Иновативен сензор QSA2700D на Siemens за фини прахови частици (PM2.5 и PM10)

Твърдите прахови частици са един от най-проблемните замърсители на въздуха, тъй като могат да предизвикат тежки респираторни заболявания. Експерти от направление Сградни технологии на Siemens разработиха сензорът QSA2700D, който може да измерва с точност концентрацията на фини прахови частици в сградите. Сензорът е най-подходящ за използване в региони с високи концентрации на фини прахови частици – като Китай и Индия например, но също така и в големите европейски градове. Интегрирането на сензора в съществуващите системи за сградна автоматизация може значително да помогне за подобряването на качеството на въздуха в сградите.

Замърсяването с фини прафови частици касае всички

Замърсяването с фини прафови частици е световен проблем

Твърдите частици са един от най-опасните замърсители на въздуха – техни източници са ауспуси, комини на жилищни сгради и електроцентрали, дима на открит огън и др. Органите по опазване на околната среда следят концентрацията на твърдите частици във въздуха от години, тъй като те биха могли да предизвикат белодробни заболявания. Много от фините частици с диаметър до 2,5 микрометра – наричани PM2.5, са особено опасни и навлизат дълбоко в белите дробове при дишане или пушене. Според Европейската агенция на околната среда повече от 400 000 души в Европа умират всяка година в резултат на белодробни заболявания, причинени от РМ2.5.

Опасността от фините прахови частици и смога

Досега този тип сензор не е бил наличен за интегриране в системите за сградна автоматизация. „Поради изключително лошото качество на въздуха в големите китайски градове, Siemens Китай предложи разработването на такъв сензор за интеграция в нашата технология за сградна автоматизация”, казва Джонатан Майлс Копли  – Маркетинг мениджър за Siemens BT CPS, гр. Цуг, Швейцария.

Измерване на различни видове прахови частици

Новият сензор с размери 8,6 см / 8,6 см се монтира на стената и редовно измерва концентрацията на въздуха в помещението. Малък вентилатор, монтиран  в сензора, засмуква въздуха. Лазерният диод, който измерва разсейването на светлината от частиците, регистрира точната концентрация на PM2.5. „Сензорът е настроен за измерване на важната стойност на PM2.5. „Той оценява концентрацията и на PM10”, казва Копли. Тези частици с диаметър до 10 микрометра са толкова големи, колкото и поленовите зърна, които предизвикват алергии, но те не са толкова опасни, колкото PM2.5. Въпреки това те оказват влияние върху белите дробове и по тази причина техните стойности също се следят. След това сензорът изписва текущите стойности за двата вида РМ на дисплея – в различни цветове, в зависимост от измерените концентрации. Стойностите могат да бъдат препратени към системата за сградна автоматизация.

Сензорът може да бъде интегриран в съществуващата система за сградна автоматизация. Той може да се комбинира и с пречиствателите на въздуха, които вече са стандартни в много офис сгради. Тези пречистватели филтрират замърсения въздух в помещението преди да го върнат обратно в офисите. Сензорите ще могат да включват и изключват пречиствателите на въздуха според концентрацията на PM2.5, вместо да ги оставят да работят постоянно. Сензорите активират само пречиствателите на въздуха и само когато е необходимо, което може да доведе до значителни икономии на енергия.

Експертите от Siemens BT разработват и приложение, което може да се използва за свързване на PM сензора с датчик за въглероден диоксид, управлявайки по този начин вентилационната система на сградата. Въглеродният диоксид се натрупва в затворени помещения в резултат на дишането на хората. Към този момент в такива случаи често се използват сензори за въглероден диоксид за активиране на вентилационната система, която след това вкрава свеж въздух в сградата. „В много големи градове концентрацията на външните фини прахови частици е толкова висока, че вентилацията не е препоръчителна. В този случай сензорът за измерване на температурата може да предотврати вентилацията,” казва Копли.

Смяната на лазерния модул е ​​лесна

PM сензорът за частици QSA2700D на Siemens разполага с допълнителна функционалност. Тъй като PM сензорите всмукват въздух, с течение на времето замърсяването се натрупва върху лазерната оптика. Обикновено целият сензор трябва да бъде изключен от захранващите кабели, отстранен и заменен с нов модул. В този случай сензорът се нуждае от подмяна само на малкия лазерен модул. „Това става толкова бързо, колкото подмяната на батерията в дистанционното управление на телевизора“, обяснява Копли. Сензорът предлага и икономичен режим, така че лазерният модул не се нуждае от подмяна толкова често. При този режим се правят ограничен брой измервания на всеки час, в резултат на което замърсяването на сензора отнема повече време.

Това увеличава живота на лазерния модул. Сензорът е оборудван и с функция за бързо стартиране, така че клиентът да може да получи информация за качеството на въздуха по всяко време. Когато клиентът се намира в рамките на около метър от сензора, той се активира. “Моментната стойност на фините прахови частици се показва на дисплея в рамките на секунди”, уточнява  Копли.

Днес почти всеки град има проблеми с концентрацията на прахови частици, особено по време на температурните инверсии. Качеството на атмосферния въздух е единственият фактор, определящ колко време ще е необходимо лазерният модул да се замърси. „В Пекин, казва Копли, времето за експлоатация на модула може да бъде намалено до няколко години. Експлоатационният живот на същия модул ще бъде удължен неколкократно, ако е в швейцарските Алпи“.