WO2010072333A1 - Filter zur entfernung molekularer verunreinigungen aus gasen - Google Patents

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WO2010072333A1
WO2010072333A1 PCT/EP2009/008808 EP2009008808W WO2010072333A1 WO 2010072333 A1 WO2010072333 A1 WO 2010072333A1 EP 2009008808 W EP2009008808 W EP 2009008808W WO 2010072333 A1 WO2010072333 A1 WO 2010072333A1
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Siltronic AG
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    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/206—Ion exchange resins

Definitions

  • the invention relates to a filter for the removal of molecular impurities from gases, comprising a filter medium comprising a support having ion exchange groups bound thereto and an aqueous boundary layer enclosing the ion exchange groups.
  • molecular contaminants may be from the environment, such as automobile exhaust, industrial exhaust or agricultural, but may also be from those in the clean rooms Typical molecular pollutants which have to be removed from the clean room air or also from process exhaust gases are ammonia (NH 3 ), sulfur dioxide (SO 2 ), hydrochloric acid (HCl) or nitrogen oxides (NO x ). ,
  • inter alia ion exchange air filters are used. These include in the
  • Ion exchange molecules are bound to the support material with one end of the molecule, the other, the exchanger function carrying molecular end floats in the aqueous boundary layer.
  • the carrier is sufficiently porous to allow the passage of air, for example a nonwoven.
  • the inner surface of the carrier in the voids or pores has ion exchange groups. Either the fibers of the nonwoven fabric are provided with a coating containing these ion exchange groups or
  • Ion exchange groups are chemically bonded directly to the fibers.
  • the ion exchange groups may also be attached to small particles, such as beads, which in turn are embedded in the web.
  • a thin aqueous boundary layer is formed on the surface of the support enclosing the ion exchange groups.
  • Such ion exchange air filters are described, for example, in WO99 / 00192A1.
  • the molecular impurities from the gas phase diffuse into the aqueous boundary layer and dissolve in it.
  • the dissolved molecules are in equilibrium via acid-base reactions with corresponding protonated or deprotonated ionic species. These in turn are ionically bound to the ion exchange groups in a salt formation reaction.
  • the ion exchange groups participate in this reaction as the corresponding acid or base.
  • This salification reaction consumes the capacity of the ion exchange air filter over time, so that the efficiency of the air filter decreases and the concentration of impurities in the filtered air increases. Since it must be avoided that the concentrations of certain impurities exceed the prescribed limits, a timely change of the
  • Air filters are taken care of. To ensure this, the filter efficiency is usually monitored continuously or at predetermined intervals.
  • EP419747A2 discloses a filter device comprising at least two air filters (e.g.
  • Activated carbon filters or molecular sieves In the space between the first and second air filters, the concentration of an impurity is measured. If a predefined limit is exceeded, the first air filter is changed. The second air filter is required because it may not detect the limit excess (for example, discontinuous concentration measurement) immediately or filter replacement may not be instantaneous. In this case, the second air filter ensures that despite the saturation of the first air filter no unacceptably high amounts of impurities can pass through the filter device.
  • the concentration measurement is carried out by means of continuous or discontinuous detectors. As a continuously operating detector, a combustible gas detector is indicated. For example, discontinuous or disposable detectors are test tubes based on a reaction associated with a color change.
  • the known detectors are not able to detect all substances that can be retained by the air filters. Either a separate detector is required for each substance or group of substances, as in the case of the test tubes, or at least only substances with certain properties can be detected by a detector, e.g. flammable gases as specified in EP419747A2.
  • a detector e.g. flammable gases as specified in EP419747A2.
  • all possible contaminants must be known, which may be contained in the air to be filtered and retained by the filter. Even if this is the case, several detectors are usually needed to monitor these potential contaminants. Such capacity monitoring is therefore associated with higher analysis costs and investment. Comprehensive analysis of all possible contaminants is usually not available on-site, so longer response times from external laboratories are also expected.
  • a filter for removing molecular impurities from gases comprising a filter medium comprising a support having ion exchange groups bound thereto and an aqueous boundary layer comprising the ion exchange groups, characterized by at least one incorporated into the filter medium sensor for determining a dependent on the filter occupancy physical property of the filter medium.
  • the invention is applicable to all known ion exchange air filters, for example those described in WO99 / 00192A1.
  • the air filters may contain either only anionic or cationic only ion exchange groups or both types of ion exchange groups mixed.
  • the counterions of the unused air filter are protons (in the case of a cation exchanger) or hydroxide ions (in the case of a cation exchanger)
  • Anion exchanger If both acidic (eg SO 2 , HCl, NO x ) and basic impurities (eg NH 3 ) are to be filtered out of the air, at least one anion exchange air filter and one cation exchange air filter are connected in series or a mixed ion exchange air filter is used.
  • acidic eg SO 2 , HCl, NO x
  • basic impurities eg NH 3
  • the widest possible applications of the invention are in pure cation or anion exchanger air filters.
  • a sensor is incorporated into the filter medium such that it is in close contact with the filter medium and in particular with the aqueous boundary layer. Therefore, very small, so-called.
  • Micro or nanosensors are preferably used.
  • the sensor be coated with a water-absorptive polymer.
  • Several sensors can also be installed in an air filter.
  • Properties include, for example, the impedance (i.e., the complex AC resistance) of the filter media at one or more fixed frequencies or the pH of the aqueous interface. However, it can also change the intensity or intensity change in one or more specified
  • Frequencies of a resonance spectrum e.g. Infrared (IR) or nuclear magnetic resonance (NMR) spectra intensities at certain frequencies of an NMR or IR spectrum can be monitored by changing the resonant vibrations of the carrier
  • Ion exchange molecules or functional groups of these molecules can be used as a measure of the salt formation reaction that has taken place.
  • these physical properties of the aqueous boundary layer or of the filter medium are changed overall, so that, conversely, the change in these properties can be used to determine the degree of filter coverage.
  • the characteristic curve should take into account these manufacturing tolerances of the available exchange capacity per unit area. In practice, this means that the characteristic curve has a certain width.
  • the characteristic curve can be carried out, for example, in a test stand by subjecting the filter to a test gas of known concentration and duration of action and calculating the filter efficiency on the basis of the gas concentration measured after the filter.
