Welche kritischen Messungen sind bei inerten Handschuhkästen erforderlich?

Was sind die kritischen Messungen, die in i nert Handschuhkästen und wie werden sie hergestellt?

Handschuhkästen werden in Tausenden von Anwendungen in Labors und Fabriken auf der ganzen Welt eingesetzt. Ihr Hauptzweck besteht darin, den sicheren Umgang mit Materialien zu ermöglichen, die oft eine inerte Atmosphäre haben. Der relativ kleine Raum im Inneren der Handschuhbox erleichtert die Einhaltung der richtigen Bedingungen und sorgt für die Sicherheit der Bediener.

In diesem Beitrag werden die Variablen erörtert, die kontrolliert werden müssen - Druck, Temperatur, Feuchtigkeit sowie Gasreinheit und -zusammensetzung -, und es werden bewährte Verfahren zur korrekten Installation von Messgeräten empfohlen.

Welche Inertgase werden häufig in Handschuhkästen verwendet?

Es überrascht nicht, dass die am häufigsten in Handschuhkästen verwendeten Inertgase Stickstoff (N₂) und Argon (Ar) sind, da sie leicht erhältlich und kostengünstig sind. Sie schützen reaktive Chemikalien vor Oxidation und sorgen auch dafür, dass flüchtige Stoffe nicht in Brand geraten oder explodieren. Auch Helium (He) wird manchmal verwendet, um eine inerte Atmosphäre zu schaffen. Andere Gase, die manchmal verwendet werden, sind Wasserstoff (H₂) und Kohlendioxid (CO₂), um spezielle Atmosphären zu schaffen - zum Beispiel für Experimente mit Pflanzen. Wasserstoff in bestimmten Mengen kann für die Durchführung chemischer Reaktionen erforderlich sein. In diesen Fällen ist eine Kontrolle erforderlich, um sicherzustellen, dass die Menge des Wasserstoffs mit dem Inertgas genau richtig ist.

Welche sind die wichtigsten zu überwachenden Parameter?

Stickstoff

Die Überwachung von Stickstoffspuren (N₂) in einer inerten Handschuhbox ist die wirksamste und zuverlässigste Methode, um undichte Stellen in Argon (Ar) oder Helium (H₂) aufzuspüren - Luft besteht zu 78 % aus Stickstoff, so dass das Vorhandensein von N₂ ein sehr guter Hinweis auf ein Leck ist.

Die Verwendung eines Online-Analysators für Spurenverunreinigungen, der als Teil eines extraktiven Probenahmesystems installiert ist, liefert einen zuverlässigen Hinweis auf Lecks.

Sauerstoff

Die Überwachung von Sauerstoffspuren in einer inerten Handschuhbox ist die effektivste Methode zur Erkennung von Lecks in inerten Atmosphären aus Argon und Helium und kann auch zur Erkennung von Lecks verwendet werden, wenn die Handschuhbox mit Stickstoff als Inertgas gefüllt ist.

Es gibt zwei Messverfahren, um die Reinheit eines in einer Handschuhbox verwendeten Inertgases sicherzustellen:

• 1. Stichprobenartige Überprüfung der Reinheit der Zufuhr, bevor das Gas in die Glove-Box eingespeist wird. Dies kann mit einem tragbaren Sauerstoffanalysator durchgeführt werden.
• 2. Überwachung des Inneren der Handschuhbox auf Sauerstoffspuren, die ein guter Indikator für undichte Stellen sind. Sauerstofftransmitter sind klein und können leicht an Ort und Stelle (direkt in der Handschuhbox) installiert werden. diese Anwendungen.

Feuchte

In Handschuhkästen, in denen ultratrockene Bedingungen herrschen, werden häufig Feuchtigkeitsmessgeräte installiert, um mögliche Lecks zu erkennen. Steigt die Feuchtigkeit an, ist dies ein guter Indikator dafür, dass Umgebungsluft in das System eindringt.

Oft wird die Luftfeuchtigkeit auf einen bestimmten Wert geregelt, um die richtigen Bedingungen für den Prozess oder das Experiment zu gewährleisten. Bei feuchteren Bedingungen sorgt ein Polymer-Feuchtigkeitsmesser für schnelle und genaue Messungen.

Alle oben genannten Parameter - N₂, O₂ und H₂O - können mit einem einzigen Online-Verunreinigungsanalysator für mehrere Gase gemessen werden.

Temperatur und Druck

Dies sind ebenfalls zwei wichtige Parameter, die sich auf die Feuchte- oder Taupunktmessung auswirken. Mehr dazu können Sie in einem früheren Beitrag erfahren: Feuchte-Akademie Theorie 5: Einfluss von Temperatur und Druck auf %rh.

Warum können die Temperatur und der Druck in der Handschuhbox von den Umgebungsbedingungen abweichen? Je nach Prozess oder Experiment, das in der Handschuhbox durchgeführt wird, kann es wichtig sein, eine konstante Temperatur zu halten. Sie kann z. B. generell höher oder niedriger sein als die typischen Umgebungsbedingungen.

