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Korngrößenbestimmung mittels Laserbeugung

120 Bytes hinzugefügt, 18 März
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| Farbraum = analytik
<!--Methode-->
| Bezeichnung = Bestimmung der Partikelgrößenverteilung des Feinbodens durch LasermessungParticle size distribution using laser diffraction | Messung = -Beugung oder Streuung eines Laserstrahls| Materialien = BodenPartikel| Aufwand = Boden: 15 Minuten (inkl. Trocknungszeitraum ca. 1-3 Wochen bei Lufttrocknung und Siebung der Proben ≤ 2mm ca. 10-45 Minuten)
| Kosten = Pro Probe:
<!--Aufbereitung-->
| Aufbereitungsarten = Boden: Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb)| Aufbereitungsarten_LMU = Boden: Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb)
| Probenmenge =
| Aufwand_Probenaufbereitung = Boden: Trocknung der Probe nicht über 40°C ((mehrere ca. 1-3 Wochen)<br/> Sieben (2mm)ca. 10-45 Minuten 
<!--Messprozedur-->
| Kalibration = {{Ja}}
| Selbständig = {{Ja}}, bedingt
| Dauer =
| Ausgabeformat = Diagramm mit Summenkurve und Ausgabetabelle der Bodenfraktionen (T, fU, mU, gU, fS, mS, gS)in Summe
| Bild1 = Laser Particle Sizer.jpg
| Bildbeschreibung1 = Durchführung einer Korngrößenbestimmung mittels Laser Particle Sizer
}}
Die Bestimmung der Korngrößenverteilung '''Korngrößenbestimmung mittels Laser beruht auf den Unterschieden in den Beugungs- Lasebeugung''' ist eine einfache und Streuungseigenschaften verschieden großer Bodenpartikel. Diese Methode beansprucht gegenüber der Messung mittels [[Korngrößenbestimmung durch Siebung und Sedimentation|Sieben und Schlämmen]] weniger Zeitschnelle Standardmethode zur Bestimmung von Partikelgrößen, Übung und Arbeitsaufwand, kann diese in bei der Genauigkeit der Ergebnisse allerdings nicht erreichengebündeltes Licht (Laser) an einem Partikel gebeugt oder gestreut wird.
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== Theorie Grundprinzip==Trifft ein Laserstrahl auf einen BodenpartikelPartikel, wird das Licht -je nach Größe des BodenpartikelsPartikels- unterschiedlich gestreut oder gebeugt. Anhand des charakteristischen Beugungsspektrums kann auf die Größe und Anzahl der Bodenpartikel Partikel geschlossen werden.Die Lichtquelle erzeugt dazu einen fokussierten Laserstrahl. Das Analysegerät pumpt die in einem Suspensionsmittel (destilliertes Wasser) gelöste Bodenprobe Probe an der Messzelle vorbei. Dabei wird der gebündelte Laserstrahl von jedem einzelnen Teilchen, das den Laserstrahl durchquert, entweder gestreut oder gebeugt. Die Lichtmengen, die an den Partikeln in verschiedenen Richtungen gestreut werden, sind unterschiedlich. Zugleich ist jedes Beugungsmuster charakteristisch für eine bestimmte Teilchengröße.
Zwei unterschiedliche Laser (grün – kleine Korngrößen / Infrarot – mittlere und große Korngrößen) sorgen für die bestmögliche Erfassung der Bodenpartikel. Jeweils 102 Kanäle scannen die jeweilige Korngröße (insgesamt 204 Kanäle). Durch eine Umlaufpumpe werden innerhalb der Messzeit möglichst viele Teilchen der Probe durch die beiden Laserstrahlen geführt.
Das aus diesen vielen Beugungen registrierte Beugungsspektrum wird nach mathematisch-physikalischen Verfahren (z.B. nach Fraunhofer) ausgewertet. Das Lasersystem kann Partikel im Größenbereich von 0,08 – 2.000 µm Durchmesser erfassen (Ton bis Sand).
 
==Benötigte Gerätschaften==
Zur Durchführung werden bei Bodenproben folgende Gerätschaften benötigt:
 
'''Bei Bodenproben:'''
*[[Laser-Particle-Sizer]]
*[[Analysenwaage]]
*[[Ultraschallbad]]
*[[Schüttelmaschine|Reagenzglasschüttler]]
*Spatel
*Kleines Reagenzglas
*Achat-Mörser
*verdünnte Ammoniak-Lösung
 