  • Fig. 1 shows a section through a flat filter element, which is equipped according to a first embodiment of the invention with electrodes for impedance measurement.
  • Fig. 2 shows the flat filter element of Fig. 1 in plan view.
  • Fig. 3 shows a partial section through a flat filter element, which is equipped according to a second embodiment of the invention with a pH sensor.
  • FIG. 4 shows a flat filter element equipped with three pH sensors in plan view.
  • FIG. 5 represents a typical characteristic curve for a monitoring of the filter occupancy based on the measurement of a complex conductivity.
  • FIG. 6 shows a typical characteristic curve for monitoring the filter occupancy based on a pH measurement.
  • the physical property of the filter medium used for Determining the filter occupancy is measured, its impedance or a derived variable such as the complex conductivity or the complex dielectric constant at one or more fixed frequencies.
  • a derived variable such as the complex conductivity or the complex dielectric constant at one or more fixed frequencies.
  • the ion exchange molecules in the aqueous boundary layer act as a conductive dielectric.
  • the impedance is a measure of the transported charge as a function of the applied frequency. For example, the protons show one in protonated form
  • the filter occupancy can be determined.
  • the choice of the frequencies and the appropriate component of the impedance depends on the exchanger material used and is determined by an analysis of the impedance spectrum over the entire available frequency range.
  • one or more frequencies are selected in the region above the DC plateau (i.e., in the frequency range of the dispersion).
  • the determination in the frequency range above the DC plateau is advantageous in order to realize simple connections, since the self-inductance of the sensor connections is reduced. This facilitates the use of even longer shielded test leads to permanently connect sensors in multiple filters to an analyzer for permanent or cyclic data retrieval.
  • the jump behavior at higher frequencies below the high frequency range in relation to the jump behavior at lower excitation frequency serve as a control for the detector integrity or as a measure of the entirety of the ion exchange molecules. Namely, at higher frequencies, the complex conductivity is increasingly caused by all jumps, not by successful ones
  • Whether the real or imaginary part is used as a measured variable can be made dependent on which of the two components is subject to a greater change in the salt formation reaction at the frequencies which are accessible with the available measuring device.
  • the impedance is essentially determined by the amount of proton or proton bonded to the ion exchange groups as described above.
  • Hydroxide ions determined. Therefore, it is irrelevant for the determination of the remaining capacity against which ions the protons or hydroxide ions have been exchanged, i. what kind of impurities filtered from the air are.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a flat filter element equipped with electrodes 21 for impedance measurement. It comprises a filter frame 11, which mechanically stabilizes the filter medium 12.
  • the arrow with the reference symbol 13 symbolizes the air flow directed through the filter.
  • the invention can also be applied to differently constructed air filters, such as folded filters, pocket filters, filter cartridges or combinations of ion exchange filters with, for example, particulate filters in a filter frame or as a filter stack. Of course you can too be applied to a combination of an anion and a cation exchange air filter or a plurality of each.
  • Integrated into the filter medium 12 are two electrodes 21 which are connected to suitable terminals 22 (e.g., plugs or sockets, e.g., BNC sockets) for connection to a corresponding meter or analyzer. It is also conceivable to install a plurality of pairs of electrodes whose measured values are subsequently averaged, for example.
  • suitable terminals 22 e.g., plugs or sockets, e.g., BNC sockets
  • electrodes 21 for example, two silver wires can be used, which are woven into the filter medium, for example in a filter fleece.
  • the electrodes are preferably incorporated over the entire width of the filter and offset diagonally in the direction of the air flow 13. In this way, even if only one electrode pair is used, a certain statistical averaging of the possibly locally different values of the impedance due to the manufacturing tolerances is achieved.
  • the impedance of the filter surface enclosed by the electrodes is determined.
  • the impedance of a dielectric is a temperature-dependent variable. If the ion exchanger air filter larger
  • a temperature sensor 23 for example, a thermocouple.
  • the temperature dependence of the impedance can be compensated or the correct characteristic curve of the capacitance determination can be used as the basis for the measured filter temperature.
  • Fig. 5 shows a typical example of the dependence of the real or imaginary part of the complex conductivity ⁇ at a fixed frequency ⁇ D on the remaining one Filter capacity C r . Due to the monotonically decreasing profile of the characteristic curve, there is a clear correlation between the remaining filter capacity and the complex conductivity. If, for example, it has been determined that the filter must be changed at a certain remaining filter capacity, the characteristic curve can be used to determine a corresponding alarm limit ⁇ a for the measured value of the complex conductivity. If this limit is reached, the filter must be changed.
  • the physical property of the filter medium measured to determine the remaining filter capacity is its pH, more specifically the pH of the aqueous boundary layer covering the ion exchange groups.
  • FIGS. 3 and 4 show a flat filter element similar to the flat filter element shown in FIGS. 1 and 2, but equipped with pH sensors 31.
  • One or more sensors may be integrated into the filter medium 12. It must be ensured that the sensors have sufficient contact with the aqueous boundary layer of the filter medium, so that the diffusion of the protons or the necessary electrical contact is ensured.
  • the pH sensors 31 are connected to suitable terminals 32 (e.g., plugs or sockets) for connection to a corresponding analyzer.
  • 4 shows a possible arrangement, representative of the filter surface, of three pH sensors 31 whose measured values can be subsequently averaged, for example. However, there are other numbers and arrangements of
  • the analyzer compares the (possibly electronically averaged) voltage signal of the pH measurement with the previously determined pH characteristic curve of the corresponding ion exchange material.
  • microsensors are used for the pH measurement, for example pH-ISFET sensors based on CMOS technology ("ion-sensitive field effect transistor"), as described, for example, in WO2006 / 128804A1 to the
  • Integration in ion exchange air filters is based on the use of a pH-dependent polymer which is in diffusion contact with the aqueous interface of the filter medium.
  • a pH-dependent voltage signal in the millivolt range is applied to the downstream analyzer via a microbalance (for example a piezoelectric element).
  • the pH-sensitive polymer may be, for example, a hydrogel.
