı avantajlar şöyledir;
• Dayanıklı, güvenilir, kolay ve bakımlı,
• En küçük sızıntının bile yerini bulmak ve saptamak için quartz pencere sensörü bulunan vakum sızıntı tespiti,
• Kompakt boyutlar ve hafiflik–servis çağrıları için idealdir,
• 5- 10-7 hPa l/s değerine kadar sızıntı tespiti 1 l/s pompalama hızında mümkündür,
• Su buharı toleransı yüksektir,
• 200 hPa abs değerine kadar giriş basıncı,
• Harici kompakt geyve bağlama seçeneği,
• Bakım masrafları düşüktür.
Sabine Neubrand Trylat
Ürün Müdürü
Pfeiffer Vacuum GmbH
İbrahim Bağış
Genel Müdür
An-ka Analiz & Kalite
Kontrol Cihazları Ltd. Şti.
