Анализатор загрязнения воздуха. Приборы для измерения качества окружающей среды

Кислород - это источник жизни. К сожалению, на сегодняшний день окружающая среда пребывает в не очень хорошем состоянии. Мы вынуждены вдыхать вместе с кислородом массу вредных веществ и элементов. Это может привести к различным заболеваниям и отразиться негативно на состоянии вашего здоровья.

Многие думают, что выхода нет, ведь отказаться от потребления кислорода, значит обрести себя на погибель. В первую очередь нужно иметь преставление о сложившейся ситуации. Как говорится: " Предупрежден, значит, вооружен." В этом вам поможет анализатор воздуха.

Анализатор воздуха в квартире

Существует множество приборов, позволяющих и очистить воздух в помещении. Анализатор воздуха в квартире укажет вам на наличие не только вредных веществ, но и бытовых загрязнений. Пыль, пары аэрозолей, выхлопные газы, попавшие в комнату через открытое окно, все это может попадать в ваши дыхательные пути на протяжении всего дня. И если очистить кислород на открытой территории будет проблематично, то сделать это в квартире будет намного проще.

Анализатор воздуха на наличие вредных веществ вы легко можете подключить к вашему очистителю воздуха. Это позволит автоматизировать работу устройств, и как только показатели состава воздуха на анализаторе превысят норму, очиститель тут же начнет очистку. Такая система позволит сэкономить электроэнергию, ведь очистителю не нужно больше работать круглосуточно. И сами приборы прослужат значительно дольше. Купить анализатор воздуха в квартире стоит всем, кто заботится о своем здоровье.

С помощью анализатора воздуха Xiaomi можно узнать экологическую обстановку в любом месте и районе города. Например, вам проще будет подобрать местность для утренней пробежки или прогулки с ребенком. Аксессуар легкий и удобный, и вам несложно будет взять его с собой.

В инструкции вы обнаружите код для приложения , с помощью которого вы сможете управлять устройством со своего смартфона. Аксессуар имеет квадратную форму, его размеры чуть больше спичечного коробка. Ж/к дисплей черного цвета и белый корпус придают устройству привлекательный внешний вид. Купите анализатор воздуха и, подключив его к смартфону, вы сможете управлять устройством на расстоянии.

Анализатор воздуха на наличие вредных веществ

Снимите защитную пленку, и запустите устройство, нажав кнопку на верхней панели. Через несколько секунд на экране анализатора качества воздуха появятся показатели, и световой датчик укажет качество кислорода.

Зеленый сигнал означает, что концентрация вредных веществ не превышает норму. Оранжевый говорит о средней загрязненности окружающей среды. Красный укажет на опасную для здоровья атмосферу.

Также на экране будут указаны показатели вредных веществ в цифровом эквиваленте. Норма - от 0 до 77, средняя загрязненность - от 76 до 150 и повышенная - от 150 до 600. Чуть ниже цифровых показателей можно видеть степень зарядки батареи анализатора воздуха в помещении, значок работы Wi-Fi и название модели PM2,5.

Задняя панель прибора для измерения чистоты воздуха выполнена в виде решетки. Именно через нее порция кислорода попадает в бытовой анализатор воздуха для определения ПДК. Внутри находится высокоточный лазер, который измеряет наличие частиц.

Портативный анализатор воздуха имеет вход для зарядного устройства и Wi-Fi. С помощью приложения для анализатора загрязнения воздуха можно использовать девайс в качестве обычных часов. Для этого вам нужно просто запустить приложение и нажать кнопку на верхней панели корпуса.

Также с помощью приложения вы сможете регулировать интенсивность подсветки анализатора качества воздуха для дома. Функция умного дома поможет синхронизировать ваш кондиционер и увлажнитель воздуха с анализатором . Вы всегда сможете посмотреть историю анализатора пыли в воздухе через приложение.

Купите анализатор воздуха на наличие вредных веществ, и вы по достоинству оцените все его преимущества. Прибор будет отслеживать концентрацию даже, когда вы спите. Если для вас имеет значение то, чем вы дышите, и вы хотите сами управлять ситуацией, то купить анализатор загрязнения воздуха вам просто необходимо.

