Messen der Luftqualität

Fragt man, was wichtig für den Wohnkomfort ist, erwähnt fast jeder als erstes die Zimmertemperatur. Ein weiterer wichtiger Faktor ist jedoch auch die Luftqualität. Jeder weiss, dass nach dem Kochen die Luftqualität nicht immer so gut ist, wie man sie sich wünscht. Neben dem Kochen gibt es aber auch viele andere Gründe für Teilchen, die in der Raumlauf schweben.  Diese werden als Feinstaub bezeichnet. Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahre 1987 eingeführten „National Air Quality“-Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency).

Meist misst man heute den PM2.5 Werte. Diese berücksichtigen Partikel mit Grössen bis maximal 2.5µm. Diese können bei empfindlichen Personen zu einem erhöhten Gesundheitsrisiko führen. Generell ist der Mensch immer solchen Partikel ausgesetzt. Die WTO betrachtet allerdings Werte >50µg/m3 als problematisch.

Kaum jemand weiss wohl, wie hoch die Feinstaubbelastung in der eigenen Wohnung ist. Allerdings ist es mittlerweile nicht mehr teuer, solche Messungen vorzunehmen. Korrekt kalibrierte Sensoren sind immer noch sehr teuer, aber einfache Sensoren können bereits helfen, potentielle Feinstaubquellen zu erkennen.

Diese Sensoren sind intern etwa so aufgebaut:

dust-sensor

Eine Lichtquelle beleuchtet einen Luftstrom. In der Luft enthaltene Feinstaubpartikel reflektieren das Licht. Ein optischer Empfänger misst diese Reflektionen. Das sieht recht einfach aus – oder? Ist es auch! Die billigsten Sensoren sind für weniger als 20€ zu bekommen. Diese günstigen Sensoren nutzen üblicherweise LEDs als Lichtquelle. Laser-basierte Sensoren sind zwar teurer, können jedoch auch noch kleinere Staubpartikel erkennen.

Hier ist ein Beispiel eines Laser-basierten Sensors:

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Der Ventilator erzeugt einen kontinuierlichen Luftstrom durch das Gerät. Schaut man das Gerät von innen an, sieht man den Luftkanal und den eigentlich Feinstaubsensor.

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Der optische Sensor sieht so aus:


Was ist sonst noch drin?

Der Rest ist unspektakulär: ein kleiner Mikrocontroller und wenige externe Bauteile.

Besonders praktisch sind diese teureren Sensoren, da der Mikrocontroller bereits die ganze Arbeit erledigt. Über eine serielle Schnittstelle gibt er direkt die PM1.0, PM2.5 and PM10 Werte aus.

Mit einem einfachen USB/Seriell-Wandler kann man diese Daten nun direkt am PC auslesen. Wie dieser Adapter anschlossen werden muss wird hier gezeigt.

Links:

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