Модули для измерений концентрации газов в воздухе

Мы ведем разработку модулей G1 и G2 для измерений концентрации газов в воздухе городской среде.

проблема

Температура, влажность, давление — вот базовые метеорологические параметры окружающей среды, которые чаще всего доступны обывателю. Тем не менее для полноценной оценки качества воздуха необходимо учитывать целый ряд параметров. Частично эту проблему решает микростанция экомониторинга воздуха CityAir 1. Кроме привычных метеорологических параметров она измеряет содержание пыли по фракциям PM2,5 и PM10. Уже сейчас все параметры собираются со станций, передаются на сервер и отображаются на карте в режиме онлайн. Таким образом, информация доступна не только непосредственному покупателю и пользователю станции, но и любой обыватель может оценить качество окружающего воздуха. Также полученные данные можно использовать для прогнозирования изменения качества воздуха или в различных научно-исследовательских целях. Имея на руках уже готовую систему сбора и обработки информации, мы решили расширить количество измеряемых параметров. Разрабатываемые модули расширения будут измерять содержание в атмосферном воздухе «типичных городских газов» — O3, NO2, CO, SO2, H2S.


решение

Механика

Размещение модулей предполагает круглогодичную работу на открытом воздухе в любых возможных климатических условиях. 

 

Изначальные требования:

• Устойчивость к атмосферным осадкам в виде дождя;

• Функционирование при температуре окружающей среды от минус 40 °С до плюс 50 °С и относительной влажности при температуре плюс 25 °С не более 100 %;

• Атмосферное давление: от 600 до 850 мм рт. ст.;

 

Для наших изделий мы выбрали следующую конструкцию:

• Вся электроника находится в герметичном пластиковом корпусе.

• Тракты для отбора проб направлены вертикально вниз для исключения возможности попадания влаги внутрь корпуса.

• Для предотвращения втягивания внутрь крупных частиц пробоотборники закрыты ячеистой сеткой с дополнительными фильтрационными элементами внутри.

• Для соединения со станцией или другими модулями используются влагозащищённые разъёмы.

• Для защиты от нагревания солнечными лучами установлен съёмный кожух аналогичный экрану Стивенсона для метеорологических станций.

 

Измерения

За измерения концентраций O3, NO2, CO, SO2 и H2S в атмосферном воздухе отвечают отдельные датчики. Для каждого газа предназначен свой пробоотборный тракт и датчик. Все датчики работают на электрохимическом методе определения массовых концентраций веществ в газовоздушной среде. Контролируемый газ через воздуховоды попадает на рабочий электрод. Высвобождающиеся при этом электроны проходят через электролит и эталонный электрод, в результате чего формируют во внешней цепи сигнал постоянного тока. Сигнал постоянно считывается и интерпретируется, на выходе получаем массовую концентрацию каждого типа измеряемого газа.

 

На данный момент мы ставим перед собой следующие цели по измерениям:

• Измерения концентраций газов в атмосферном воздухе: O3, NO2, CO, SO2, H2S в мг/м3;

• Диапазон измерений по каждому газу от 0,8 до 10 ПДК;

• Относительная погрешность измерений не более 25 %;


процесс

Идея создания подключаемых модулей появилась у нас ещё при проектировании станции CityAir. При поддержке Фонда содействия инновациям мы смогли в кратчайшие сроки приступить к разработке первых версий модулей для измерений содержания «типичных городских газов» в атмосферном воздухе.

 

В планах на ближайшее будущее:

• Производственные испытания первых образцов;

• Внедрение в серийное производство;

• Получение свидетельства об утверждении типа средств измерений и внесение средств измерений в государственный реестр.


команда
Ответственные за продукт — Антон Рядинский, Павел Караваев
Тестирование, отладка — Александр Стеринович
Конструктор — Константин Курильский
Программисты — Игнат Ворошилов, Алексей Фатеев, Иван Максимов
Электронщики — Антон Аборнев, Виталий Гумалевский
Техписатель — Анна Рыбакова
Сертификация — Алёна Чернышева, Антон Рядинский
Скрам-мастер — Галина Карпова
еще решения

Микростанция экомониторинга воздуха

Бюджетная альтернатива дорогостоящим комплексам фотофиксации нарушений скоростного режима для нужд Центра Организации Дорожного Движения (ЦОДД)

Команда Uniscan Research стала партнёром проекта iFarm Project, в рамках которого разработала автоматизированную систему управления микроклиматом биовегетариев iFarm.