Миниатюрные MEMS-газоанализаторы фирмы SgxSensorTech и возможность их использования в домашних датчиках контроля качества воздуха

Швейцарская фирма SgxSensorTech выпускает несколько подходящих для данной задачи датчиков-газоанализаторов.

MICS-VZ-89TE  — CO2

MICS-2714 — NO2

MICS-4514 – Два отдельных датчика: CO + примеси (С2H5OH + H2 + NH3 + CH4) и NO2

MICS-5524 – CO + примеси (С2H5OH + H2 + NH3 + CH4)

MICS-5914 — NH3 + примеси (C2H5OH + H2 + C3H8 + C4H10)

MICS-6814 — Три отдельных датчика: CO +примеси , NO2+примеси , NH3+примеси

Диапазон чувствительности составных элементов в разных чипах один и тот же. Таким образом, наиболее интересен датчик MICS-6814 – он совмещает в себе все предыдущие чувствительные элементы. Датчик MICS-VZ-89TE производится в виде модуля и в целом интереса не представляет, так как функционально соответствует широко известному MH-Z19B, который прекрасно работает и стоит примерно столько же. Разница лишь в габаритах – MH-Z19B больше по размеру.

Рассмотрим MIC-6814. Принцип действия его грубо описывается так: при внешнем нагреве (нагреватель установлен внутрь чипа) чувствительное вещество меняет своё электросопротивление, в соответствии с концентрацией газа. То есть, перед снятием показания необходим предварительный нагрев чувствительного элемента. Минимальная длительность преднагрева 30 сек. Для измерения сопротивления к соответствующему выводу подключается цепочка резисторов, образуя делители напряжения. Падение напряжения подаётся на АЦП микроконтроллера, производится измерение напряжения и пересчёт по графикам.

Диапазон измеряемых концентраций:

CO (угарный газ)– от 1 ppm до 1000 ppm (100 КОм – 1500 КОм)

NO2 (диоксид азота) — от 0.05 ppm до 10 ppm (0.8 КОм – 20 КОм)

NH3 (аммиак) — от 1 ppm до 500 ppm (10 КОм – 1500 КОм)

ПДК на рабочем месте газа CO равна 30 ppm. Фоновые значения от 2 до 10 ppm Превышение ПДК приводит к головокружению и тошноте. При достижении 1000 ppm потеря сознания в пределах 2-х часов. Таким образом, этот датчик вполне подходит для задачи контроля качества воздуха в жилом помещении.

ПДК NO2 равна 0.04 мг/м3, что равно 0.02091 ppm . Газ крайне вредный, образовывается по большей части от автомобильных выхлопов. Уровень ПДК находится ниже диапазона измеряемых значений, таким образом, этот датчик не подходит для измерения NO2 атмосферного фона. Он подойдёт лишь для сигнализации кардинального выхода концентрации за безопасную границу.

ПДК NH3 (аммиак) для жилых помещений равна 0.04 мг/см3 (0.064ppm), для рабочей зоны 20мг/м3 (32 ppm) . Фоновый уровень в атмосфере колеблется от 8 до 36мкг/м3 (до 0.05 ppm) . Таким образом, датчик скорее подойдёт для фиксации превышений ПДК на производствах. Опасное превышение ПДК сопровождается характерным аммиачным запахом и, таким образом, обнаружится явно и без датчика.

Измерение качества атмосферного воздуха на примере Беларуси приведено тут. Современный способ посмотреть качество воздуха в любой точке планеты тут.

Миниатюрный датчик CO2 — CCS811.

Датчик измерения пыли PM2.5 PM10