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環境モニタリング用スマート空気質センサーの使用方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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No.1667 2023.1.24
  「環境モニタリング用スマート空気質センサーの使用方法」
(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
 
 
 「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、健康と安全を確保するために重要な大気汚染をモニタリングするための空気質センサーについて解説した記事をご紹介します。

環境モニタリング用スマート空気質センサーの使用方法

 大気汚染の程度を示す指標として、空気質指数(Air Quality Index:AQI)があります。これは、空気中の粒子状物質や二酸化硫黄などの汚染物質の濃度を測定し、空気の汚染度を表現するものです。1987年に初めて米国環境保護庁が0~500の空気質指数を公開し、現在は世界の多くの地域で採用されています。この指数が100を超えると健康に害を及ぼすとされています。

 空気質指数の対象となる汚染物質は、オゾン、粒子状物質、一酸化炭素、二酸化硫黄です。粒子状物質(Particulate Matter)は、黄砂などの土壌物質や排出ガス、工場から排出される揮発成分などによるμmレベルの微粒子です。1987年の指標では、直径10μm以下の粒子状物質を表すPM10が空気質指数の対象となりましたが、1997年に2.5μm以下の粒子状物質を表す微小粒子状物質と呼ばれるPM2.5が空気質指数の測定対象に加えられました。

SPS30 IAQ_100

 Sensirion社が開発したSPS30は、レーザー散乱を用いた光学粒子カウンタ(OPC)による粒子状物質(PM)センサーです。大気中に存在する浮遊粒子にレーザー光線を照射し、反射されるレーザー光を検出することでリアルタイムに粒子数と質量濃度の値に変換することができ、I2CまたはUARTによりデジタル値で出力します。測定できる粒度はPM1.0/PM2.5/PM4/PM10、測定濃度範囲は0~1000μg/m3、パッケージサイズは41×41×12mmです。

 また、SPEC Sensors社が開発したIAQ_100(Indoor Air Quality Sensor-100ppm)は、硫化物、アルコール、アンモニア、臭気ガス、一酸化炭素などを検出できる電気化学方式のガスセンサーです。大気中のガスと化学的に還元反応を起こす印刷された金属触媒を使用し、電流に変換することでガス濃度を検出します。

 これは、アンペロメトリック方式と呼ばれ、測定するガスの体積分率に比例する電流が発生する現象を利用しています。IAQ_100は10μW以下の低消費電力で動作し、ppm単位の計測が可能です。サイズは、20×20×3mmです。

 【アプリケーションラボ】の解説記事では、空気質センサーの種類ならびにその特長を紹介し、Sensirion社のSPS30やSpec Sensors社のIAQ_100の使い方を詳しく解説しています。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。


空調設備/空気質アプリケーション用
PM2.5センサー
 【SPS30】
メーカー : Sensirion AG
インターフェース : I2C、UART
電源電圧 : 5V
PM2.5 を測定できる空気質センサです。
単価:¥8,803 (税込)

粒子状物質センサー評価キット
【SEK-SPS30】
メーカー : Sensirion AG
SPS30にケーブルが付属しており、
パソコンに接続して
空気質のモニタリングができるキットです。
単価:¥16,203 (税込)

Indoor Air Quality Sensor-100ppm
【110-801】
メーカー:SPEC Sensors LLC
空気中の硫化物、アルコールなどを
検出できるガスセンサーです。
空気の汚れを知ることができます。
単価:¥3,586 (税込)

【マルツの技術情報】
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