==Durchführung==
'''Bei Bodenproben:'''
#Einige Gramm Probenmaterial werden vorsichtig im Achat-Mörser zerdrückt<br>Achtung: Das aus diesen vielen Beugungen registrierte Beugungsspektrum Probenmaterial wird nach mathematischim Achat-physikalischen Verfahren Mörser nur leicht zerdrückt - NICHT gemörsert!#Probenmaterial wird mittels einer Analysenwaage eingewogen (zca. 0,1 g).#Zu dem Probenmaterial werden ca. 3 ml verdünnte Ammoniak-Lsg. gegeben.#Die Probe im Reagenzglas kurz auf den Reagenzglas-Schüttler stellen.B#Dann das Reagenzglas mind. nach Fraunhofer) ausgewertet3 min in das Ultraschallbad stellen. #Das Lasersystem kann Partikel im Größenbereich von 0Messprotokoll am PC starten#Wenn der Laser-Particle-Sizer zur Probeneingabe auffordert,08 – 2nochmal kurz mit dem Reagenzglas-Schüttler aufschütteln.#Sofort mit der Messung beginnen.#Die Analyse (Messzyklus) startet bei ausreichender Probenmenge automatisch.000 μm Durchmesser erfassen #Die Messergebnisse werden in verschiedenen Variationen (Ton bis SandGrafik und Tabelle)ausgedruckt.
== Benötigte Gerätschaften Auswertung==* [[Der Laser-Particle-Sizer]]* [[Analysenwaagen|Analysenwaage]] mit 0,1 mg Genauigkeit* [[Ultraschallbad]]* [[Schüttelmaschinen|Reagenzglas-Kompaktschüttler]]* Spatel* Kleines Reagenzglas* Achat-Mörser* verdünnte Ammoniak-Lösunggibt die Korngrößenverteilung als Diagramm und Tabelle an. Beide sind als Summe dargestellt.
== Durchführung Vor- und Nachteile==# Einige Gramm Probenmaterial werden vorsichtig im Achat-Mörser zerdrückt<br />Achtung: Das Probenmaterial wird im Achat-Mörser nur leicht zerdrückt - NICHT gemörsert!# Probenmaterial wird mittels einer Analysenwaage eingewogen (ca. 0,1 g).# Zu dem Probenmaterial werden ca. 3 ml verdünnte Ammoniak-Lsg. gegeben.# Die Probe im Reagenzglas kurz auf den Reagenzglas-Schüttler stellen.# Dann das Reagenzglas mind. 3 min in das Ultraschallbad stellen.# Das Messprotokoll am PC starten# Wenn der Laser-Particle-Sizer zur Probeneingabe auffordert, nochmal kurz mit dem Reagenzglas-Schüttler aufschütteln.# Sofort mit der Messung beginnen.# Die Analyse (Messzyklus) startet bei ausreichender Probenmenge automatisch.# Die Messergebnisse werden in verschiedenen Variationen (Grafik und Tabelle) ausgedruckt.
*Geringer Zeit- und Arbeitsaufwand*Geringe Probenmenge, wodurch eine repräsentative Auswahl der Probe nicht gewährleistet ist == Ergebnisse Einsatzbereiche==Der Laser-Particle-Sizer gibt Neben der Korngrößenbestimmung bei Bodenproben kommt die Korngrößenverteilung als Diagramm und Tabelle Laserbeugung u.a. bei Pulvern, Granulaten, Emulsionen oder Suspensionen zum Einsatz. ==Ausstattung ander LMU==Die LMU stellt die Geräte für die Analyse im Bodenlabor des Departements für Geographie bereit. Beide sind als Summenkurve dargestellt. ==Lehrveranstaltungen==
== Lehrveranstaltungen ==
<p style="“line-height:" 50%“>
Die LMU stellt die Instrumente für die Analyse nach aktueller DIN-Norm im Bodenlabor des Departement für Geographie bereit. Theorie und Durchführung der Partikelgrößenbestimmung mittels Laserlichtbeugung ist Teil der Lehrveranstaltungen:
</p>
'''B.Sc. Geographie:'''
<p style="“line-height:" 50%“>
* P 8.2 Labormethoden der Physischen Geographie (Vorlesung)<br>* [[Labormethoden der Physischen Geographie (Übung)|P 8.3 Labormethoden der Physischen Geographie (Übung)]]<br><br>
</p>
'''M.Sc. Umweltsysteme und Nachhaltigkeit:'''
<p style="“line-height:" 50%“>
* [[Bodenkundlich-bodenphysikalisches Laborpraktikum|P 8.3 Bodenkundlich‐, Bodenphysikalisches Laborpraktikum (Praktikum)]]
</p>
== Das könnte dich auch interessieren==* [[:Kategorie:Analytik Methoden|Analytik]]* [[:Kategorie:Analysemethoden|Analysemethoden]]* [[Korngrößenbestimmung durch Siebung und Sedimentation]] ==Verzeichnis von Normen und Richtlinien ==
'''Aktuelle Norm:'''
<p style="“line-height:" 50%“>
* ISO 13320:2020-01 – Partikelgrößenanalyse - Partikelmessung durch Laserlichtbeugung
</p>
'''Zurückgezogene Normen zur Korngrößenbestimmung:'''
<p style="“line-height:" 50%“>
* ISO 13320:2009-10 – Partikelmessung durch Laserlichtbeugung
* ISO 13320-1:1999-11 – Partikelgrößenanalyse - Laserbeugungsverfahren - Teil 1: Allgemeine Grundlagen
</p>
*ISO 13320:2020-01 – Partikelgrößenanalyse - Partikelmessung durch Laserlichtbeugung <!--== Referenzen ==<references />-->== Weiterführende Informationen und Literatur ==
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%224512549%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Blume, H.-P., Stahr, K., Leinweber, P. (2011): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte und für Geowissenschaftler, 3. Aufl. Heidelberg]
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg]
== Einzelnachweise ==<references /> ==AutorInnenAutor:innen=={{Autor|1= K. Karin Meisburger, L. Lukas Müller, P. Philipp Maly<br>}}
[[Kategorie:Analytik Methoden]]
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