Выбор анализатора воздуха

Замеры и тесты

Офис

Первые майские выходные длились с субботы по понедельник включительно. Эти три дня офис был необитаемый, окна плотно закрыты.
Придя во вторник, я увидел 610 ppm, 23,0 °C, 31%
В помещении начинает трудиться 1 человек.
Спустя 30 минут: 715 ppm 24,6 °C 35%
Спустя еще 1 час: 1050 ppm 25,3 °C 38%

Выводы:

• В помещении с закрытыми окнами концентрация CO2 не опускает до фонового уровня (около 400 ppm) даже за 3 дня. Значит герметичность вполне хорошая, свежему воздуху поступать особо неоткуда.
• Хоть значение в 610 ppm хоть и не фоновое, но вполне допустимое и благоприятное. Однако оно перестаёт быть таковым уже через 1,5 часа
  Офис после ночи.
  Продолжаем эксперименты. Оставляем форточку на микропроветривании.

Такой щёлки вполне достаточно

Чудеса — утром прибор показывает уровень углекислого газа 405 ppm. Ровно такой же уровень нас ждал если бы офис не имел окон вовсе.

В машине

Измерение качества воздуха в машине

Жалко, что зима прошла и печку в машине включать больше не нужно. А хотелось проверить уровень относительной влажности. Лично у меня — в этот период страшно сохнут глаза, очень неприятно ездить с печкой. Без отопления холодно. Поэтому стараюсь направлять потоки воздуха в любую сторону кроме себя.

Симптомы повышенной концентрации углекислого газа — утомление и сонливость — плохие друзья водителя. Было решено проверить как с этим дела в моей машине.

Замерял три ситуации.

1. Кондиционер в режиме охлаждения
2. Тот же режим, но с кнопкой «рециркуляция»
3. Приоткрытые щёлки в окнах (окна закрыты дефлекторами)

В режиме кондиционера воздух в салон поступает извне и охлаждается. Проблем с концентрацией углекислого газа нет, однако показатели держатся около верхней «зеленой» планки — 710-800 ppm.

Режимом рециркуляция обычно пользуются, чтобы быстрее прогреть\охладить салон или избежать неприятного запаха дымящего грузовика. Я нажимаю кнопку, и концентрация CO2 очень быстро поднимается до 840-910 ppm и уже медленнее ползёт вверх. Понятно, без особых причин не стоит долго ездить в таком режиме.

Когда воздух свежее: кондиционер или открытые окна? С точки зрения углекислого газа тут всё однозначно. Окна открытое на пару сантиметров спереди и сзади в мгновение устанавливают концентрацию углекислого газа в 610 ppm. При этом я не устраивал очень сильный сквозняк — на окнах стоят дефлекторы (это такие козырьки). Но не стоит забывать, что при использовании вентиляции воздух проходит через фильтры, которые задерживают пыль и копоть.

Как по мне — вполне достаточно свежего воздуха в режиме кондиционера.

Впечатления

Как человек технического склада ума — люблю знать конкретные величины и не основываться на субъективных ощущениях. Раньше я контролировал только уровень влажности. Теперь точно могу знать о «свежести» воздуха.

Монитор качества воздуха от Даджет со всеми своими функциями справляется хорошо. Измеряет, предупреждает. Приведу ниже некоторые плюсы и минусы («хотелки»)

Плюсы

• помимо СО2 измеряет влажность и температуру
• крупные цифры на дисплее
• возможность звукового оповещения, если значение выходит за норму (и возможность это отключить)

Минусы

• нет возможности синхронизации с ПК
• подсветка дисплея не отключается

Для читателей блога действует скидка 10% на покупку монитора качества воздуха в течение 14 дней по промокоду GT-MKV.

Семейство анализаторов от Xiaomi

Xiaomi mi Clear Grass Intelligent Air Detector — красивый прибор с retina дисплеем, и основной конкурент D9, если верить многочисленным их сравнениям. Насколько мне удалось выяснить, помимо того, что он стоит на пару тысяч рублей дороже топовой версии D9-H, явных преимуществ именно в точности измерений он не имеет, скорее наоборот.

Из однозначных плюсов ClearGrass, кроме дизайна, надо упомянуть возможность беспроводного подключения из приложения Xiaomi и интеграции в систему умный дом. Возможно, я плохо изучил вопрос, но мне это показалось не слишком полезным, да и работает например умное управление вытяжкой у людей как-то неоднозначно.