Анализатор воздуха Xiaomi. Преимущества

  • Беспрерывной работы аккумулятора хватает на 3 часа;
  • Может работать как самостоятельно, так и через приложение;
  • Определяет процент пыли, сажи, золы, сульфатов и нитратов в воздухе;
  • Показывает качество воздуха в реальном времени;
  • Отличный подарок для человека, ведущего здоровый образ жизни.

Анализаторы качества воздуха на улице и в помещении начали выпускать совсем недавно. Еще каких-то года 2-3 назад, чтобы сделать похожий замер ПДК, нужно было воспользоваться профессиональными приборами. К сожалению, они доступны далеко не каждому. С помощью анализатора вредных веществ в воздухе любой человек может самостоятельно выявить их концентрацию.

И если решить проблему загрязнения воздуха не всегда в наших силах, то определить, где находиться будет безопасно для здоровья, а пребывание в каких местах лучше свести к минимуму, в наших силах. Раз уж человечество не может создать нормальные условия для существования, то нужно хотя-бы избегать превышения нормы вредных веществ. Цена на анализатор воздуха в нашем интернет-магазине значительно ниже, чем в специализированных магазинах техники.

Характеристики

  • Дисплей: OLED;
  • Размер обнаруживаемых астиц: 0.3μm;
  • Лазерный сенсор;
  • Материал корпуса: ABS пластик;
  • Время работы: 3 часа;
  • Тип питания: встроенный аккумулятор;
  • Размер: 6,2 х 6,2 х 3,7 см.



Такое устройство сможет помочь контролировать качество воздуха, а также предупредить владельца об утечке газа или присутствия горючих газов. Для дополнительной функциональности в детектор входит датчик влажности и температуры. Эта мини-станция сможет определять все основные загрязнители атмосферы (оксид углерода, оксид азота, диоксид серы, озон и твёрдые частицы воздуха), кроме диоксида серы.

Из-за того, что используемые датчики имеют разную цену и их параметры отличаются один от другого их калибровка происходила при известных автору концентрации газов.

Материалы:
- Arduino Uno
- Источник питания 5В
- LCD шилд RGB 16x2 LCD шилд
- Датчик газовый MiSC-2614 (Озон)
- Датчик газовый MQ-9
- Датчик измерения влажности и температуры Keyes DHT11
- Датчик твёрдых частиц Shinyei PPD42
- Датчик газовый MQ-2
- Датчик газовый MiCS-2714 (NO2)
- Доступ к 3D принтеру (для корпуса, можно использовать имеющиеся пластиковый или деревянный короб)
- Макетная плата
- Вентилятор 5В
- Проводники калибра 24 (0.511 мм) 10 - 15 шт

Электрическая схема:

Эта схема показывает общую схему работы устройства для представления о том что из себя представляет этот детектор. Автор просит обратить внимание на то что большинство портов с датчиками могут быть изменены, но тогда потребуется изменить код программы.

Шаг первый. Датчик твёрдых частиц.
Для сбора данных о твёрдых частицах используются два датчика Shinyei PPD42.
Каждый из них имеет два выхода: левый жёлтый для мелких твёрдых частиц, и второй для больших частиц. Выходы будут подсоединены к Ardiuno с напряжением питания 5В, как указано на общей схеме.

Каждый из датчиков использует светодиод и фотодиод для замера концентрации в воздухе частиц.

Шаг второй. Плата газового датчика.
Ниже показана схема печатной платы датчиков газа и температуры с влажностью. Автор печатную плату изготавливал самостоятельно и рекомендует делать также тем, кто займётся этим проектом, и отмечает что плата, может, отличаться физически от той, которая указанна на схеме.


Шаг третий. Датчики NO2 и озона.
В самоделке используют датчики с поверхностным монтажом MiCS-2614 и MiCS-2714, они обнаруживают озон и двуокись озона в воздухе.

Каждый датчик в своём сенсорном элементе использует внутренний резистор. На схеме указано расположение измерительного резистора между выводами K и G. Для определения их правильного расположения использовался омметр. Сопротивление резистора находится в пределах кОм. Также датчики имеют нагревательный элемент между выводами H и A, который поддерживает температуру сенсорного элемента. Нагревательный элемент имеет сопротивление в 50-60 кОм.

Шаг четвёртый. Датчики газа.
Автор использует датчики газовые MQ-2 и MQ-9, которые измеряют токсичные газы. Датчики используют газочувствительный резистор для обнаружения токсичных газов, и используют свой нагревательный элемент для установки и сохранения требуемой температуры датчика.

