Pređi na sadržaj

Prizemna senzorika: lebdeće čestice iz jeftinih senzora

Nijedan senzor u orbiti ne mjeri šta čovjek u kotlini udiše a između 15 i 1 sat po lokalnom vremenu nad jugoistočnom Evropom ionako niko ne gleda. Prizemni sloj zatvara oboje.

Mjerene veličine
PM2,5 · temperatura · vlažnost · pritisak · VOC
Senzor
dva optička brojača čestica po kutiji
Kalibracija
najmanje 2 sedmice kolokacije prije terena
Stanje
planiranje i prototip

Zašto drugi sloj na tlu

Satelit vidi stub iznad lokacije ili toplotu plamena. Ne vidi koliko dima stoji u ulici, a poslijepodne nad jugoistočnom Evropom ne vidi ništa.

Prizemni sloj mjeri tamo gdje su ljudi, struja i vrijednosti, na uličnoj rasvjeti u naseljima i mjeri neprekidno. Ta podjela posla otvoreno se imenuje: duboka šuma ostaje stvar satelita i ophodnje; kutije mjere dim koji stiže do naselja.

Šta se mjeri

Optički senzor lebdećih čestica provlači zrak kroz komoru i broji čestice preko raspršenja laserskog snopa. Svaka kutija nosi dva takva kao kanal A i B, isti princip kao kod tržišnog lidera među jeftinim mrežama: prikazana vrijednost je srednja vrijednost oba kanala, uvijek se pohranjuju oba zasebno, a ako jedan odstupi preko praga, kutija postavlja oznaku razilaženja. Trošenje tako postaje vidljivo bez odlaska na teren i bez referentnog uređaja pored.

Tome se pridružuju temperatura, relativna vlažnost, zračni pritisak i kanal za isparljiva organska jedinjenja. Pritisak po stanici čini prepoznatljivim inverzione situacije, a VOC kanal je drugi, nezavisni trag dima, naročito za tinjajuće požare, koji daju malo čestica i mnogo gasa.

Korekcija za vlažnost: najvažnija ograda

Optički brojači čestica mjere raspršenu svjetlost, a ne masu. Pri visokoj vlažnosti čestice vežu vodu i bubre; kapljice magle se broje zajedno s njima. Bez korekcije takav senzor u kotlinskoj zimi redovno pokazuje previsoke vrijednosti, upravo onda kada je broj važan.

Zato svaka kutija prije terenskog rada mjeri najmanje dvije sedmice pored službene referentne stanice. Iz toga nastaju nagib, pomak i model korekcije zavisan od vlažnosti prema objavljenom pristupu američke agencije za zaštitu okoliša za jeftine senzore lebdećih čestica.

Model je verzionisan. Promjena modela stvara skok verzije u skupu podataka a ne tihu izmjenu starih vrijednosti. Budući da sirovi podaci ostaju nepromijenjeni, poboljšan model korekcije može se primijeniti i unatrag.

Sirovi podaci, korekcija, označavanje

Tri pravila odlučuju o tome jesu li takvi podaci naučno upotrebljivi.

Prvo: sirovi podaci su nedodirljivi. Svako mjerenje se pohranjuje nepromijenjeno i samo dodavanjem. Korekcije, oznake kvaliteta, korekcija za vlažnost, faktori kalibracije, zasebni su, verzionisani slojevi iznad njih, svaki sa dokumentovanom metodikom. Niko nikada ne „popravlja“ sirovi vremenski niz.

Drugo: metodika je javna. Tip senzora, ciklus mjerenja, modeli korekcije, historija kalibracije po stanici i poznata ograničenja prilažu se svakom skupu podataka.

Treće: mjerenje jeftinim senzorima je indikativno mjerenje i dopuna službenim mjernim mjestima, nikada njihova zamjena. Tako se iskazuje u platformi i tako se predstavlja pred organima. Simulirane demonstracione stanice označene su kao simulacija u sučelju i u svakom izvozu i ne pojavljuju se ni u jednom objavljenom skupu podataka.

Stanje

Planiranje i prototip. Platforma već vodi stanice i mjerne nizove u modelu podataka i u istraživačkom sučelju. Javno se vlastite kutije pojavljuju tek kada prva s terena šalje stvarne vrijednosti; simulirane stanice za prezentacije vide samo prijavljene službe, označene kao simulacija.

Uzor za model rada je sensor.community, nastao iz luftdaten.info: mreža za lebdeće čestice koju vode građani i koja godinama radi sa hiljadama stanica na osnovu otvorenih uputstava za izradu, čvrstih formata podataka i otvorenog objavljivanja. samoEKO joj dodaje ono što se tamo svjesno ne radi: režim kalibracije i osiguranje kvaliteta na akademskom nivou.

Izvori

docs/sensorbox/PLAN.md i STUDENTEN.md (samoLabs) · korekcija za vlažnost prema objavljenom pristupu američke agencije za zaštitu okoliša za jeftine senzore lebdećih čestica · model rada prema sensor.community

samoEKO je marka firme samoLabs iz Jülicha.