Was misst ein Luftqualitätssensor – und was zeigt er nicht?

Was ist der grundlegende Unterschied zwischen CO₂ und eCO₂?

Eine CO₂-Messung benötigt ein Messprinzip, das auf das Zielgas anspricht. Beim Sensirion SCD4x liefert beispielsweise das photoakustische NDIR-Verfahren die CO₂-Konzentration in ppm. eCO₂ oder CO₂eq kann dagegen einen aus anderen Gassignalen und einem Modell abgeleiteten Äquivalentwert bezeichnen. Dass dieselbe Einheit angezeigt wird, macht die Messverfahren nicht austauschbar.

Dieser Unterschied ist bei der Wiederverwendung eines zugekauften Moduls wichtig. Es wird geprüft, ob die CO₂-Beschriftung der vorhandenen Anzeige tatsächlich zum Sensorausgang passt. Kanaltyp und Sensormodell werden in die Messaufzeichnung aufgenommen. Benötigt das Projekt tatsächliche CO₂-Messwerte, wird kein Modul mit Äquivalentwert gewählt; Datenschema und Beschriftung der Oberfläche folgen dieser Entscheidung.

Gibt ein VOC-Index die Menge eines bestimmten Gases an?

VOC ist ein Sammelbegriff für flüchtige organische Verbindungen. Der aufbereitete Ausgang eines Gassensors kann je nach Modell ein TVOC-Signal oder ein VOC-Index sein. Der Umstiegsleitfaden von Sensirion unterscheidet ausdrücklich zwischen TVOC- und CO₂eq-Ausgaben des SGP30 und dem durch einen externen Algorithmus erzeugten VOC-Index des SGP40; die Softwareumstellung ist mehr als ein bloßer Bauteiltausch.

Sollen Veränderungen durch Reinigung, Produktion oder Gerätenutzung beobachtet werden, werden zunächst beispielhafte Ereignisse aufgezeichnet. Indexbezeichnung, Ausgangsbedingungen und Softwareversion werden zusammen mit dem Ergebnis gespeichert. Ist die selektive Konzentration einer bestimmten Chemikalie erforderlich, wird nicht angenommen, dass ein allgemeiner Index diesen Bedarf deckt; das Messverfahren wird gezielt für diese Aufgabe untersucht.

Warum wird die PM-Messung von der Gasmessung getrennt?

Partikelsensoren untersuchen luftgetragene Teilchen; sie ersetzen keinen CO₂- oder VOC-Kanal. Beim SPS30 wird beispielsweise Laserstreuung verwendet, wobei Massenkonzentration und Anzahlkonzentration getrennte Ausgaben sind. Die Herstellerdokumentation weist außerdem darauf hin, dass einige Größenklassen auf einer berechneten Verteilung beruhen. Neben der PM-Bezeichnung müssen deshalb auch Ausgabetyp und Einheit bekannt sein.

Der Einsatz zweier Sensoren bei einem Filterversuch legt das Prüfverfahren noch nicht fest. Zunächst werden Positionen an Ein- und Auslass, gleichzeitige Aufzeichnung, identische Betriebsbedingungen und der Vergleichsaufbau zwischen den Sensoren bestimmt. Nach Änderungen des Luftwegs oder Ergänzung eines Gehäuses werden die Ergebnisse erneut geprüft. Der Bericht muss neben den Diagrammen auch diesen Aufbau beschreiben.

Wie werden Luftweg und Sensorposition festgelegt?

Die EPA empfiehlt bei der Platzierung von Messgeräten einen ungehinderten Luftzutritt sowie die Berücksichtigung naher Quellen und Luftströmungen. Ein Gerät zur Beobachtung der allgemeinen Raumentwicklung und eines unmittelbar an einer Quelle beantworten unterschiedliche Fragen. Ohne dokumentierten Platzierungszweck können zwei korrekte Messungen fälschlich als widersprüchlich gelten.