  • Such sensors are described, for example, in A. Richter et al., "Review on Hydrogel-based pH Sensors and Microsensors," Sensors 2008, 8, 561-581.
  • Both the ISFET sensors and the pH sensitive polymer-based sensors can be modified to have ion exchange groups on their surface, in a type and density that matches that of the ion-exchange air filter itself. In this embodiment, no or only minimal diffusion contact with the aqueous interface of the ion exchange air filter is required.
  • a sensor constructed in this way is, one or more times integrated into the filter, representative of the filter occupancy of the entire filter.
  • Fig. 6 shows a typical example of the pH dependence of the remaining filter capacity C r of a cation exchanger.
  • the characteristic curve would not rise, but fall off. Due to the continuous salt formation, the gas flowing through the Removing impurities reduces the number of free, acidic or basic ion exchange groups. This changes the pH. Due to the monotonically increasing or decreasing profile of the characteristic curve, there is a clear correlation between the filter assignment and the pH value. For example, if it is determined that the filter must be changed at a certain remaining filter capacity C r , the characteristic curve can be used to determine a corresponding alarm limit pH a for the pH measured value. If this limit is reached, the filter must be changed.
  • the air filters according to the invention can be used as follows:
  • the senor of the air filter is permanently connected to a suitable measuring device which either permanently or at fixed intervals determines a measured value and, if necessary, transmits it to a suitable evaluation unit, for example a computer or analyzer.
  • the evaluation unit preferably converts the measurement signal into a value for the filter assignment by means of the characteristic curve stored for the relevant filter.
  • a limit for the filter assignment is defined, in whose overrun or underrun a filter change has to be made.
  • the evaluation unit can be programmed so that it generates a corresponding message when the limit value is reached.
  • time profile of the filter assignment for a prediction of the remaining useful life and thus for a medium-term planning of the upcoming filter changes. For example, filter changes due in the near future may be merged with production shutdowns that are in any case due to other reasons in order to avoid additional downtime.
  • a mean time profile of the filter occupancy is determined with a statistical fluctuation range. Leaves the inventively determined at a certain time filter occupancy this
  • Fluctuation this is an indication of non-normal filter operation, e.g. due to unknown or unexpectedly high levels of immission with molecular contaminants.
  • This application is also possible with mixed cation and anion exchange air filters.
  • determining the filter occupancy of a single one of the multiple filters may be representative of all the filters concerned.
  • the filter occupancy is determined directly from a physical property of the filter medium and not from a concentration of a particular contaminant or a group of contaminants that has passed through the filter. Therefore, the determination is independent of the type of
  • Contaminants in particular when pure cation or anion exchange air filters with protons or hydroxide ions are used as counterions. It basically refers to all impurities that can be bound by the air filter. This advantage is achieved in particular if the measured physical property is essentially determined by the concentration of the remaining protons or hydroxide ions as counter ions of the ion exchanger groups, as is the case with the described measured variables. In contrast, in the monitoring according to the state of
  • One or more contaminants or a group of contaminants may be selected for detection because the detectors are specifically responsive thereto.
  • Contamination unnoticed leads to a complete consumption of the filter capacity. This is especially relevant for unexpected events that result in increased contamination of the air to be filtered or the occurrence of impurities that are usually not present.
  • the air filters according to the invention can be used wherever ion exchange air filters can be used, for example for filtering clean room air, e.g. in the semiconductor industry or pharmaceutical industry.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Filter zur Entfernung molekularer Verunreinigungen aus Gasen, umfassend ein Filtermedium (12), das einen Träger mit daran gebundenen Ionenaustauschergruppen sowie eine wässrige Grenzschicht umfasst, die die Ionenaustauschergruppen umschließt, und einen in das Filtermedium eingearbeiteten Sensor (21) zur Bestimmung einer von der Filterbelegung abhängigen physikalischen Eigenschaft des Filtermediums.

Description

Filter zur Entfernung molekularer Verunreinigungen aus Gasen
Die Erfindung betrifft einen Filter zur Entfernung molekularer Verunreinigungen aus Gasen, umfassend ein Filtermedium, das einen Träger mit daran gebundenen Ionenaustauschergruppen sowie eine wässrige Grenzschicht umfasst, die die Ionenaustauschergruppen umschließt .
In vielen Bereichen der Industrie, beispielsweise in der Halbleiterindustrie, werden wesentliche Prozessschritte unter Reinraumbedingungen durchgeführt. Dabei ist es notwendig, große Mengen an Luft aus der Umgebung anzusaugen und gefiltert in die Reinräume zu leiten. Noch größere Luftmengen werden ständig aus den Reinräumen abgeführt, gefiltert und rezirkuliert. Neben Partikeln und anderen Verunreinigungen müssen bei der
Filtration auch molekulare Verunreinigungen (sog. „airborne molecular contamination" , AMC) aus der Luft entfernt werden. Molekulare Verunreinigungen können aus der Umgebung stammen, wie beispielsweise von Autoabgasen, industriellen Abgasen oder aus der Landwirtschaft. Sie können jedoch auch von den in den Reinräumen stattfindenden Produktionsprozessen selbst sowie von den dabei eingesetzten Chemikalien stammen. Typische molekulare Verunreinigungen, die aus der Reinraumluft oder auch aus Prozessabgasen entfernt werden müssen, sind Ammoniak (NH3) , Schwefeldioxid (SO2) , Salzsäure (HCl) oder Stickstoffoxide (NOx) .
Um diese molekularen Verunreinigungen aus der Luft oder aus
Prozessabgasen zu entfernen, werden unter anderem Ionenaustauscher-Luftfilter verwendet. Diese umfassen in der
Regel einen Träger mit daran gebundenen Ionenaustauschergruppen sowie eine wässrige Grenzschicht, die die
Ionenaustauschergruppen umschließt. Die
Ionenaustauschermoleküle sind mit dem einen Molekülende an das Trägermaterial gebunden, das andere, die Austauscherfunkion tragende Molekülende schwimmt in der wässrigen Grenzschicht. Der Träger ist ausreichend porös, um den Durchgang von Luft zu erlauben, beispielsweise ein Vlies. Die innere Oberfläche des Trägers in den Hohlräumen bzw. Poren weist Ionenaustauschergruppen auf. Entweder sind die Fasern des Vlieses mit einer Beschichtung versehen, die diese Ionenaustauschergruppen enthält oder die
Ionenaustauschergruppen sind direkt an die Fasern chemisch gebunden. Alternativ können die Ionenaustauschergruppen auch an kleine Partikel, beispielsweise Kügelchen, gebunden sein, die wiederum in das Vlies eingebettet sind. Im Gleichgewicht mit der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit bildet sich auf der Oberfläche des Trägers eine dünne wässrige Grenzschicht, die die Ionenaustauschergruppen umschließt. Derartige Ionenaustauscher-Luftfilter sind beispielsweise in WO99/00192A1 beschrieben.
