Каковы доступные решения для системы контроля качества воздуха?

11

Я хотел бы измерить качество воздуха, связанное с дорожным движением в городе, для применения IoT.

Европейское агентство по окружающей среде определило качественные показатели (хорошие, плохие и т. Д.) В соответствии с концентрацией некоторых газов в воздухе, таких как CO, NOx и т. Д. Я хочу измерить концентрацию этих газов в воздухе.

Я ознакомился с платой Waspmote от Libellium, которая производит также несколько сенсорных плат. Однако газовые датчики, особенно калиброванные, действительно дороги. Кто-нибудь знает более доступное решение или интегрированный продукт для измерения качества воздуха?

hardware sensors Франческо Бой
источник
Несколько недель назад я получил электронное письмо, что smartcitizen.me запускается снова. См. Их форум для деталей о новом оборудовании: forum.smartcitizen.me/t/… Я не использовал это (но PM 2.5 кажется недостаточным для регулярного наружного использования).
Арджан

Ответы:

10

Я думаю, что это не существует сегодня.

Я работаю в голландском муниципалитете, и, хотя сейчас все могло измениться, в декабре 2017 года наш отдел охраны окружающей среды пришел к выводу, что даже полупрофессиональные датчики газа или пыли просто недостаточно хороши для определения низких уровней, необходимых для наружных измерений. (Включая все, что Libelium предлагал для CO, NOx и твердых частиц.)

Это не моя чашка чая, а рассуждения нашего экологического отдела:

  • Для твердых частиц Libelium утверждал, что считает PM 1. Но наружные измерения будут иметь смысл только для PM 0,1 (частицы меньше 0,1 микрометра). Кроме того, вес подсчитанных частиц не является постоянной величиной, поэтому преобразование подсчетов в некоторое значение мкг / м 3 для сравнения с государственными нормативами является трудным, если не невозможным.

  • Для NO 2 Libelium претендовал на точность 0,1 ppm (частей на миллион) в идеальных условиях. При том, что для NO 2 1 pbb (частей на миллиард) равен † около 1,88 мкг / м 3 , заявленная точность составляет 0,1 ppm = 100 ppb = около 188 мкг / м 3 . Но среднечасовые средние концентрации NO 2 варьируются от 1 мкг / м 3 до 60 мкг / м 3 , а индикаторы правительства Нидерландов определяют верхний предел для среднегодового значения 40 мкг / м 3 . Таким образом, заявленная точность 188 мкг / м 3 недостаточна.

  • Любые другие измерения, кроме (ультра) мелкой пыли и NO 2, были признаны не интересными для качества воздуха.

Конечно, объединение множества недорогих измерений и сравнение их с результатами (очень дорогих) профессиональных измерений может все же дать полезные показатели.

† мкг / м 3 = ppb × 12,187 × M / T, где мкг / м 3 - микрограммы газообразного загрязнителя на кубический метр атмосферного воздуха, ppb - части на миллиард по объему (т. Е. Объем газообразного загрязнителя на 10 9 объемов окружающий воздух), M - молекулярная масса газообразного загрязнителя, а T - температура в градусах Кельвина. Атмосферное давление принимается равным 1 атмосфере.

Так, для температуры 25 ° С: 1 ppb SO 2 = 2,62 мкг / м 3 ; NO 2 = 1,88 мкг / м 3 ; NO = 1,25 мкг / м 3 ; O 3 = 2,00 мкг / м 3 ; CO = 1,145 мкг / м 3 ; Бензол = 3,19 мкг / м 3 .

Источник: DCE - Датский центр окружающей среды и энергетики .

Арьян
источник
1
Ваш муниципалитет подготовил какой-либо публичный документ об этих выводах? Знаете ли вы, могут ли они работать по крайней мере в качестве пороговых сигналов (например, когда они превышают допустимый предел)?
Франческо Бой
1
@Francesco, к сожалению, этого не произошло, но я отредактировал свой ответ, добавив обоснование, которое я нашел в электронном письме.
Арьян
2
(Я удалил ссылку на презентацию с конференции TTR LoRaWAN в начале 2018 года, на которой Йост Весселинг из голландской RIVM представил информацию об измерении огромных загрязнений. Хорошо, но не связано. В 4'37 можно увидеть некоторые графики некоторых датчиков, но Я уверен, что вы найдете подобные результаты в других местах в Интернете.)
Арджан
1
Извините, мне пришло в голову еще один вопрос. Знаете ли вы устройства Waspmote Plug & Sense! опять либелием? Я не уверен, но я думаю, что они используют одни и те же датчики: они не профессиональные и точные устройства?
Франческо Бой
2
В середине 2016 года мы использовали интеллектуальную среду Waspmote PRO v1.2 Plug & Sense с «обычной» платой газовых датчиков v2.0. Это было ужасно, но я надеюсь, что все изменилось. Он даже не дал надежных показаний температуры (взятие последующих образцов показало бы большие различия), но такое вряд ли может быть вызвано плохими датчиками? Для датчиков газа необходимо было установить множество переменных, для которых наш поставщик просто сказал: «Это зависит от концентрации, которую вы собираетесь измерять» . Прочтите этот форум, прежде чем заказывать что-либо ...
Арджан
5

Adafruit имеет датчик летучих органических компонентов (VOC) / CO2, созданный для контроля качества воздуха ( https://www.adafruit.com/product/3566 $ 19,95 USD), который звучит так, как будто он соответствует вашим требованиям. Это не так красиво, как другие, на которые вы смотрите, но цена подходящая. У Adafruit есть несколько датчиков газа на выбор: https://www.adafruit.com/category/897

Джей Аллен
источник
2
Это больше похоже на применение в помещениях.
Франческо Бой
1
@FrancescoBoi Да, они есть. У меня есть мой снаружи в моей коробке датчиков погоды, и они работают просто отлично. Это компромисс: дешевле / меньше погодных условий, погодных условий / дороже;)
JD Allen
1
У sparkfun тоже есть этот датчик. sparkfun.com/products/14193
Сэм
1
Если я правильно понимаю, разница между внутренним и наружным составляет примерно самые низкие уровни, которые датчики могут или должны измерить. Внутренние уровни намного выше, поэтому намного легче надежно обнаружить. Для наружного использования нужны гораздо более чувствительные датчики?
Арьян