А вот в минусы ClearGrass многие относят сложность его разборки. Дело в том, что датчики PM2.5 имеют ограниченный срок службы, по одной из ссылок (ниже) приведена информация от производителя Plantower, что служит он 3 года. Я так понимаю, что факторов влияющих на его срок службы, два.

Во-первых, датчик основан на работе лазерного диода, который как любой светодиод, деградирует. Причем, с повышением температуры диода, деградирует он быстрее. Во-вторых, датчик прокачивает через себя воздух при помощи вентилятора. А значит, неизбежен износ механической части.

D9 же очень легко разбираются, а датчик PM для них, как уже было сказано выше, продается отдельно. Что делает измеритель более ремонтопригодным.

Ещё, внешне мне очень понравился Xiaomi Mija Smart PM2.5 с OLED экранчиком. Очень компактный и красивый прибор в карманном исполнении, умеющий работать автономно (всего пару часов).

Коннектится к смартфону, что большой плюс. Но, ограниченная функциональность и даже более высокая чем у D9-B цена заставили от него отказаться.

Ну и ещё один компактный прибор от них: Xiaomi Smart mi PM 2.5 (нет, это не тот же анализатор, что и предыдущий, и да, в продукции ксяоми очень легко запутаться).

Умеет измерять он только PM2.5, соединяться с телефоном для передачи данных. Встроенный дисплей простенький, расширенную статистику не предоставляет, но цена в районе 70 долларов делает его вполне интересным. Встроенный датчик как заявлено, измеряет одновременно PM2.5, T∨OC, COa (как пишут, отличие COa от CO2 заключается в том, что вычисляется косвенно, а не измеряется непосредственно).

К сожалению, не нашел по нему ни одного нормального обзора с разборкой, и отзывов тоже практически нет. А единственный полезный отзыв на али сообщил только, что «устройство вне экосистемы mi Home». Подтвердить или опровергнуть это заявление я не могу.

Вообще, плюсы приборов от Xiaomi — внешний вид, и возможность интегрировать в собственную экосистему ксяоми (если у вас, конечно, такая имеется. У меня — нет для меня не так существенны. Минусы — цена, и всё-таки не очень понятная начинка. Поэтому, в итоге и выбрал более понятный и изученный общественностью D9.

Впрочем, и у D9 есть недостатки — например, невозможность снять с него данные в компьютер или смартфон. Несмотря на наличие на плате слота под Wi-Fi, самого адаптера там нет. Соответственно, сложно использовать его как логгер, чтобы например (или) транслировать её на сайт или в какой-либо публичный агрегатор мониторинга подобных данных и удобно отслеживать динамику качества воздуха.

Кроме того, есть претензии к точности измерения температуры и влажности, и к неотключаемой подсветке экрана.

Топ-3 лучших анализаторов воздуха

Напоследок рассмотрим подробнее тройку лучших датчиков углекислого газа, по оценкам экспертов и отзывам пользователей.

Plume Labs Flow

Первое место занимает анализатор от французского разработчика электронных климатических устройств Plume Labs. Этот прибор способен выполнять сразу несколько функций:

• Замерять уровень концентрации углекислого газа как в помещении, так и на открытом воздухе.
• Производить замеры содержания диоксида азота в воздухе.
• Улавливать концентрацию взвешенных мелкодисперсных веществ.

Прибор снабжается аккумуляторной батареей, обеспечивающей ему сутки автономной работы. Имеется возможность подключения устройства к смартфону пользователя при помощи WiFi-соединения с удалённой передачей на мобильный гаджет текущей информации. Стоимость датчика составляет 12 тыс. рублей.

Nest Protect

Датчик углекислого газа от американской компании Nest, специализирующейся на разработке умных устройств для дома, занимает вторую строчку рейтинга. Прибор совмещает в себе детектор СО2 с тревожным датчиком, способным обнаруживать в помещении задымление или наличие угарного газа. При этом происходит сработка встроенной звуковой сигнализации. Может работать как в автономном режиме, так и интегрироваться в общую систему smart home через WiFi. Каждый из режимов работы отображается в виде определённого цвета свечения светодиодов на корпусе устройства. Стоимость – 9 тыс. руб.

Xiaomi mi Clear Grass стоимостью от 11 тыс. рублей

Данный анализатор воздуха Xiaomi был выпущен на рынок в конце 2018г., и является на сегодня новейшей моделью датчиков углекислого газа от этой китайской компании. Прибор снабжается АКБ мощностью 2000 миллиампер/час, что позволяет ему работать без подзарядки 6 часов. Удобный дисплей обладает максимальной информативностью, выдавая все актуальные данные начиная от концентрации СО2, и заканчивая температурой, влажностью, временем и прогнозом погоды. Технические параметры прибора:

• Габариты – 6,5 х 8,5 см.
• Диапазон рабочих температур – от -10 до +50о.
• Определяемая концентрация углекислого газа – от 400 до 10 000ppm.
• Стоимость – от 11  тыс. руб.