Strömt Luft durch den Filter, so diffundieren die molekularen Verunreinigungen aus der Gasphase in die wässrige Grenzschicht und lösen sich darin. Die gelösten Moleküle stehen über Säure- Base-Reaktionen mit entsprechenden protonierten oder deprotonierten ionischen Spezies im Gleichgewicht. Diese wiederum werden in einer Salzbildungsreaktion ionisch an die Ionenaustauschergruppen gebunden. Die Ionenaustauschergruppen nehmen als korrespondierende Säure oder Base an dieser Reaktion teil. Bei Verwendung geeigneter, stark saurer bzw. stark basischer Ionenaustauscher und genügend großer Austauscherkapazitäten können diese Gleichgewichte sehr stark auf die Seite der an die Ionenaustauschergruppen gebundenen Ionen verschoben werden, sodass die Luft beim Passieren des Luftfilters weitestgehend von den störenden molekularen Verunreinigungen befreit wird.
Durch diese Salzbildungsreaktion wird die Kapazität des Ionenaustauscher-Luftfilters im Laufe der Zeit verbraucht, sodass die Effizienz des Luftfilters sinkt und die Konzentration der Verunreinigungen in der gefilterten Luft ansteigt. Da vermieden werden muss, dass die Konzentrationen bestimmter Verunreinigungen die dafür vorgegebenen Grenzwerte überschreiten, muss für einen rechtzeitigen Wechsel der
Luftfilter gesorgt werden. Um dies zu gewährleisten, wird in der Regel die Filtereffizienz laufend oder in vorgegebenen Intervallen überwacht.
So offenbart EP419747A2 eine Filtervorrichtung, die wenigstens zwei hintereinander geschaltete Luftfilter (z.B.
Aktivkohlefilter oder Molekularsiebe) umfasst. Im Raum zwischen dem ersten und zweiten Luftfilter wird die Konzentration einer Verunreinigung gemessen. Wird ein vordefinierter Grenzwert überschritten, so wird der erste Luftfilter gewechselt. Der zweite Luftfilter ist erforderlich, da unter Umständen die Überschreitung des Grenzwerts (z.B. bei einer diskontinuierlichen Konzentrationsmessung) nicht sofort bemerkt wird oder aber ein Filterwechsel nicht sofort erfolgen kann. In diesem Fall sorgt der zweite Luftfilter dafür, dass trotz der Sättigung des ersten Luftfilters keine unerlaubt hohen Mengen an Verunreinigungen die Filtervorrichtung passieren können. Die Konzentrationsmessung wird mittels kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitender Detektoren durchgeführt. Als kontinuierlich arbeitender Detektor wird ein Detektor für brennbare Gase angegeben. Diskontinuierliche oder Einweg- Detektoren sind beispielsweise auf einer mit einem Farbumschlag verbundenen Reaktion basierende Teströhrchen.
Diese Filtervorrichtung weist erhebliche Nachteile auf:
Es werden immer mindestens zwei Luftfilter benötigt, die hintereinander geschaltet werden. Allein diese Tatsache erhöht bereits die Kosten. Die Reihenschaltung von mindestens zwei redundanten Filtern führt aber auch zu einem höheren Druckverlust beim Durchgang durch die Filter, der wiederum eine größere Klimaanlagenleistung erforderlich macht und damit höhere Energiekosten verursacht. Zudem erfordern redundante Filter mehr Einbauhöhe, die höhere Investitionen für die entsprechenden Produktionsgebäude zur Folge hat.
Außerdem sind die bekannten Detektoren nicht in der Lage, alle Substanzen zu detektieren, die von den Luftfiltern zurückgehalten werden können. Entweder ist für jede Substanz oder Substanzgruppe ein eigener Detektor nötig, wie im Fall der Teströhrchen, oder es können zumindest nur Substanzen mit bestimmten Eigenschaften von einem Detektor detektiert werden, z.B. brennbare Gase, wie in EP419747A2 angegeben. Somit müssen vorab alle möglichen Verunreinigungen bekannt sein, die in der zu filternden Luft enthalten sein und vom Filter zurückgehalten werden können. Selbst wenn dies der Fall ist, sind in der Regel mehrere Detektoren nötig, um diese möglichen Verunreinigungen zu überwachen. Eine derartige Kapazitätsüberwachung ist deshalb mit höheren Analysekosten und Investitionen verbunden. Eine umfassende Analyse bezüglich aller möglichen Verunreinigungen ist in der Regel nicht vor Ort verfügbar, sodass zudem mit längeren Antwortzeiten von externen Laboren zu rechnen ist.
Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Überwachungsmöglichkeit für den Zustand von Luftfiltern bereitzustellen, die es unabhängig von der Art der in der Luft enthaltenen molekularen Verunreinigungen erlaubt, einen fälligen Filterwechsel frühzeitig zu erkennen, sodass auf redundante zusätzliche Luftfilter verzichtet werden kann, ohne das Risiko einer Grenzwertüberschreitung einzugehen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Filter zur Entfernung molekularer Verunreinigungen aus Gasen, umfassend ein Filtermedium, das einen Träger mit daran gebundenen Ionenaustauschergruppen sowie eine wässrige Grenzschicht umfasst, die die Ionenaustauschergruppen umschließt, gekennzeichnet durch wenigstens einen in das Filtermedium eingearbeiteten Sensor zur Bestimmung einer von der Filterbelegung abhängigen physikalischen Eigenschaft des Filtermediums.
