Quali sono soluzioni convenienti al sistema di monitoraggio della qualità dell'aria?


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Vorrei misurare la qualità dell'aria relativa al traffico stradale in una città per un'applicazione IoT.

L'Agenzia europea dell'ambiente ha definito indicatori di qualità (buoni, cattivi, ecc.) In base alla concentrazione di alcuni gas nell'aria come CO, NOx ecc. Voglio misurare la concentrazione nell'aria di questi gas.

Ho fatto il giro della scheda Waspmote di Libellium che produce anche alcune schede sensori. Tuttavia, i sensori di gas, in particolare quelli calibrati, sono molto costosi. Qualcuno conosce una soluzione più economica o un prodotto integrato per misurare la qualità dell'aria?


Qualche settimana fa ho ricevuto un'email che smartcitizen.me sta avviando di nuovo. Vedi il loro forum per i dettagli sul nuovo hardware: forum.smartcitizen.me/t/… Non l'ho usato (ma PM 2.5 sembra insufficiente per un normale uso esterno).
Arjan,

Risposte:


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Penso che sia inesistente oggi.

Lavoro in un comune olandese e, sebbene le cose potrebbero essere cambiate ora, nel dicembre 2017 il nostro dipartimento ambientale ha concluso che anche i sensori semi-professionali di gas o polvere non erano abbastanza buoni per determinare i bassi livelli necessari per le misurazioni all'aperto. (Incluso tutto ciò che Libelium offriva in quel momento per CO, NOx e particolato.)

Non è la mia tazza di tè, ma il ragionamento del nostro dipartimento ambientale:

  • Per quanto riguarda il particolato, il Libelium ha affermato di contare il PM 1. Ma le misurazioni esterne avrebbero senso solo per il PM 0,1 (particolato inferiore a 0,1 micron). Inoltre, il peso dei particolati conteggiati non è una costante, quindi convertire i conteggi in un valore di μg / m 3 , per confrontarli con i regolamenti governativi, è difficile se non impossibile.

  • Per NO 2 il Libelium ha affermato una precisione di 0,1 ppm (parti per milione) in condizioni ideali. Con, per NO 2 , 1 pbb (parti per miliardo) pari a circa 1,88 μg / m 3 , una precisione dichiarata di 0,1 ppm = 100 ppb = circa 188 μg / m 3 . Ma le medie orarie esterne delle concentrazioni di NO 2 variano tra 1 μg / m 3 e 60 μg / m 3 e gli indicatori del governo olandese definiscono un limite superiore per la media annuale di 40 μg / m 3 . Pertanto, una precisione dichiarata di 188 μg / m 3 non è sufficiente.

  • Qualsiasi altra misura diversa da (ultra) polvere fine e NO 2 non è stata considerata interessante per la qualità dell'aria.

Naturalmente, combinare molte misurazioni a basso costo e confrontarle con i risultati di misurazioni professionali (molto costose) potrebbe comunque fornire utili indicatori.


µg / m 3 = ppb × 12.187 × M / T, dove µg / m 3 è microgrammi di inquinante gassoso per metro cubo di aria ambiente, ppb è parti per miliardo di volume (cioè volume di inquinante gassoso per 10 9 volumi di aria ambiente), M è il peso molecolare dell'inquinante gassoso e T è la temperatura in Kelvin. Si presume una pressione atmosferica di 1 atmosfera.

Quindi, per una temperatura di 25 ° C: 1 ppb SO 2 = 2,62 μg / m 3 ; NO 2 = 1,88 μg / m 3 ; NO = 1,25 μg / m 3 ; O 3 = 2,00 μg / m 3 ; CO = 1,145 μg / m 3 ; Benzene = 3,19 μg / m 3 .

Fonte: DCE - Centro danese per l'ambiente e l'energia .


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Il tuo comune ha prodotto documenti pubblici su queste conclusioni? Sai se potrebbero funzionare almeno come allarmi di soglia (ad esempio quando superano il limite legale)?
Francesco Boi,

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@Francesco, sfortunatamente no, ma ho modificato la mia risposta per aggiungere il ragionamento che ho trovato in un'e-mail.
Arjan,

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(Ho rimosso un collegamento a una presentazione dalla conferenza TTN LoRaWAN all'inizio del 2018, in cui Joost Wesseling del RIVM olandese ha presentato la misurazione di grandi inquinamenti. Bello, ma non correlato. A 4'37 si possono vedere alcuni grafici di alcuni sensori, ma Sono sicuro che troverai risultati simili altrove su Internet.)
Arjan,

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Mi dispiace mi è venuta in mente un'altra domanda. Conosci i dispositivi Waspmote Plug & Sense! di Libelium di nuovo? Non ne sono sicuro ma penso che utilizzino gli stessi sensori: non sono dispositivi professionali e precisi?
Francesco Boi,

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A metà del 2016 abbiamo utilizzato Waspmote PRO v1.2 Plug & Sense, Smart Environment, con la "normale" scheda sensore di gas v2.0. Erano terribili, ma spero che le cose siano cambiate. Non ha nemmeno fornito letture affidabili della temperatura (il prelievo di campioni successivi mostrerebbe grandi differenze), ma difficilmente può essere causato da sensori scadenti? Per i sensori di gas, dovevano essere impostate molte variabili, per le quali al nostro fornitore è stato appena detto "dipende dalla concentrazione che si intende misurare" . Leggi il forum prima di ordinare qualsiasi cosa ...
Arjan,

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Adafruit ha un sensore Volatile Organic Componds (VOC) / CO2 costruito per monitorare la qualità dell'aria ( https://www.adafruit.com/product/3566 $ 19,95 USD) che sembra adatto alle tue esigenze. Non è lussuoso come gli altri che stai guardando, ma il prezzo è giusto. Adafruit ha diversi sensori di gas tra cui scegliere: https://www.adafruit.com/category/897


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Sembra più come per le applicazioni indoor.
Francesco Boi,

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@FrancescoBoi Sì, lo sono. Ho il mio fuori nella mia scatola dei sensori meteorologici e funzionano perfettamente. È un compromesso: più economico / meno resistente alle intemperie, resistente alle intemperie / più costoso;)
JD Allen

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sparkfun ha anche quel sensore. sparkfun.com/products/14193
Sam,

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Se ho capito bene, la differenza tra interno ed esterno è circa i livelli più bassi che i sensori possono o dovrebbero misurare. I livelli interni sono molto più alti, quindi molto più facili da rilevare in modo affidabile. Per uso esterno, sono necessari sensori molto più sensibili?
Arjan,
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