Датчики устанавливаются согласно схеме макетной платы. Датчик MQ-2 соединяется выводом с меткой А к питанию 5В, вывод G к земле, вывод S к земле через резистор 47 кОм. Датчик MQ-9 подключается немного иначе: вывод А к транзистору, В к питанию 5В вывод G к земле и вывод S к земле через резистор 10 кОм.

Шаг пятый. Датчик влажности и температуры.
Этот датчик является обязательным, так как контроль за влажностью и температурой является очень важной частью в определении концентрации газов. Повышенные значения влажности и температуры сильно повлияют на точность измерений за обеими этими параметрами можно следить с помощью одного датчика. Его подключение происходит следующим образом: левый вывод подключается к питанию, средний вывод -сигнальный выход, а правый к земле. Сигнал от этого датчика будет поступать на цифровой порт Arduino.

Шаг шестой. Вентилятор и источник питания.
Если заглянуть на схему всего проекта то можно заметить что используется только одно входное напряжение 5В. В этой самоделке используется обычный сетевой адаптер. Для правильной работы устройства, и для предотвращения перегрева используется корпусный вентилятор 5В.


Шаг седьмой. Корпус.
Корпус можно изготовить из подручных материалов таких как дерево, металл, пластик. Автор использовал 3D принтер, внизу статьи приложен файл для печати.

Множество встроенных функций позволят определить концентрацию CO и CO?, относительную влажность, температуру и другие важные параметры. Некоторые модели также позволяют измерять давление, тягу, уровень освещенности и шума. Определение объемного расхода обеспечивается всеми возможными методами, в числе которых обогреваемые зонды, крыльчатки и трубки Пито.

Используя современные анализаторы можно не только продиагностировать работу систем и обеспечить комфортные условия работы, но и избежать возникновения различных несчастных случаев, например, отравления персонала угарным газом. Пригодятся приборы для определения качества воздуха и для контроля условий хранения готовой продукции, например, для поддержания определенного температурного режима на складах.

При выборе прибора для оценки качества воздуха следует в первую очередь исходить из стоящих перед вами задач. По своему функционалу данный вид устройств можно разделить на следующие категории:

  • Измерители расхода воздуха – предназначены специально для контроля работы и отладки систем кондиционирования. С их помощью можно измерять скорость воздушных потоков, давление и объемный расход.
  • Счетчик пылевых частиц – предназначен для контроля работы систем кондиционирования и вентиляции. Основная функция данного вида устройств – определение концентрации в воздухе взвешенных твердых частиц. Дополнительно прибор позволяет измерять температуру и влажность в помещении, заменяя собой термогигрометр.
  • Измерители концентрации CO и CO? – особенно востребованы в производственных цехах, но также могут быть использованы и для контроля микроклимата в офисных и жилых помещениях.
  • Приборы для измерения температуры, влажности и давления – основной областью применения является диагностика работы газового оборудования, систем отопления и ОВКВ.
  • Универсальные приборы для определения качества воздуха – сочетают все функционал сразу нескольких устройств.

Различные варианты конструкции

Помимо функционала приборы контроля качества воздуха отличаются друг от друга типом конструкции. Одни имеют встроенный измерительный зонд, другие – сменный. Устройства с несъемным зондом отличаются компактными размерами и, как правило, узкоспециализированы. Универсальные же приборы для оценки качества воздуха могут использоваться с различного рода датчиками, что значительно расширяет сферу их применения. Дополнительные зонды могут как поставляться в комплекте с прибором, так и приобретаться отдельно.

Интуитивно понятный интерфейс

Большинство моделей приборов оценки качества воздуха оснащаются большим жидкокристаллическим дисплеем. Он может быть как цветным, так и монохромным и, как правило, оснащен подсветкой для удобства работы в условиях недостаточной видимости. Результаты измерений отображаются в реальном времени на экране устройства.

Управление прибором осуществляется при помощи нескольких клавиш на передней панели. Каждая из них отвечает за определенную функцию и содержит соответствующую пиктограмму или подпись. Благодаря этому в работе прибора можно легко разобраться даже без предварительной подготовки. Некоторые модели поддерживают возможность управления при помощи смартфона с установленным фирменным приложением.

