Grundsätzlich unterscheidet der Stand der Technik heute zwei Methoden, um den Partikelgehalt der Luft zu messen:

das gravimetrische Verfahren und das optische Verfahren. 

Die gravimetrische Partikelmessung basiert auf einem sehr feinen Filtergewebe, durch welches über einen festgelegten Zeitraum mittels einer Pumpe ein genau festgelegter Luftstrom gezogen wird.

Hierbei bleiben die Staubpartikel im Filtergewebe hängen. Nach der Sammlung wird der Filter getrocknet, gewogen und daraus die Staubkonzentration unter Berücksichtigung der Luftmenge und der Zeit berechnet.

Beim optischen Verfahren wird die Konzentration an Staub in der Luft auf Basis der Lichtstreuung und komplizierter Algorithmen berechnet.

Anschaulich vergleichen lässt sich das zum Beispiel mit den Lichtstrahlen der Sonne, die an einem schönen Tag durch ein Fenster in einen staubigen Raum leuchten. Durch den Staub kann man die einzelnen Sonnenstrahlen sehen, das ist die Reflektion des Sonnenlichts, das die Staubpartikel in den Raum zurückstrahlen. Der Hauptvorteil dieser Methode liegt in der kontinuierlichen Messung und sofortigen Anzeige, wodurch eine Laborauswertung, wie bei der gravimetrischen Messung, entfällt.

Unser Messprinzip

Das Dustlight basiert auf dem zweiten, also dem optischen Messverfahren. Um die kompakte Bauform des Dustlight zu ermöglichen, setzen wir hier jedoch auf eine kleine, leistungsstarke Laserdiode und eine Photodiode, die das zurückgestreute Licht erfassen kann. Die Laserdiode sendet Lichtstrahlen durch die angesaugte Luft. Die in der Luft vorhandenen Partikel streuen einen Teil des Lichts, welches die Photodiode auffängt und in elektrische Signale umwandeln kann. Ein Lüfter im Inneren des Geräts sorgt für einen stetigen Luftzug, sodass das Dustlight stets die tatsächliche Staubkonzentration der Umgebung messen und auf Änderungen innerhalb von Sekunden reagieren kann.

Der Algorithmus, der das gemessene Signal in eine Massenkonzentration umwandelt, ist ein Alleinstellungsmerkmal des Dustlight. Der Grund dafür ist, dass die optischen Parameter der Partikel (wie der Brechungsindex und die Form) einen großen Einfluss auf die Schätzung der Partikelmasse haben. Daher hat die indirekte optische (laserbasierte) Messung im Vergleich zu den genaueren direkten gravimetrischen (gewichtsbasierten) Methoden stets eine Diskrepanz. Unsere Technologie wurde in umfangreichen Tests mit verschiedenen Staubarten kalibriert, um höchste Genauigkeit zu gewährleisten.

Unser Algorithmus

Die im Arbeitsschutz und somit für die Anzeige auf dem Dustlight besonders relevante Feinstaubgröße ist der alveolengängige Staub, oder kurz A-Staub. Dieser ist so klein, dass er beim Einatmen bis in die feinsten Verästelungen der Lunge, die Alveolen, vordringen kann. Aufgrund ihrer geringen Größe können A-Staubpartikel diesen Bereich erreichen und dort ihre gesundheitsschädliche Wirkung entfalten. Die Größe dieser Partikel ist eine Größenverteilung, mit absteigender Wahrscheinlichkeit bis in die Alveolen vorzudringen, je größer die Partikel werden.

Diese Größenverteilung bilden wir mit unserem Algorithmus nach, damit unsere angezeigten Messwerte möglichst genau den Partikeln in der Luft entsprechen, die tatsächlich in die Lunge vordringen können. Hierfür haben wir viele Teststunden in den führenden Staubmesslaboren Deutschlands hinter uns, mithilfe deren wir die Messgenauigkeit in mehreren Iterationen weiter optimieren konnten. Weiter Informationen zum Thema Staub und Arbeitsplatzgrenzwerte findest du in unserem Whitepaper, weitere Informationen zur Messgenauigkeit findest du im Datenblatt.

Unser Schutzkonzept

Wir haben das Dustlight für raue Umgebungen wie in der Industrie, im Bergbau oder auf Baustellen entwickelt, in denen es Staub, Schmutz und mechanischen Einwirkungen wie Stößen und Vibrationen ausgesetzt sein wird. Um die Funktion und Zuverlässigkeit unserer Sensorik zu gewährleisten, haben wir ein umfassendes Schutzkonzept entwickelt und zum Patent angemeldet. 

• Mechanisch: Zuerst wird die angesaugte Luft über ein engmaschiges Gitter von groben Partikeln gereinigt. Dieses Gitter kann zur einfachen Reinigung entnommen und auch einfach ausgetauscht werden. Daraufhin durchströmt die Luft unsere Absetzkammer, in der sich die Luft beruhigen und größere Partikel absetzen, die zwar das Gitter passieren konnten, aber für die Messung nicht relevant sind.
• Schleierluft: Nach er mechanischen Vorfilterung wird der Luftstrom in zwei Teile geteilt, von denen einer durch einen Filter gereinigt wird und als Schleierluft zwischen den „schmutzigen“ Umgebungsluftstrom und den Photodetektor geleitet wird. Dies verhindert wirkungsvoll die Ablagerung von Schmutzpartikeln auf der Optik unserer Sensorik.
• Selbstreinigung: In bestimmten Zeitintervallen wird automatisch die Selbstreinigung des Geräts aktiviert. Hierbei wird die Drehzahl des Lüfters deutlich erhöht, sodass sich eventuell abgelagerte Staubpartikel lösen und die Messung nicht beeinträchtigen können, wenn sich diese während des Betriebs von allein lösen.

Unser Wartungskonzept

Wie bei jedem anderen Messgerät ist es wichtig, sich zu jedem Zeitpunkt auf die angezeigten Messwerte verlassen zu können. Hierzu muss das Gerät in regelmäßigen Abständen gereinigt werden und unter kontrollierten Bedingungen gegen ein Referenzmessgerät getestet und neu kalibriert werden.

Dank unserer ausgiebigen Tests konnten wir die Zeitabstände, in denen eine solche Wartung nötig ist, sehr gut in Abhängigkeit der tatsächlichen Staubbelastung nachbilden. Daher besitzt jedes Dustlight eine intelligente Wartungsberechnung, die basierend auf den Einsatzbedingungen die optimalen Intervalle berechnet. Die erste Wartung muss jedoch spätestens nach 12 Monaten durchgeführt werden, da auch Alterung und der tägliche Gebrauch in rauen Umgebungen Einfluss auf die Messgenauigkeit haben können.

Der aktuelle Zustand ist zu jedem Zeitpunkt in der Dustlight App einsehbar, zusätzlich gibt das Gerät einen Hinweis, sobald 80% der Zeit erreicht sind, sowie eine Warnung bei Erreichen des empfohlenen Wartungsintervalls. Über die App werden alle nötigen Informationen zur Durchführung der Wartung bereitgestellt und diese lässt sich direkt über die App und unsere Website buchen.