Bei der Entwurfsprüfung werden Sensorräume, Luftöffnungen, Lüfterbetrieb und Wartungszugang eingezeichnet. Im Prototypentest wird an mehreren Positionen aufgezeichnet, um zu bewerten, ob der gewählte Ort das Messziel repräsentiert. Auch der Betriebszustand der Elektronik neben dem Sensor wird erfasst. Vor dem Abschluss der mechanischen Konstruktion werden offener Prototyp und geschlossenes Gerät verglichen.

Untersuchen Sie die Einflüsse von Feuchte, Temperatur und Gehäuse →

Was sollte bei einer Platine mit mehreren Sensoren und ihrer Software aufgezeichnet werden?

Für jeden Kanal empfiehlt sich eine eigene Datenspezifikation: Messgröße, Einheit, Skalierung, Ablesezeitpunkt, Bereitschaft und Fehlerzustand. Da verschiedene Module unterschiedlich anlaufen können, gelten nicht automatisch alle Werte unmittelbar nach dem Einschalten als gültig. Sensortreiber, Messzeitsteuerung und Zustandsautomat werden anhand der Dokumentation der ausgewählten Bauteile entwickelt.

Veraltete Daten, ungültige Daten und ein Nullwert werden auf der Benutzeranzeige unterschiedlich dargestellt. Es wird geplant, wie die lokale Aufzeichnung bei einem Netzwerkausfall weiterläuft und wie bei späterer Übertragung die zeitliche Reihenfolge erhalten bleibt. Filter- und Mittelwerteinstellungen können nachvollziehbar bleiben, ohne Rohdaten zu löschen. So lässt sich untersuchen, ob eine Veränderung im Einsatz vom Sensor, von der Kommunikation oder von der Darstellungseinstellung stammt.

Was sollte der Kalibrier- und Vergleichsplan enthalten?

Die Hersteller-Supportseite des CO₂-Moduls führt Prüf- und Integrationsleitfäden als getrennte Quellen auf. Diese Unterscheidung ist praktisch relevant: Die Kommunikation auf einem Entwicklungsboard nachzuweisen, validiert noch nicht die Messung des fertigen Geräts. Verwendete Herstellerkorrekturen, erforderliche Bedingungen und die Version einer Änderung müssen in den Geräteaufzeichnungen festgehalten werden.

Für die Projektprüfung planen wir den gleichzeitigen Betrieb der Kandidatengeräte in derselben Umgebung, den Vergleich mit einer ausgewählten Referenz und die Aufzeichnung wiederkehrender Ereignisse. Vergleichsbereich, Referenzverfahren und zulässige Abweichung werden vor Beginn festgelegt. Der Abschlussbericht nennt nicht nur einen Mittelwert; auch Datenverluste, Übergangsverhalten, Anlaufzeit und Umgebungsänderungen werden gemeinsam dokumentiert.

Häufige Interpretationsfehler und eine gute Projektbeschreibung

eCO₂ als tatsächliches CO₂ zu bezeichnen, einen VOC-Index als ppm-Wert eines einzelnen Gases auszugeben und PM-Daten als Gaskonzentration zu interpretieren, sind grundlegende Fehler. Wird ein kombinierter Luftqualitätswert angeboten, wird seine Berechnung erläutert und der Zugang zu den einzelnen Kanälen erhalten. Eine farbige Anzeige darf das zugrunde liegende Messverfahren nicht verbergen.

Teilen Sie uns für das erste Gespräch die zu beobachtenden Größen, die Raumnutzung, den Gerätestandort sowie Versorgungs- und Kommunikationsbedingungen mit. Auch Aufzeichnungsdauer, Zielstückzahl, Wartungserwartungen und Referenzaufbau bestimmen den Umfang. VOMRO kann je nach Projekt Sensorauswahl, kundenspezifische Platine, Embedded-Software, Gehäuse und Pilotvalidierung gemeinsam bearbeiten; die Produktergebnisse werden durch einen technischen Abnahmeplan definiert.

• Unterscheiden Sie die Beschriftungen CO₂ und eCO₂.
• Zeigen Sie bei jedem Kanal Einheit und Datengültigkeit an.
• Führen Sie Vergleiche gleichzeitig unter denselben Umgebungsbedingungen durch.