Простая обработка данных

Многие модели приборов оценки качества воздуха оснащены функцией сохранения данных во внутренней памяти. Это значительно упрощает дальнейшую обработку информации, особенно если вы производите подряд сразу несколько измерений. Например, определяя уровень влажности в разных помещениях.

Устройства оснащаются самым широким набором средств коммуникации, от стандартных портов для соединения с компьютерами, принтерами и мониторами до беспроводных модулей связи для вывода информации на смартфон или планшет. Мощное программное обеспечение приборов контроля качества воздуха позволяет быстро сформировать отчет об измерениях, в котором будет содержаться исчерпывающая информация, включая графики и табличную информацию.

Выбрать и купить прибор для оценки качества воздуха в Москве вы можете в магазине или на сайте РУСГЕОКОМ. Мы также осуществляем доставку в другие регионы.

В любом более-менее крупном промышленном городе и его окрестностях воздух загрязнен большим количеством взвешенных частиц. И это, по большей части, сторонние вещества, с которыми работает промышленность, плюс прочие техногенные компоненты, продукты распада, образовывавшиеся при горении и все прочее.

В общем, все это - очень вредно для здоровья, и в некоторых городах людям даже приходится носить защитные маски, в случае особенно активной фазы производства и определенной конфигурации розы ветров.

Это решение - небольшой модуль для мобильного телефона, который оценивает качество воздуха, используя камеру и вспышку устройства. Само собой, задействовать модуль на телефоне без камеры и без вспышки не выйдет.

Сам модуль закрепляется на обратной стороне смартфона при помощи магнита, при этом отверстия модуля должны располагаться над вспышкой и камерой смартфона.

Работает все достаточно просто. Человек нажимает кнопку «сделать фотографию» (выставив при этом режим работы со вспышкой), вспышка срабатывает, и свет от нее по оптоволокну поступает на сенсор фотокамеры.

В модуле есть также пассивный воздухозаборник, через который и проходит свет от вспышки, прежде, чем попасть на линзу фотокамеры. Чем больше взвешенных частиц в отобранной пробе воздуха - тем сильнее рассеивается свет.

Для своего модуля (его корпус, кстати, распечатали на 3D принтере) ученые разработали и соответствующее приложение, которое анализирует полученные камерой изображения, вычисляя количество частиц в воздухе по яркости пикселей на полученным изображении. По словам специалистов, яркость пикселей на фото позволяет довольно точно рассчитать загрязнение воздуха, для чего был разработан специальный алгоритм.

После испытаний своего прибора ученые сравнили собственные результаты исследований состояния атмосферы с результами исследований штатных станций определения качества воздуха. Результаты сошлись довольно точно.

Конечно, у прибора есть и ограничения. В частности, он может фиксировать загрязнение атмосферы при концентрации взвешенных частиц примерно до 1 миллиграмма на метр кубический. Кроме того, частицы менее 10 мкм (а мелкая фракция пыли - самая опасная, кстати), тоже пока не фиксируются прибором.

Сейчас ученые занимаются улучшением характеристик прибора, с тем, чтобы можно было учитывать и мелкую фракцию пыли.

По словам разработчиков, их устройство может пригодиться всем людям, пользователям мобильных устройств, которые обеспокоены качеством атмосферы своего города. При помощи такого устройства и приложения к нему можно было бы достаточно быстро составлять карту загрязнения атмосферы города/региона, после чего полученные результаты предоставлялись бы соответствующим службам.

Статья ученых доступна в

Данное устройство предоставит пользователям экономичное решение для контроля качества воздуха. Организации по защите окружающей среды определили пять основных загрязнителей атмосферы: озон, твердые частицы в воздухе, оксид углерода, диоксид серы и оксид азота. Данное устройство может детектировать все эти загрязняющие вещества, кроме диоксида серы. Кроме того, устройство включает детектор бытового газа, что позволит предупреждать пользователей об утечке газа или присутствия горючих газов. Также в комплект входит датчик температуры и влажности.

Мы откалибровали устройство согласно даташитов датчиков для предварительной оценки качества работы устройства в целом. Так как используемые датчики достаточно дешевые и их параметры значительно колеблются от компонента к компоненту, их калибровка выполнялась при заранее известной концентрации вредных газов.