Die Erfindung ist auf alle bekannten Ionenaustauscher- Luftfilter anwendbar, beispielsweise auf die in WO99/00192A1 beschriebenen. Die Luftfilter können entweder nur anionische oder nur kationische Ionenaustauschergruppen oder beide Arten von Ionenaustauschergruppen gemischt enthalten. Luftfilter mit kationischen Ionenaustauschergruppen sind zur Bindung von Anionen geeignet (= Anionenaustauscher) , die aus sauren molekularen Verunreinigungen entstehen, wenn sich diese in der wässrigen Grenzschicht lösen. Luftfilter mit anionischen lonenaustauschergruppen sind zur Bindung von Kationen geeignet (= Kationenaustauscher) , die aus basischen molekularen Verunreinigungen entstehen. Vorzugsweise sind die Gegenionen des unverbrauchten Luftfilters Protonen (im Fall eines Kationenaustauschers) oder Hydroxidionen (im Fall eines
Anionenaustauschers) . Sollen sowohl saure (z.B. SO2, HCl, NOx) als auch basische Verunreinigungen (z.B. NH3) aus der Luft gefiltert werden, werden zumindest ein Anionenaustauscher- Luftfilter und ein Kationenaustauscher-Luftfilter hintereinandergeschaltet oder es wird ein gemischter Ionenaustauscher-Luftfilter verwendet. Die breitesten Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung bieten sich jedoch in reinen Kationen- oder Anionenaustauscher-Luftfiltern.
Erfindungsgemäß wird in das Filtermedium ein Sensor derart eingearbeitet, dass er in engem Kontakt zum Filtermedium und insbesondere zu der wässrigen Grenzschicht steht. Daher werden vorzugsweise sehr kleine, sog. Mikro- oder Nanosensoren verwendet. Um den Kontakt des Sensors mit der wässrigen Grenzschicht des Filtermediums zu verbessern, kann der Sensor mit einem wasseraufnahmefähigen Polymer beschichtet sein. Es können auch mehrere Sensoren in einen Luftfilter eingebaut werden.
Es werden Sensoren verwendet, die eine physikalische
Eigenschaft des Filtermediums messen, die von der verbleibenden Filterkapazität oder von der bereits verbrauchten Filterkapazität (anders ausgedrückt von der Belegung des Filters mit Verunreinigungen) abhängig ist. Im Folgenden wird nur noch von der Filterbelegung gesprochen. Solche
Eigenschaften sind beispielsweise die Impedanz (d.h. der komplexe Wechselstromwiderstand) des Filtermediums bei einer oder mehreren festgelegten Frequenzen oder der pH-Wert der wässrigen Grenzschicht. Es kann jedoch auch die Intensität oder Intensitätsänderung bei einer oder mehreren festgelegten
Frequenzen eines Resonanzspektrums, z.B. Infrarot- (IR) oder Kernresonanz-Spektrums („nuclear magnetic resonance", NMR), herangezogen werden. Intensitäten bei bestimmten Frequenzen eines NMR- oder IR-Spektrums können über die Änderung der Resonanzschwingungen der an den Träger vernetzten
Ionenaustauschermoleküle oder funktioneller Gruppen dieser Moleküle als Maß der stattgefundenen Salzbildungsreaktion genutzt werden. Durch die Bindung von Verunreinigungen an die Ionenaustauschergruppen (Salzbildung) werden diese physikalischen Eigenschaften der wässrigen Grenzschicht oder des Filtermediums insgesamt verändert, sodass man umgekehrt aus der Änderung dieser Eigenschaften den Grad der Filterbelegung ermitteln kann.
Vorzugsweise wird für jede Art von Ionenaustauscher- Luftfiltern, die erfindungsgemäß mit einem Sensor ausgestattet wird, einmal eine Kennkurve ermittelt, die den Zusammenhang zwischen der Filterbelegung und der zu messenden Eigenschaft wiedergibt. Die gesamte pro Flächeneinheit verfügbare Austauscherkapazität ist fertigungsbedingt gewissen Schwankungen unterworfen. Daher sollte die Kennkurve diese Fertigungstoleranzen der verfügbaren Austauscherkapazität pro Flächeneinheit berücksichtigen. In der Praxis bedeutet dies, dass die Kennkurve eine gewisse Breite aufweist. Die Kennkurve kann beispielsweise in einem Teststand durch Beaufschlagung des Filters mit einem Testgas bekannter Konzentration und Einwirkdauer und Errechnung des Filterwirkungsgrades anhand der nach dem Filter gemessenen Gaskonzentration erfolgen.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Flachfilterelement, das gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Elektroden für eine Impedanzmessung ausgestattet ist.
Fig. 2 zeigt das Flachfilterelement aus Fig. 1 in der Draufsicht .
Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch ein Flachfilterelement, das gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem pH-Sensor ausgestattet ist.
Fig. 4 zeigt ein mit drei pH-Sensoren ausgestattetes Flachfilterelement in der Draufsicht.
Fig. 5 gibt eine typische Kennkurve für eine auf der Messung einer komplexen Leitfähigkeit basierende Überwachung der Filterbelegung wieder.
Fig. 6 gibt eine typische Kennkurve für eine auf einer pH- Messung basierende Überwachung der Filterbelegung wieder.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die physikalische Eigenschaft des Filtermediums, die zur Bestimmung der Filterbelegung gemessen wird, dessen Impedanz oder eine davon abgeleitete Größe wie die komplexe Leitfähigkeit oder die komplexe Dielektrizitätszahl bei einer oder mehreren festgelegten Frequenzen. Es kann jeweils der Real- oder der Imaginärteil der komplexen Größe oder beide herangezogen werden. Die in der wässrigen Grenzschicht befindlichen Ionenaustauschermoleküle wirken als leitendes Dielektrikum. Die Impedanz ist ein Maß für die transportierte Ladung in Abhängigkeit von der angelegten Frequenz. So zeigen z.B. die Protonen eines in protonierter Form vorliegenden
Kationenaustauschers im Sinne des Sprung-Relaxations-Modells ein anderes Sprungverhalten und erfahren eine andere rücktreibende Kraft als die durch Salzbildung bereits belegten Ionenaustauschermoleküle. Daher kann durch die Bestimmung der Impedanz bei einer oder mehreren Frequenzen die Filterbelegung ermittelt werden.