Der Druck in einer Handschuhbox hat oft mit Sicherheit zu tun. Beim Umgang mit potenziell gefährlichen Stoffen - wie Bakterien oder Viren - muss der Druck in der Handschuhbox niedriger sein als die Umgebungsbedingungen. Im Falle eines Lecks wird Luft in die Handschuhbox gesaugt, um das Bedienpersonal vor dem Inhalt zu schützen. Höhere Drücke werden in einer Handschuhbox verwendet, wenn der Inhalt vor der Umgebungsluft geschützt werden muss: In diesem Fall wird die Atmosphäre aus der Handschuhbox ausgestoßen, wenn ein Leck auftritt. Dies bietet zusätzlichen Schutz, da zwischen dem Auftreten des Lecks, dem Auslösen eines Alarms und dem Abschalten des Systems eine kleine Verzögerung eintritt.

In manchen Fällen erfordern die Prozesse ein Vakuum in einer speziellen Vakuum-Handschuhbox, und in diesem Fall müssen die ausgewählten Instrumente in der Lage sein, im Vakuum zu arbeiten.

Erzeugung und Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre in einer Glove-Box

Es sind vier Schritte zu beachten:

Spülen. In dieser Phase wird ein trockenes Inertgas durch die Handschuhbox geflutet, um Umgebungsluft oder überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen. Die Spülung erfolgt vor der ersten Einrichtung und auch nach der Reinigung oder Wartung. Hierfür wird häufig Stickstoff verwendet, da er kostengünstig ist.
Herstellen der richtigen Atmosphäre und Bedingungen. Die Handschuhbox wird dann mit dem für den Prozess geeigneten Inertgas gefüllt - das kann N2, Ar, He oder ein bestimmtes Gasgemisch sein. Auch die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur werden stabilisiert.
Überwachungsbedingungen. Sauerstoff, Feuchtigkeit, Temperatur und Druck werden kontinuierlich überwacht, um sicherzustellen, dass die Handschuhbox stabil und dicht ist.
Regeneration. Die Inertgase in der Handschuhbox müssen ständig regeneriert werden. Obwohl das Spülen (wie oben beschrieben) in größeren Anlagen üblich ist, werden auch Gasmanagementsysteme verwendet. Diese Systeme leiten die Gase durch die Handschuhkästen und verwenden Reinigungssäulen zur Reinigung und Regeneration der Inertgase.

Einbau von Feuchte- und Sauerstoffsensoren für beste Genauigkeit

Die korrekte Installation von Sauerstoff- und Feuchtetransmittern ist entscheidend für genaue und zuverlässige Messungen. Lesen Sie sorgfältig die Installationsrichtlinien des Herstellers, die detaillierte Anweisungen für die Installation enthalten sollten. Die wichtigsten zu berücksichtigenden Faktoren sind:

• Vermeidung von Toträumen. Toträume sind Bereiche, die sich nicht im direkten Strömungsweg befinden und in denen sich Feuchtigkeit ansammeln kann. Die Installation eines Taupunkttransmitters führt hier zu feuchteren Messwerten als erwartet.
• Der Einfluss des Durchflusses. Änderungen der Durchflussraten können zu unerwarteten Ansprechgeschwindigkeiten und Genauigkeiten von Feuchte- und Sauerstofftransmittern führen - halten Sie sich immer an die Richtlinien der Hersteller für optimale Durchflussraten.
• Die Auswirkung des Drucks. Sowohl Unter- als auch Überdruck können sich auf die Leistung von Sensoren auswirken: Prüfen Sie vor der Installation die Empfehlungen der Hersteller. Besonders in Vakuum-Handschuhkästen ist es wichtig, sicherzustellen, dass die ausgewählten Instrumente für den Einsatz im Vakuum geeignet sind.
• Exposition gegenüber Verunreinigungen. Sensoren, die in Handschuhkästen installiert sind, können einer Reihe von Verunreinigungen wie Pulvern, Lösungsmitteln, Chemikalien und Bleichmitteln ausgesetzt sein, die zum Abwaschen verwendet werden können. Achten Sie stets darauf, dass für alle Sensoren geeignete Filter verwendet werden, und wenn die Atmosphäre in der Handschuhbox besonders aggressiv ist, kann eine extraktive Probenahme bessere Ergebnisse liefern.
• Verwenden Sie die richtigen Anschlussstücke, die sowohl mit der Handschuhbox als auch mit den zu installierenden Transmittern kompatibel sind. KF40 und KF25 Flansche sind Standard.

Weitere Details zur korrekten Installation von Spurenfeuchte-Transmittern finden Sie in unserem entsprechenden Beitrag: Taupunkt zuverlässig messen: Wie man einen Taupunkt-Transmitter für beste Messgenauigkeit installiert

PST empfiehlt

Wir sind uns darüber im Klaren, dass spezifische Handschuhkastenanwendungen sehr unterschiedliche Anforderungen haben. Unsere Transmitter für Spurenfeuchte und Sauerstofftransmitter ermöglichen den Einsatz unter verschiedenen Bedingungen und Situationen. Das Sensor-Austauschprogramm für Feuchte- und Sauerstofftransmitter stellt sicher, dass die Wartung schnell und einfach ist und zu minimalen Störungen und Ausfallzeiten führt.

Für komplexere Glove-Box-Anwendungen, bei denen mehrere Spurenverunreinigungen analysiert werden, bieten unsere integrierten Online-Spurenverunreinigungsanalysatoren, Gasstromauswahl und Gasreiniger komplette schlüsselfertige Systeme, die sowohl erschwinglich als auch zuverlässig sind.

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