Шаг 1: Материалы

Управление и питание

  • Микроконтроллер Arduino Uno
  • Источник питания напряжением 5В
  • RGB 16x2 LCD шилд

Датчики

  • Датчик твердых частиц Shinyei PPD42
  • Газовый датчик MQ-2
  • Газовый датчик MQ-9
  • Газовый датчик MiCS-2714 (NO2)
  • Газовый датчик MiSC-2614 (Озон)
  • Датчик температуры и влажности Keyes DHT11

Дополнительные материалы для сборки

  • Доступ к 3D принтеру
  • Макетная плата
  • 5В вентилятор
  • 10 - 15 проводников калибра 24 (0.511 мм)

Шаг 2: Общая электрическая схема

Вышеуказанная электрическая схема представляет собой общую схему, демонстрирующую работу детектора вредных газов. Подробная электрическая схема для макетной платы будет представлена ниже. Примите во внимание, что вы можете изменить большинство цифровых и аналоговых портов, к которым подключаются датчики, если это будет необходимо (по любой причине); для этого следует внести изменения в предоставленный код программы.

Шаг 3: Датчик твердых частиц

Для сбора данных о концентрации твердых частиц в воздухе мы использовали два пылевых датчика Shinyei PPD42.

Каждый датчик Shinyei имеет два сигнальных выхода: один для мелких твердых частиц (левый желтый провод на изображении выше) и один для больших твердых частиц. Эти выходы подсоединены к цифровым входам Ardiuno. Для портов датчика требуется напряжение питания +5В и земля. Смотрите общую электрическую схему.

Каждый датчик использует инфракрасный светодиод и фотодиод для измерения концентрации рассеянных в воздухе твердых частиц. Внутренняя схема преобразует выходной сигнал фотодиода в цифровые сигналы. Обычно на выходе датчика сигнал +5В, а когда датчик обнаруживает частицы, он посылает низковольтный импульс. Период времени, когда на выходе низкий сигнал или "low-pulse occupancy percentage" (процент времени, в течение которого на выходе фотодиода низкий уровень напряжения) пропорционален концентрации твердых частиц в воздухе.

Подробный анализ обратного декодирования датчика Shinyei PPD42 указан в учебном материале Трейси Аллена

Шаг 4: Печатная плата газового датчика

Выше показана электрическая схема для печатной платы газовых датчиков и датчика температуры/влажности. Подробные сведения об установке каждого компонента указаны ниже в следующих шагах. Заметьте, что ваша печатная плата может отличаться физически от указанной на изображении. Фактически, рекомендуется самостоятельно изготовить печатную плату для компонентов с поверхностным монтажом, вместо использования макетной платы.

Шаг 5: Датчики озона и NO2

Мы использовали датчики с поверхностным монтажом MiCS-2614 и MiCS-2714 , которые могут обнаруживать в воздухе озон и двуокись азота соответственно.

Оба этих датчика используют внутренний резистор в своем сенсорном элементе. На схеме выше измерительный резистор расположен между выводами (G) и (K). Используйте омметр для того, чтобы убедиться в правильном расположении выводов. Сопротивление резистора должно находиться в пределах 10-20 kΩ.

Кроме того оба датчика оснащены нагревательным элементом между выводами (A) и (H). Данный нагревательный элемент поддерживает требуемую температуру сенсорного элемента. Сопротивление нагревательного элемента составляет 50-60Ω.

В идеальном случае оба датчика необходимо установить поверхностно на печатной плате. Однако при отсутствии печатной платы следует аккуратно подпаиваться к выходам этих датчиков, используя низкотемпературный припой и проявлять особую осторожность.

Как показано на электрической схеме для макетной платы, мы установили резисторы номиналом 82Ω и 131Ω последовательно с нагревательными элементами датчиков MiCS-2614 и MiCS-2714 соответственно. Это гарантирует, что нагревательные элементы получат необходимый уровень мощности. Если у вас нет резистора номиналом 131Ω (это нестандартное значение), тогда используйте резисторы на 120Ω и 12Ω, подключенные последовательно.

Мы разместили измерительные резисторы в обоих датчиках последовательно с резисторами 22kΩ с целью создания делителя напряжения. По напряжению на выходе делителя напряжения мы смогли вычислить измерительное сопротивление датчика.

