Apa solusi yang terjangkau untuk sistem pemantauan kualitas udara?

11

Saya ingin mengukur kualitas udara yang terkait dengan lalu lintas jalan di kota untuk aplikasi IOT.

Badan Lingkungan Eropa telah menetapkan indikator kualitas (baik, buruk, dll) sesuai dengan konsentrasi beberapa gas di udara seperti CO, NOx dll. Saya ingin mengukur konsentrasi di udara gas-gas ini.

Saya telah mengunjungi papan Waspmote oleh Libellium yang juga memproduksi beberapa papan sensor. Namun sensor gas, terutama yang dikalibrasi sangat mahal. Adakah yang tahu solusi yang lebih terjangkau atau produk terintegrasi untuk mengukur kualitas udara?

hardware sensors Francesco Boi
sumber
Beberapa minggu yang lalu saya mendapat email bahwa smartcitizen.me mulai lagi. Lihat forum mereka untuk perincian tentang perangkat keras baru: forum.smartcitizen.me/t/... Saya belum menggunakannya (tapi PM 2.5 tampaknya tidak cukup untuk penggunaan luar biasa).
Arjan

Jawaban:

10

Saya pikir itu tidak ada hari ini.

Saya bekerja di kotamadya Belanda dan, meskipun keadaan mungkin telah berubah sekarang, pada bulan Desember 2017 departemen lingkungan kami menyimpulkan bahwa bahkan sensor gas atau debu semi-profesional tidak cukup baik untuk menentukan tingkat rendah yang diperlukan untuk pengukuran di luar ruangan. (Termasuk semua yang ditawarkan Libelium pada waktu itu untuk CO, NOx, dan partikel.)

Ini bukan cangkir teh saya, tetapi alasan departemen lingkungan kami:

  • Untuk materi partikulat, Libelium mengklaim menghitung PM 1. Tetapi pengukuran di luar ruangan hanya masuk akal untuk PM 0.1 (partikulat lebih kecil dari 0,1 mikrometer). Juga, berat partikulat yang dihitung tidak konstan, sehingga mengubah jumlah menjadi beberapa nilai μg / m 3 , untuk dibandingkan dengan peraturan pemerintah, sulit jika bukan tidak mungkin.

  • Untuk NO 2 Libelium mengklaim akurasi 0,1 ppm (bagian per juta) dalam kondisi ideal. Dengan, untuk NO 2 , 1 pbb (bagian per miliar) sama dengan † sekitar 1,88 μg / m 3 , akurasi yang diklaim 0,1 ppm = 100 ppb = sekitar 188 μg / m 3 . Tetapi rata-rata setiap jam di luar ruangan dengan konsentrasi NO 2 bervariasi antara 1 μg / m 3 dan 60 μg / m 3 , dan indikator pemerintah Belanda menetapkan batas atas untuk rata-rata tahunan 40 μg / m 3 . Jadi, akurasi yang diklaim 188 μg / m 3 tidak cukup.

  • Pengukuran lain selain (ultra) debu halus dan NO 2 dianggap tidak menarik untuk kualitas udara.

Tentu saja, menggabungkan banyak pengukuran berbiaya rendah dan membandingkannya dengan hasil pengukuran profesional (sangat mahal) mungkin masih menghasilkan indikator yang bermanfaat.

† µg / m 3 = ppb × 12.187 × M / T, di mana µg / m 3 adalah mikrogram gas polutan per meter kubik udara ambien, ppb adalah bagian per miliar menurut volume (yaitu, volume polutan gas per 10 9 volume dari udara sekitar), M adalah berat molekul polutan gas, dan T adalah suhu di Kelvin. Tekanan atmosfer 1 atmosfer diasumsikan.

Jadi, untuk suhu 25 ° C: 1 ppb SO 2 = 2.62 μg / m 3 ; TIDAK 2 = 1,88 μg / m 3 ; TIDAK = 1,25 μg / m 3 ; O 3 = 2.00 μg / m 3 ; CO = 1,145 μg / m 3 ; Benzena = 3,19 μg / m 3 .

Sumber: DCE - Pusat Lingkungan dan Energi Denmark .

Arjan
sumber
1
Apakah kotamadya Anda membuat dokumen publik tentang kesimpulan ini? Apakah Anda tahu jika mereka berfungsi sebagai alarm ambang batas setidaknya (ketika mereka melebihi batas hukum misalnya)?
Francesco Boi
1
@ Francesco, sayangnya tidak, tapi saya mengedit jawaban saya untuk menambahkan alasan yang saya temukan di email.
Arjan
2
(Saya menghapus tautan ke presentasi dari Konferensi TTN LoRaWAN pada awal 2018, di mana Joost Wesseling dari RIVM Belanda mempresentasikan tentang mengukur polusi besar. Bagus, tetapi tidak terkait. Pada 4'37 beberapa grafik beberapa sensor dapat dilihat, tetapi Saya yakin Anda akan menemukan hasil yang serupa di tempat lain di internet.)
Arjan
1
Maaf terlintas di benak saya pertanyaan lain. Apakah Anda tahu perangkat Waspmote Plug & Sense! oleh Libelium lagi? Saya tidak yakin tetapi saya pikir mereka menggunakan sensor yang sama: bukankah mereka perangkat profesional dan tepat?
Francesco Boi
2
Pertengahan 2016, kami menggunakan Waspmote PRO v1.2 Plug & Sense, Smart Environment, dengan Dewan Sensor Gas "reguler" v2.0. Ini mengerikan, tapi saya harap semuanya berubah. Itu bahkan tidak memberikan pembacaan suhu yang dapat diandalkan (mengambil sampel berikutnya akan menunjukkan perbedaan besar), tetapi seperti itu hampir tidak dapat disebabkan oleh sensor yang buruk? Untuk sensor gas, banyak variabel yang perlu ditetapkan, yang pemasoknya baru saja diberitahu "itu tergantung konsentrasi yang akan Anda ukur" . Baca melalui forum itu sebelum memesan apa pun ...
Arjan
5

Adafruit memiliki sensor Volatile Organic Componds (VOC) / CO2 yang dibangun untuk memantau kualitas udara ( https://www.adafruit.com/product/3566 $ 19,95 USD) yang kedengarannya sesuai dengan kebutuhan Anda. Ini tidak semewah yang Anda lihat, tetapi harganya tepat. Adafruit memang memiliki sejumlah sensor gas untuk dipilih: https://www.adafruit.com/category/897

JD Allen
sumber
2
Sepertinya lebih untuk aplikasi dalam ruangan.
Francesco Boi
1
@ FrancescoBoi Ya, benar. Saya punya barang saya di luar di kotak sensor Cuaca saya, dan mereka bekerja dengan baik. Ini adalah trade off: lebih murah / kurang bukti cuaca, bukti cuaca / lebih mahal;)
JD Allen
1
sparkfun memiliki sensor itu juga. sparkfun.com/products/14193
Sam
1
Jika saya mengerti dengan benar, perbedaan antara indoor dan outdoor adalah tentang level terendah yang bisa atau harus diukur oleh sensor. Tingkat dalam ruangan jauh lebih tinggi, karenanya lebih mudah dideteksi dengan andal. Untuk penggunaan di luar ruangan, dibutuhkan sensor yang jauh lebih sensitif?
Arjan