Was ist ein Luftqualitätsmonitor?
Luftqualitätsmonitore sind spezielle Instrumente zur Überwachung der Luftqualität, die bestimmte Gaskonzentrationen in der Luft, die Lufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck und die Konzentration von Schwebstoffen wie PM2,5 in einem einzigen Gerät messen.
Zu den wichtigsten Gasen, die mit Luftqualitätsmonitoren gemessen werden können, gehören die Sauerstoffkonzentration, die Kohlendioxidkonzentration, die Kohlenmonoxidkonzentration, die Formaldehydkonzentration, die Stickstoffkonzentration, die Ozonkonzentration und die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen sowie gefährliche Stoffe und Schadgase. Die verschiedenen Geräte decken unterschiedliche Bereiche ab, so dass je nach Anwendung das Gerät ausgewählt werden muss, das den zu messenden Gasen entspricht.
Luftqualitätsmonitore können verwendet werden, um die Luftqualität in einer bestimmten Umgebung, z. B. in Innenräumen, zu jeder Tageszeit zu beobachten, und wenn das Gerät mit dem Internet verbunden ist, kann es unabhängig von Ort und Zeit im Internet überprüft werden.
Anwendungen von Luftqualitätsmonitoren
Luftqualitätsmonitore werden für die Wartung und Inspektion von Klimaanlagen und Innenräumen, für Reinräume, pharmazeutische und Lebensmittelproduktionsprozesse sowie für Dichtheitsprüfungen eingesetzt. Sie können auch in allgemeinen Büros als Teil von Umweltbewertungen gemessen werden. Weitere Anwendungen sind die Messung von Partikeln und die Überwachung der Luftverschmutzung, um die Ursachen der Luftverschmutzung zu ermitteln.
Funktionsweise der Luftqualitätsmonitore
Die Beurteilung der Luftqualität erfordert die Messung mehrerer Parameter, so dass im Folgenden typische Elemente und Messmethoden beschrieben werden:
Kohlendioxid
Die Kohlendioxidkonzentration wird mit einem CO2-Sensor gemessen, für den mehrere Methoden zur Verfügung stehen, wobei derzeit die Methode mit einer einzigen Lichtquelle und zwei Wellenlängen am weitesten verbreitet ist. Diese wird dann in eine Konzentration umgerechnet.
Kohlenmonoxid
Kohlenmonoxid entsteht bei der Verbrennung von Brennstoffen unter Sauerstoffmangel und wird auf städtischen Straßen, in Tunneln und auf Fabrikgeländen gemessen. Zu den Methoden gehören die nichtdispersive Infrarotabsorption (NDIR), die Konstantpotentialelektrolyse und die Wasserstoffflammenionisation.
Atmosphärischer Druck
Der Atmosphärendruck wird mit barometrischen Sensoren gemessen. Die typische Methode zur Messung des atmosphärischen Drucks ist die piezoresistive Methode: eine einkristalline Si-Platte wird als druckempfindliches Element verwendet und Druckänderungen werden als Änderungen des elektrischen Widerstands erkannt. Dabei wird ein Phänomen ausgenutzt, das als piezoresistiver Effekt bekannt ist, d. h. die Änderung des Widerstandes in Abhängigkeit vom Druck.
Relative Luftfeuchtigkeit
Es gibt verschiedene Methoden zur Messung der Luftfeuchtigkeit, aber häufig werden Sensoren verwendet, die elektrische Eigenschaften nutzen, wie z. B. Feuchtigkeitssensoren auf Polymerbasis, Feuchtigkeitssensoren auf Metalloxidbasis und Feuchtigkeitssensoren auf Elektrolytbasis.
Temperatur
Die Temperatur wird mit NTC-Thermistoren gemessen, die sich die Eigenschaft zunutze machen, dass sich der Widerstandswert als Reaktion auf Temperaturänderungen um 3-5 %/ °C ändert.
Arten von Luftqualitätsmonitoren
Zu den gängigen Luftqualitätsmonitoren gehören solche, die die Außenluft messen, und solche, die die Innenraumluft messen.
Der AQI wird durch die National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) der US Environmental Protection Agency (EPA) definiert und umfasst PM2,5, PM10, etc. Der AQI wird als Zahl zwischen 0 und 500 ausgedrückt. Ein AQI von 0-50 gilt als gut.
Der Indikator zur Bewertung der Luftqualität in Innenräumen ist IAQ (Indoor Air Quality).
Weitere Informationen zu Luftqualitätsmonitoren
Kohlendioxid ist in normaler Luft zu etwa 0,03 % (300 ppm) vorhanden. Hohe Kohlendioxidkonzentrationen in Innenräumen führen beim Menschen zu Erstickungsgefühlen, Schläfrigkeit, Müdigkeit und Kopfschmerzen. Die Kohlendioxidkonzentration nimmt zu und lag vor der Industrialisierung der Welt schätzungsweise bei 278 ppm. Für das Jahr 2021 wird jedoch eine globale Durchschnittskonzentration von 415,7 ppm angegeben (Ergebnisse einer Analyse des Greenhouse Gas World Resource Centre).