Die Wahl der Frequenzen und der geeigneten Komponente der Impedanz (Realteil, Imaginärteil oder beide) ist abhängig vom verwendeten Austauschermaterial und wird durch eine Analyse des Impedanzspektrums im gesamten zur Verfügung stehenden Frequenzbereich bestimmt. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Frequenzen im Bereich oberhalb des Gleichstromplateaus (d.h. im Frequenzbereich der Dispersion) gewählt. Die Bestimmung im Frequenzbereich oberhalb des Gleichstromplateaus ist vorteilhaft, um einfache Anschlüsse zu verwirklichen, da die Selbstinduktivität der Sensoranschlüsse verringert ist. Dadurch wird die Verwendung auch längerer abgeschirmter Messleitungen zum Festanschluss von Sensoren in mehreren Filtern an einem Analysator zur permanenten oder zyklischen Datenabfrage erleichtert .
In einer Variante der ersten Ausführungsform kann das Sprungverhalten bei höheren Frequenzen unterhalb des Hochfrequenzbereiches in Relation zum Sprungverhalten bei niedrigerer Anregungsfrequenz als Kontrollgröße für die Detektorintegrität oder als Maß für die Gesamtheit der Ionenaustauschermoleküle dienen. Bei höheren Frequenzen wird nämlich die komplexe Leitfähigkeit zunehmend durch alle Sprungvorgänge verursacht, und nicht durch erfolgreiche
Sprünge, mit anderen Worten durch alle Ionenaustauschergruppen, unabhängig davon ob sie noch in protonierter oder bereits in salzgebundener Form vorliegen.
Ob der Real- oder Imaginärteil als Messgröße herangezogen wird, kann davon abhängig gemacht werden, welche der beiden Komponenten bei den Frequenzen, die mit der zur Verfügung stehenden Messvorrichtung zugänglich sind, bei der Salzbildungsreaktion einer größeren Änderung unterworfen ist.
Sind die Gegenionen der Ionenaustauschergruppen im Fall eines Kationenaustauschers Protonen bzw. im Fall eines Anionenaustauschers Hydroxidionen, so wird die Impedanz wie oben beschrieben im Wesentlichen durch die Menge der noch an die Ionenaustauschergruppen gebundenen Protonen- bzw.
Hydroxidionen bestimmt. Daher ist es für die Bestimmung der verbleibenden Kapazität unerheblich, gegen welche Ionen die Protonen bzw. Hydroxidionen ausgetauscht wurden, d.h. welcher Art die aus der Luft gefilterten Verunreinigungen sind.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Flachfilterelement, das mit Elektroden 21 zur Impedanzmessung ausgestattet ist. Es umfasst einen Filterrahmen 11, der das Filtermedium 12 mechanisch stabilisiert. Der Pfeil mit dem Bezugszeichen 13 symbolisiert die durch den Filter gerichtete Luftströmung. Die Erfindung kann jedoch auch auf anders aufgebaute Luftfilter, wie beispielsweise gefaltete Filter, Taschenfilter, Filterpatronen oder Kombinationen von Ionenaustauscherfiltern mit beispielsweise Partikelfiltern in einem Filterrahmen oder als Filterstapel angewandt werden. Sie kann selbstverständlich auch auf eine Kombination eines Anionen- und eines Kationenaustauscher-Luftfilters oder jeweils mehrerer davon angewandt werden.
In das Filtermedium 12 sind zwei Elektroden 21 integriert, die mit geeigneten Anschlüssen 22 (beispielsweise Stecker oder Buchsen, z.B. BNC-Buchsen) verbunden sind, um sie mit einem entsprechenden Messgerät oder Analysator zu verbinden. Es ist auch denkbar, mehrere Paare von Elektroden einzubauen, deren Messwerte beispielsweise anschließend gemittelt werden.
Als Elektroden 21 können beispielsweise zwei Silberdrähte verwendet werden, die in das Filtermedium, beispielsweise in ein Filtervlies, eingewoben sind. Die Elektroden sind vorzugsweise über die ganze Breite des Filters eingearbeitet und in Richtung des Luftstroms 13 diagonal versetzt. Auf diese Weise wird selbst bei Verwendung nur eines Elektrodenpaares eine gewisse statistische Mittelung der aufgrund der Fertigungstoleranzen möglicherweise lokal unterschiedlichen Werte der Impedanz erzielt. Bei Aufprägung einer Frequenz wird die Impedanz der von den Elektroden umschlossenen Filterfläche ermittelt .
Die Impedanz eines Dielektrikums ist eine temperaturabhängige Größe. Falls der Ionenaustauscher-Luftfilter größeren
Temperaturschwankungen unterworfen ist, ist es daher bevorzugt, die aktuelle Temperatur mittels eines Temperatursensors 23 (beispielsweise ein Thermoelement) zu messen. Auf diese Weise kann die Temperaturabhängigkeit der Impedanz kompensiert bzw. die für die gemessene Filtertemperatur korrekte Kennkurve der Kapazitätsbestimmung zu Grunde gelegt werden.