Анализатор может интегрироваться в систему умный дом Xiaomi, а также напрямую соединяться со смартфоном владельца.

Установка в доме датчиков углекислого газа позволяет автоматизировать работу вентиляционной системы. Сегодня они могут показаться людям, непривычным к смарт-приборам,  чем-то излишним и возможно дорогой электронной игрушкой. Однако, подобные газоанализаторы, внедрённые в Smart Home, могут стать незаменимым устройством, органично дополняющим комплекс домашнего климатического оборудования.

Комнатные детекторы

Отслеживание содержания диоксида углерода комнатными датчиками качества воздуха «Ардуино» основано на ослаблении инфракрасного излучения при увеличении количества диоксида углерода. Осуществляется измерение инфракрасным анализатором. Комнатные анализаторы состояния воздушной смеси дают возможность индивидуальной регулировки подачи внешнего воздуха при необходимости освежить кабинет, обеспечивают соответствующее стандартам состояние воздуха, снижают затраты на электроэнергию, поскольку подача осуществляется в нужный момент. Выпускается немало моделей комнатных датчиков качества воздуха, имеется много типов приборов настенного размещения. Из комнатных детекторов контроля состояния воздуха наибольшее применение имеют два вида:

1. Детектор двуокиси углерода, имеющий релейный выход, кнопки управления вентиляционной системой, светодиодной индикацией.
2. Детектор без индикации и кнопок управления. Анализаторы показывают содержание двуокиси углерода в комнате, при превышении его концентрации сотрудник самостоятельно включает вентиляцию и обеспечивает приток чистого внешнего воздуха. Все детекторы могут измерять количество диоксида углерода, отслеживая граничные показатели, измерения обычно имеют следующие диапазоны:

• От 0 до 0.02%.
• От 0 до 0,03%.
• От 0 до 0.05%.
• От 0 до 0,1%.

Полученные данные преобразуются в активные выходные сигналы на монитор, возможно использование аналогового вывода данных, несущих в себе информацию о концентрации диоксида углерода. Государственными стандартами регламентируется допустимая концентрация диоксида углерода в воздухе и производительность вентиляционной системы, которая зависит от количества людей. По стандарту, на одного сотрудника должно приходиться не менее тридцати кубометров приточного воздуха в час. Комнатный датчик качества воздуха необходимо в соответствии с нормами устанавливать на расстоянии, превышающем один метр от постоянного местонахождения людей, но не ближе одного метра до приточной вентиляции.

Вариант подороже

А вот если нужен более мощный по количеству и качеству датчиков прибор, то стоит посмотреть на серию Air Master, например Air Master A7.

Судя по отзывам, AM7 — наиболее мощный точный и адекватный прибор для бытового (и не только) использования из представленных на али, по точности и качеству работы приближающийся к профессиональным аналогам. Система с открытым кодом. Впрочем, и цена на него уже будет соответствующая — раза в полтора выше, чем на D9-H, и раз в пять дороже простейшего прибора на PMS X003.

При выборе пришлось покурить ixbt и хабр, попался на глаза и неплохой обзор на mysku. По итогу, наиболее полезным и содержательным оказался вот этот пост на форуме ардуинщиков: http://arduino.ru/forum/obshchii/plantower-pms-a003-i-vse-vse-vse

В общем, надеюсь, прибор приедет в сохранности и окажется полезным. Постараюсь написать соответствующий обзор.

Интересно было бы найти возможность подключения к компьютеру по USB датчика Plantower отдельно. Разместить его за окном на улице, и запустить в онлайн мониторинг качества воздуха.