Rsenor = 22kΩ * (5В / Ввых - 1)

Шаг 6: Датчики токсичного газа MQ

Для измерения токсичных газов, включая пропан, бутан, сжиженный попутный газ и оксид углерода, мы использовали газовые датчики MQ-2 и MQ-9 .

MQ-2 и MQ-9 очень похожи на датчики MiCS. Они используют газочувствительный резистор (SnO2) для детектирования концентраций токсичных газов и имеют нагревательный элемент для поддержания требуемой температуры датчика. Схемы, используемые для этих датчиков, аналогичны схемам для датчиков MiCS, за исключением того, что мы использовали транзистор вместо резистора для регулировки нагревательной мощности в MQ-9.

Для получения подробных сведений касательно монтажа обратитесь к электрической схеме для макетной платы. Для датчика MQ-2, подсоедините вывод с меткой A к 5В питания, вывод с меткой G к земле, а вывод с меткой S подсоедините к земле через резистор 47 kΩ. Для газового датчика MQ-9, подсоедините вывод с меткой A к транзистору, вывод с меткой B к 5В питания, вывод с меткой G к земле, а вывод с меткой S подсоедините к земле через резистор 10 kΩ.

Шаг 7: Датчик температуры и влажности

Данный датчик нужно обязательно использовать, поскольку контроль температуры и влажности играет важную роль в определении концентрации газов. Высокая влажность и температура значительно влияют на точность измерений. Поэтому очень важно контролировать эти изменяющиеся параметры. Температуру и влажность можно одновременно контролировать с помощью одного датчика. Согласно изображению выше, левый вывод присоединяют к питанию, средний вывод – сигнальный выход, а правый к земле. Выходной сигнал от данного датчика поступает на цифровой порт Arduino. В нашем коде предполагается, что температурный сигнал поступает на цифровой порт 2. При необходимости можно поменять на другой цифровой порт; просто в код программы следует внести соответствующие коррекции в зависимости от выбранного порта. Для надлежащего использования данного компонента обратитесь к электрической схеме для макетной платы.

Шаг 8: Источник питания и вентилятор

Если вы обратите внимание на электрическую схему для всего проекта, то увидите, что вам необходимо только одно входное напряжение величиной 5В. Для данного проекта можно использовать обычный сетевой адаптер, показанный выше. Кроме того, вам потребуется корпусной вентилятор, который поможет предотвратить перегрев устройства. Можно использовать стандартный 5В вентилятор требуемого размера.

Шаг 9: Корпус

Корпус можно изготовить многими способами. Мы использовали UP 3D принтер. Мы приложили STL файл, который использовали для окончательной печати.

Шаг 10: Код программы

Код для извлечения исходных данных из устройства прикреплен выше. Данный код распечатывает на компьютере через последовательный монитор значения сопротивления датчика, процент занятости низко импульсных сигналов Shinyei PPD42 и показания температуры и влажности. Также исходные данные можно просмотреть на LCD дисплее.

Для правильной работы кода сначала необходимо загрузить библиотеки для LCD шилда, и датчиков температуры и влажности. Библиотеки можно найти на следующих веб-сайтах:

Шаг 11: Интерпретация данных

Для определения концентрации твердых частиц мы использовали Дэвида Холстиуса (David Holstius). В статье для пылевого датчика Shinyei PPD42 были определены соотношения выходов датчика и измерений, проведенных Управлением по охране окружающей среды. Диаграммы в приложении указывают наиболее подходящие графики для данных. Мы использовали графики для выполнения аппроксимации концентрации твердых частиц PM2.5 в микрограммах на метр кубический следующим образом:

PM2.5 = 5 + 5 * (небольшой процент времени, в течение которого на выходе фотодиода низкий уровень напряжения).

Для оценки концентрации газа от газовых датчиков MiCS, мы использовали графики в даташитах (NO2 и ) для извлечения функций, касающихся сопротивления датчика по отношению к концентрации газа.

Для датчиков MQ мы использовали графики из даташитов датчиков для качественной оценки данных. Когда значение сопротивления падает ниже половины сопротивления в воздухе, то вероятно, что датчик обнаруживает целевые газы. Когда сопротивление падает на коэффициент 10, уровни целевого газа будут в районе 1000 промилле, то есть близко к требуемому безопасному пределу.



Поделиться