Fig. 5 zeigt ein typisches Beispiel für die Abhängigkeit des Real- oder Imaginärteils der komplexen Leitfähigkeit σ bei einer festgelegten Frequenz ωD von der verbleibenden Filterkapazität Cr. Aufgrund des monoton fallenden Verlaufs der Kennkurve besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der verbleibenden Filterkapazität und der komplexen Leitfähigkeit. Ist beispielsweise festgelegt, dass der Filter bei einer bestimmten verbleibenden Filterkapazität gewechselt werden muss, so kann durch die Kennkurve eine entsprechende Älarmgrenze σa für den Messwert der komplexen Leitfähigkeit ermittelt werden. Wird diese Grenze erreicht, so muss der Filter gewechselt werden.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die physikalische Eigenschaft des Filtermediums, die zur Bestimmung der verbleibenden Filterkapazität gemessen wird, dessen pH-Wert, genauer gesagt der pH-Wert der wässrigen Grenzschicht, die die Ionenaustauscher-Gruppen bedeckt.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen ein Flachfilterelement ähnlich dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Flachfilterelement, das jedoch mit pH-Sensoren 31 ausgestattet ist. Es können ein oder mehrere Sensoren in das Filtermedium 12 integriert sein. Es muss dafür gesorgt werden, dass die Sensoren einen ausreichenden Kontakt mit der wässrigen Grenzschicht des Filtermediums haben, damit die Diffusion der Protonen bzw. der nötige elektrische Kontakt gewährleistet ist. Die pH-Sensoren 31 sind mit geeigneten Anschlüssen 32 (beispielsweise Steckern oder Buchsen) verbunden, um sie mit einem entsprechenden Analysator zu verbinden. Fig. 4 zeigt eine mögliche, für die Filterfläche repräsentative Anordnung von drei pH-Sensoren 31, deren Messwerte beispielsweise anschließend gemittelt werden können. Es sind jedoch auch andere Anzahlen und Anordnungen von
Sensoren denkbar. Der Analysator vergleicht anschließend das (ggf. elektronisch gemittelte) Spannungssignal der pH-Messung mit der vorher bestimmten pH-Kennkurve des entsprechenden Ionenaustauscher-Materials . Vorzugsweise werden zur pH-Messung Mikrosensoren verwendet, beispielweise auf CMOS-Technologie basierende pH-ISFET-Sensoren („ion sensitive field effect transistor") , wie sie beispielsweise in WO2006/128804A1 beschrieben sind. Ein weiteres Messprinzip für die pH-Messung, das sich zur
Integration in Ionenaustauscher-Luftfilter eignet, beruht auf der Anwendung eines sich abhängig vom pH-Wert ausdehnenden Polymers, das in Diffusionskontakt mit der wässrigen Grenzschicht des Filtermediums steht. Durch Diffusion der Protonen von der wässrigen Grenzschicht zu dem pH-sensitiven Polymer und pH-abhängige Ausdehnung dieses Polymers wird über eine Mikrowaage (z.B. ein Piezoelement ) ein pH-abhängiges Spannungssignal im Millivolt-Bereich an den nachgeschalteten Analysator gegeben. Das pH-sensitive Polymer kann beispielsweise ein Hydrogel sein. Solche Sensoren sind beispielsweise in A. Richter et al., „Review on Hydrogel-based pH Sensors and Microsensors", Sensors 2008, 8, 561-581 beschrieben.
Sowohl die ISFET-Sensoren als auch die auf einem pH-sensitiven Polymer basierenden Sensoren können so modifiziert werden, dass sie an ihrer Oberfläche Ionenaustauschergruppen aufweisen, und zwar in einer Art und Dichte, die derjenigen des Ionenaustauscher-Luftfilters selbst entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist kein oder nur minimaler Diffusionskontakt mit der wässrigen Grenzschicht des Ionenaustauscher-Luftfilters erforderlich. Ein so aufgebauter Sensor ist, ein oder mehrfach in den Filter integriert, repräsentativ für die Filterbelegung des gesamten Filters.
Fig. 6 zeigt ein typisches Beispiel für die Abhängigkeit des pH-Werts von der verbleibenden Filterkapazität Cr eines Kationenaustauschers. Im Fall eines Anionenaustauschers würde die Kennkurve nicht ansteigen, sondern abfallen. Durch die fortlaufende Salzbildung, die dem durchströmenden Gas die Verunreinigungen entzieht, verringert sich die Anzahl freier, saurer oder basischer Ionenaustauschergruppen. Dadurch verändert sich der pH-Wert. Aufgrund des monoton steigenden oder fallenden Verlaufs der Kennkurve besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Filterbelegung und dem pH-Wert. Ist beispielsweise festgelegt, dass der Filter bei einer bestimmten verbleibenden Filterkapazität Cr gewechselt werden muss, so kann durch die Kennkurve eine entsprechende Alarmgrenze pHa für den pH-Messwert ermittelt werden. Wird diese Grenze erreicht, so muss der Filter gewechselt werden.
Die erfindungsgemäßen Luftfilter können wie folgt eingesetzt werden:
Vorzugsweise ist der Sensor des Luftfilters permanent mit einem geeigneten Messgerät verbunden, das entweder permanent oder in festgelegten Intervallen einen Messwert ermittelt und ggf. an eine geeignete Auswertungseinheit, beispielsweise einen Computer oder Analysator, übermittelt. Die Auswertungseinheit rechnet das Messsignal vorzugsweise mittels der für den betreffenden Filter gespeicherten Kennkurve in einen Wert für die Filterbelegung um. Vorzugsweise wird ein Grenzwert für die Filterbelegung definiert, bei dessen Über- bzw. Unterschreitung ein Filterwechsel zu erfolgen hat. Beispielsweise kann die Auswertungseinheit so programmiert sein, dass sie bei Erreichen des Grenzwerts eine entsprechende Meldung erzeugt.
Es besteht außerdem die Möglichkeit, den zeitlichen Verlauf der Filterbelegung für eine Vorhersage der noch verbleibenden Nutzungsdauer und damit für eine mittelfristige Planung der anstehenden Filterwechsel zu verwenden. So können beispielsweise in naher Zukunft fällige Filterwechsel mit ohnehin aus anderen Gründen stattfindenden Produktionsabstellungen zusammengelegt werden, um zusätzliche Ausfallzeiten zu vermeiden. In einer weiteren Anwendung der Erfindung wird ein mittlerer zeitlicher Verlauf der Filterbelegung mit einer statistischen Schwankungsbreite ermittelt. Verlässt die erfindungsgemäß zu einem gewissen Zeitpunkt bestimmte Filterbelegung diese
Schwankungsbreite, so ist dies ein Hinweis auf einen nicht normalen Filterbetrieb, z.B. durch unbekannte oder unerwartet hohe Immissionen mit molekularen Kontaminationen. Diese Anwendung ist auch bei gemischten Kationen- und Anionenaustauscher-Luftfiltern möglich.