Устройства для выявления пыльцы

В настоящее время выпускается целая линейка датчиков качества воздуха в помещении, способных определить наличие в воздухе пыльцы. Такие устройства определяют степень загрязнения атмосферы твердыми частицами. Компании-производители разработали и реализуют устройства для определения количества пыли и пыльцы, способные различать частицы размерами до 2,5 микрон с помощью оптических способов и с использованием лазерного луча. Частицы подобного размера считаются серьезными и опасными для здоровья загрязнителями воздуха, в Японии и Китае они считаются важным фактором роста заболеваний. Особенно опасна пыльца и пыль для болеющих астмой, хронической пневмонией, сердечно-сосудистыми заболеваниями при сезонном цветении растений. Оптический способ состоит в том, что рассеянный от частиц свет собирается системой зеркал. Разработчики датчиков считают, что прибор способен отличать частицы пыли от пыльцы, анализируя характерные особенности рассеянного света. Детекторы, использующие оптический способ контроля концентрации пыли и пыльцы в воздухе, показывают количество взвешенных в воздухе частиц. Прибор, использующий лазерный луч для определения количества твердых частиц в воздухе, применяет способ направления лазерного луча в воздух, по рассеянию возвращенного луча определяется концентрация взвешенных в воздухе твердых частиц.

Детектор контроля загрязнений воздуха Arduino

Организацией по охране окружающей среды выделены основные пять загрязнителей воздуха, к ним относятся оксид азота, диоксид серы, оксид углерода, озон, твердые частицы. Датчик качества воздуха Arduino является оптимальным и очень экономичным способом отслеживания чистоты воздуха, он может выявлять загрязнение основными вредоносными агентами, кроме диоксида серы. Устройство имеет также детектор твердых частиц, влажности, температуры и анализатор выявления наличия бытового газа, что дает возможность определить утечки и наличие в воздухе других горючих углеводородов. Датчики качества воздуха запускают вентиляцию в автоматическом режиме для очистки здания. Это происходит в том случае, если имеется превышение по любому заданному параметру.

Принципы действия

Прибор сигнализирует об опасности изменением состояния. В прошлом качество условий в помещении шахты определяли, наблюдая за канарейкой. Смерть или болезненное состояние птицы указывали на опасное повышение концентрации нескольких соединений.

Современные датчики избирательны. Они делятся на:

• Излучающие. Считывают изменения инфракрасных или ультрафиолетовых волн. Так, в начале 2019-го ученые создали массив золотых нанодисков, в 100 раз активнее воспринимающих атмосферные изменения, в сравнении с существующими датчиками. Они реагировали на ИК-лазер УФ-излучением, интенсивность которого зависела от концентрации целевых примесей.
• Электрохимические. В основе лежит твердое проводящее вещество. При нагреве оно реагирует с поступающим воздухом в зависимости от его состава. Устройства улавливают углекислый газ.
• Биологические. Исследования, проведенные осенью 2018-го, показали, что мох чувствителен к диоксиду серы. Под действием вещества его листья сворачиваются. Другие растения также помогают следить за состоянием воздуха в реальном времени.
• Электроакустические. Оценивают изменения в частоте ультразвуковых колебаний. В основном применяется для определения уровня углекислого газа.

Сенсорные устройства сообщают пользователю об опасных изменениях специфическим поведением — цветом, звуком или цифрами на табло. Биоструктуры реагируют ухудшением состояния, вплоть до смерти (канарейки). Пользователи часто выбирают структуры, нацеленные на определенный загрязнитель. Устройства, определяющие несколько опасных веществ, не связанных химическим составом, характеризуются высокой ценой и сложностью.

Мониторинг окружающей среды: понятие и виды

Мониторинг — это систематическое наблюдение за состоянием окружающей среды. Мониторинг имеет свои задачи:

• наблюдение за состоянием окружающей природной среды и отдельных природных объектов, за происходящими в ней физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения почв, атмосферного воздуха, водных объектов, последствиями его влияния на растительный и животный мир, здоровье человека;
• обобщение и оценку полученной информации о состоянии окружающей природной среды;
• прогнозирование изменений состояния окружающей природной среды с целью предупреждения его отрицательных экологических последствий;
• обеспечение информацией о состоянии и изменениях окружающей природной среды заинтересованных организаций и населения.

В зависимости от объектов экологического мониторинга он подразделяется на общий — мониторинг окружающей природной среды, и отраслевой — мониторинг природных объектов.

Порядок организации и проведения государственного экологического мониторинга регулируется федеральными законами (Законом РСФСР «Об охране окружающей природной среды», Лесным, Водным, Земельным кодексами, законами о недрах, о животном мире и т. д.) и другими актами экологического законодательства.

Организационной основой государственного экологического мониторинга является федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. В структуру этого органа входят подразделения различного уровня, на которые возложены функции по проведению экологического мониторинга: посты и станции наблюдения, осуществляющие сбор информации об окружающей природной среде; территориальные, региональные центры наблюдения, научноисследовательские учреждения, которые проводят анализ и оценку полученных данных, разрабатывают прогнозы. Компетенция Росгидромета охватывает мониторинг поверхностных пресных вод и морской среды, почв, атмосферного воздуха, околоземного пространства и др. Отраслевой мониторинг осуществляется специально уполномоченными органами государственного экологического управления по отдельным видам природных ресурсов.

