25.01.2019

Langzeitstabiler Feinstaubsensor mit Entwicklungskit

Der bei Glyn erhältliche langzeitstabile Feinstaubsensor SPS30 von Sensirion liefert präzise Messergebnisse über die Luftqualität in Innenräumen sowie im Freien. Das Messprinzip basiert auf der Detektion von gestreutem Laserlicht. Die Verschmutzungsresistenz-Technologie ermöglicht genaue Messungen bereits ab der ersten Inbetriebnahme - und das über eine Lebensdauer von mehr als acht Jahren.


Bild: Glyn

Bei optischen Feinstaubsensoren wird die Lichtstreuung der zu messenden Partikel detektiert. Der prinzipielle Aufbau besteht aus einer Lichtquelle und einem Detektor für das Streulicht. Der SPS30 nutzt eine Laserlichtquelle und Algorithmen, um die Massenkonzentration (µg/m³) und die Mengenkonzentration (Partikelanzahl/cm³) von folgenden Partikeln zu messen.

  • Massenkonzentration: PM1.0, PM2.5, PM4 und PM10
  • Mengenkonzentration: PM0.5, PM1.0, PM2.5, PM4, PM10

Die Messung mit einem scharf fokussierten Laser bietet Vorteile gegenüber Produkten, die nur mit einer LED als Lichtquelle arbeiten. Die Größe und die Anzahl der einzelnen Partikel können genau detektiert werden. Eine Unterscheidung von Größenfraktionen wird damit erst möglich. Nutzt man eine LED als Lichtquelle, überschreitet der Lichtstrahl von LEDs bei weitem die Partikelgröße. Dadurch summieren sich die Signale der einzelnen Partikel und so kann die Partikelgröße nicht unterschieden werden.


Die natürliche Ablagerung von Feinstaub in herkömmlichen Feinstaubsensoren führt zu einer steten Verschlechterung der Signalqualität. Besonders kritisch sind dabei die Ablagerungen auf allen optischen Komponenten wie der Lichtquelle (Laser oder LED) und dem Photodetektor. Das hat zur Folge, dass Geräte, die diese PM-Sensoren integrieren, nach einiger Zeit nicht mehr richtig funktionieren, was zu Fehlfunktionen, Benutzerbeschwerden, Wartung, Service und/oder Ersatzteilen führt.



Die patentierte Verschmutzungsresistenz-Technologie …

von Sensirion sowie langlebige Komponenten verleihen dem SPS30 Robustheit, Langzeitstabilität und hohe Genauigkeit mit einer Lebensdauer von mehr als acht Jahren im Dauerbetrieb bei einer Nutzung von 24 Stunden/Tag. Einsatzbereiche für den SPS30 Feinstaubsensor sind Luftmessstationen, Luftreiniger, Klimaanlagen, bedarfsgesteuerte Lüftungssysteme, Überwachung von Luftqualität und Umwelt sowie IoT- und Smart-Home-Geräte. Der SPS30 hat einen digitalen I²C- und UART Ausgang und ist vollständig kalibriert.



Technische Eckdaten des SPS30

  • Massenkonzentration: 1 bis 1000 µg/m³
  • Betriebstemperaturbereich: -10 bis +60 Grad Celsius
  • Interface: UART, I²C
  • Betriebsspannung: 4,5 bis 5,5V



Evaluation-Kit

Um die Möglichkeiten des SPS30 kennen zu lernen, ist das Evaluation-Kit SEK-SPS30 ebenfalls bei Glyn verfügbar. Es besteht aus dem Feinstaubsensor SPS30 und dem passenden USB Sensor-Kabel zum direkten Anschluss an den PC.



Woraus besteht Feinstaub


Als Feinstaub, Schwebstaub oder "Particulate Matter" (kurz: PM) bezeichnet man Teilchen in der Luft, die nicht sofort zu Boden sinken, sondern eine gewisse Zeit in der Atmosphäre verweilen. Die winzigen Partikel sind mit bloßem Auge nicht wahrzunehmen. Sie bestehen aus verschiedenen Substanzen und stammen aus unterschiedlichen Quellen.


Feinstaub kann direkt abgegeben werden, zum Beispiel bei Verbrennungsprozessen. Dann nennt man ihn primären Feinstaub. Die winzigen Partikel können aber auch aus gasförmigen Vorläufersubstanzen wie Schwefel- und Stickoxide und Ammoniak entstehen. In diesem Fall wird er als sekundärer Feinstaub bezeichnet.


Feinstaub wird aber auch seiner Größe nach unterschieden und in sogenannte Größenfraktionen eingeteilt: PM10: Partikel mit einem maximalen Durchmesser von 10 µm PM2.5: Partikel mit einem maximalen Durchmesser von 2,5 µm Ultrafeine Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 µm


 


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