Werden mehrere gleichartige Luftfilter in paralleler Schaltung zur Filterung eines Luftstroms verwendet, so kann es ausreichen, einen einzigen Luftfilter erfindungsgemäß mit einem Sensor für die Filterbelegung auszurüsten. Dies ist der Fall, wenn die Luftfilter immer gleichzeitig ersetzt und beim Betrieb von einer identischen Menge der gleichen zu filternden Luft durchströmt werden, sodass die Kapazität aller Luftfilter gleichmäßig verbraucht wird. In diesem Fall kann die Bestimmung der Filterbelegung eines einzigen der mehreren Filter stellvertretend für alle betreffenden Filter stehen.
Der erfindungsgemäße Luftfilter hat gegenüber dem Stand der Technik mehrere wesentliche Vorteile:
Erfindungsgemäß wird die Filterbelegung direkt aus einer physikalischen Eigenschaft des Filtermediums bestimmt und nicht aus einer Konzentration einer bestimmten Verunreinigung oder einer Gruppe von Verunreinigungen, die den Filter passiert hat. Daher ist die Bestimmung unabhängig von der Art der
Verunreinigungen, insbesondere, wenn reine Kationen- oder Anionenaustauscher-Luftfilter mit Protonen bzw. Hydroxidionen als Gegenionen eingesetzt werden. Sie bezieht sich prinzipiell auf alle Verunreinigungen, die von dem Luftfilter gebunden werden können. Dieser Vorteil wird insbesondere dann erzielt, wenn die gemessene physikalische Eigenschaft im Wesentlichen durch die Konzentration der noch vorhandenen Protonen bzw. Hydroxidionen als Gegenionen der Ionenaustauschergruppen bestimmt wird, wie es bei den beschriebenen Messgrößen der Fall ist. Dagegen müssen bei der Überwachung gemäß dem Stand der
Technik eine oder mehrere Verunreinigungen oder eine Gruppe von Verunreinigungen (z.B. brennbare Gase) für die Detektion ausgewählt werden, da die Detektoren spezifisch darauf reagieren. Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Luftfilters kann es daher auch nicht passieren, dass eine nicht überwachte
Verunreinigung unbemerkt zu einem vollständigen Verbrauch der Filterkapazität führt. Dies ist besonders bei unerwarteten Ereignissen relevant, die zu einer erhöhten Kontamination der zu filternden Luft oder zum Auftreten von üblicherweise nicht enthaltenen Verunreinigungen führen. Nach derartigen
Ereignissen ist erfindungsgemäß immer noch die laufende Überwachung ausreichend, während gemäß dem Stand der Technik zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um beispielsweise zusätzliche Substanzen zu überwachen. Insgesamt kann mit der vorliegenden Erfindung ein plötzliches und unerwartetes Durchbrechen des Filters zuverlässig vermieden werden.
Aufgrund der Möglichkeit, eine laufende Überwachung durchzuführen und so die Entwicklung der verbleibenden
Filterkapazität zu verfolgen, kann auch die bis zum fälligen Filterwechsel verbleibende Zeit vorhergesagt werden. Dies ermöglicht eine bessere Planbarkeit der Filterwechsel. Ggf. kann, wie oben beschrieben, ein für die nächste Zeit anstehender Filterwechsel auch zeitlich mit einer aus anderen Gründen erforderlichen Abstellung der betreffenden Produktionsanlagen zusammengelegt werden, was die Anlagenstillstandszeiten verringert und die Wirtschaftlichkeit der betreffenden Produktion erhöht. Bei weitgehend gleichbleibender Belastung der zu filternden Luft mit Verunreinigungen kann aufgrund der laufenden Überwachung mit dem Filterwechsel bis kurz vor dem Erreichen der Filter- Sättigung gewartet werden, sodass Filter seltener gewechselt werden müssen. Aufgrund der verbesserten Übersicht über fällige Filterwechsel kann der Lagerbestand an Ersatzfiltern reduziert werden. Außerdem kann generell auf redundante, nachgeschaltete Filter verzichtet werden. Beides führt zu einem weiteren Kostenvorteil .
Durch Beobachtung der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der Filterbelegung von einem zuvor ermittelten typischen Verlauf (mit statistischer Schwankungsbreite) können nicht normale Filterbetriebszustände und somit unerwartete Ereignisse oder Störungen in der Produktion, die zu erhöhten Konzentrationen an Verunreinigungen führen, festgestellt werden.
Die erfindungsgemäßen Luftfilter können überall dort zum Einsatz kommen, wo Ionenaustauscher-Luftfilter verwendet werden können, beispielsweise zur Filterung von Reinraumluft, z.B. in der Halbleiterindustrie oder pharmazeutischen Industrie.

Claims

Patentansprüche
1. Filter zur Entfernung molekularer Verunreinigungen aus Gasen, umfassend ein Filtermedium, das einen Träger mit daran gebundenen Ionenaustauschergruppen sowie eine wässrige Grenzschicht umfasst, die die Ionenaustauschergruppen umschließt, gekennzeichnet durch wenigstens einen in das Filtermedium eingearbeiteten Sensor zur Bestimmung einer von der Filterbelegung abhängigen physikalischen Eigenschaft des Filtermediums.
2. Filter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschergruppen anionische Gruppen und deren Gegenionen Protonen sind.
3. Filter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschergruppen kationische Gruppen und deren Gegenionen Hydroxidionen sind.
4. Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Sensor zur Bestimmung des pH-Werts der wässrigen Grenzschicht ist.
5. Filter gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein ISFET-Sensor oder ein auf einer pH-sensitiven
Polymerschicht basierender Sensor ist.
6. Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Sensor zur repräsentativen Bestimmung des pH-Werts der wässrigen Grenzschicht ist, wobei der Sensor ein ISFET-Sensor oder ein auf einer pH-sensitiven Polymerschicht basierender Sensor ist, und wobei die Oberfläche des Sensors Ionenaustauschergruppen in derselben Art und Dichte wie das Filtermedium aufweist.
7. Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Sensor zur Bestimmung der Impedanz des Filtermediums oder einer davon abgeleiteten Eigenschaft bei zumindest einer vorbestimmten Frequenz ist.
8. Filter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Sensor zur Bestimmung der Intensität oder Intensitätsänderung bei einer oder mehreren festgelegten Frequenzen eines Resonanzspektrums des Filtermediums ist.
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