Мониторинг земель — система наблюдения за состоянием земельного фонда для своевременного выявления изменений, их оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов Мониторинг лесов — система наблюдений, оценки и прогноза состояния и динамики лесного фонда (ст. 69 Лесного кодекса РФ). Его осуществление возложено на Федеральную службу лесного хозяйства России.

Мониторинг водных объектов — система регулярных наблюдений за гидрологическими, гидрогеологическими и гидрогеохимическими показателями их состояния, обеспечивающая сбор, передачу и обработку полученной информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирования их развития, предотвращения вредных последствий и определения степени эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий. Мониторинг объектов животного мира — система регулярных наблюдений за распространением, численностью, физическим состоянием объектов животного мира, структурой, качеством и площадью среды их обитания (ст. 15 Федерального Закона «О животном мире»). Этот мониторинг осуществляется органами Министерства сельского хозяйства РФ, Государственного комитета РФ по рыболовству, Рослесхоза и др.

В осуществлении государственного экологического мониторинга принимает участие и ряд других органов специального управления в пределах своей компетенции — Государственная санитарноэпидемиологическая служба, Госатомнадзор и др.

Мониторинги отдельных природных ресурсов (отраслевые) являются составными частями системы государственного мониторинга окружающей природной среды. Общее руководство созданием и функционированием единой государственной системы экологического мониторинга осуществляет в установленном порядке Госкомэкология России (п. 7 Положения о Государственном комитете РФ по охране окружающей среды).

Мониторинг один или их несколько?

Мониторинг бывает самый разнообразный, для создания целостной картины о данном предмете нелишним будет знакомство с его различными видами.

Основываясь на целях и объектах, выделяют санитарно-гигиенический, экологический и климатический мониторинги.

1. Санитарно-гигиенический прежде всего занимается мониторингом загрязнения окружающей среды и сопоставлением ее качества с гигиеническими нормативами ПДК (предельно допустимыми концентрациями), выявленными для защиты, здоровья и охраны благоприятной среды жизнедеятельности населения.

2. Экологический мониторинг играет свою важную функцию в глобальной системе контроля окружающей среды. Концентрируется в первую очередь на возобновляемых ресурсах и анализирует антропогенное воздействие на экосистемы и их отклик на раздражитель в виде человека. Это основная цель данного вида мониторинга. Задачей же является исследование типичных, наиболее распространенных ответных эффектов не отдельных организмов, а их сообщества (экосистемы).

Этот вид мониторинга включает в себя следующие разновидности контроля:

— За атмосферным воздухом. Он характеризуется тем, что комплекс программных наблюдений направлен на накапливание данных для последующей их оценки и использования в качестве основы для прогнозирования возможных изменений в будущем.

— За гидросферой. Его особенность в том, что здесь происходит наблюдение за положением дел в водах разного уровня, речь идет о поверхностных и подземных.

— За землями (почвами). Наблюдения осуществляются за состоянием земельного покрова и составом почв, в соответствии с чем принимаются решения о мерах по защите земли от негативного воздействия внешних факторов.

— За радиацией. Соответственно, оцениваются статус и конъюнктура радиационного фона.

3. Климатический мониторинг – экослужба, занимающаяся, как водится, контролем и прогнозом изменений и колебаний климата. Он походит на экологический, но предмет его ведения находится в рамках не всей биосферы, а только в той части, что влияет на формирование климата. Это, как известно, атмосфера, поверхностные воды, снежные массы и т. д. Климатический мониторинг тесно соприкасается с гидрометеорологическими наблюдениями.

Можно привести и иные классификации мониторинга.

Так, в зависимости от масштабов выделяют:

• Биосферный, он же еще глобальный. В его рамках осуществляется слежение за общими всемирными процессами в биосфере планеты в целях предсказания и предупреждения о возникающих чрезвычайных ситуациях и экстремальных угрозах.
• Импактный. Работает на менее масштабном уровне – локальных точках (район или даже предприятие). Сообщает о влияниях антропогенного характера (промышленных объектов или отдельных источников) и чрезвычайных положениях (при возникновении катастроф, аварий, бедствий, эпидемий).
• Биологический. Узконаправленные наблюдения за биологическими ресурсами – растениями и животными. Для этих мер используются биоиндикаторы. Исследования же проводятся на территориях заповедников или в иных природоохранных зонах.