Mudanças entre as edições de "Sensores Material Particulado"

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! Parâmetros !! AK898 !! HPMA115 !! SPS30
 
! Parâmetros !! AK898 !! HPMA115 !! SPS30
 
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| Faixa de medição || PM2.5: 0 a 999ug/m³ || PM1 PM2.5 PM4 PM10: 0 a 1000ug/m³ ||  PM1 PM2.5 PM4 PM10: 0 a 1000ug/m³
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| Faixa de medição || PM2.5: 0 a 999ug/m³ || PM1 PM2.5 PM4 PM10: 0 a 1000ug/m³ ||  PM1 PM2.5 PM4 PM10: 0 a 1000ug/m³ Também mede o número de partículas
 
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| Exatidão  ||PM2.5: ±(10%UR + 10ug/m³ ) [calibração aerossol] || 0-100ug/m³ PM2.5: ±15µg/m3; PM1/4/10: ±25 µg/m3      100-1000ug/m³ PM2.5: ±15 %; PM1/4/10: ±25%; ||0-100ug/m³ PM1/2.5 +-10ug/m³ PM4/10 +-25ug/m³ 100-1000ug/m³ PM1/2.5 +-10% PM4/10 +-25%
 
| Exatidão  ||PM2.5: ±(10%UR + 10ug/m³ ) [calibração aerossol] || 0-100ug/m³ PM2.5: ±15µg/m3; PM1/4/10: ±25 µg/m3      100-1000ug/m³ PM2.5: ±15 %; PM1/4/10: ±25%; ||0-100ug/m³ PM1/2.5 +-10ug/m³ PM4/10 +-25ug/m³ 100-1000ug/m³ PM1/2.5 +-10% PM4/10 +-25%
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|  ||  ||PM1 PM4 e PM10 são calculados a partir da leitura de PM2.5 ||  PM4 e PM10 são calculados com base no perfil de distribuição de todas as partículas medidas.
 
|  ||  ||PM1 PM4 e PM10 são calculados a partir da leitura de PM2.5 ||  PM4 e PM10 são calculados com base no perfil de distribuição de todas as partículas medidas.
 
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PM1.0 são partículas com diâmetro menor ou igual a 1 micrômetro, PM2.5 com diâmetro menor ou igual a 2.5 micrômetros, PM4.0 com diâmetro menor ou igual a 4 micrômetros e PM10.0 com diâmetro menor ou igual a 10 micrômetros. No datasheet do sensor HPMA115 da Honeywell não é feita nenhuma referência quanto ao tamanho mínimo das partículas que o sensor detecta, citando apenas no entanto o limite superior de 1, 2.5, 4 e 10 micrômetros. Já no datasheet do sensor SPS30 da Sensirion podemos encontrar as seguintes informações: PM1.0 detecta partículas de 0.3 á 1 micrômetro, PM2.5 detecta partículas de 0.3 á 2.5 micrômetros, PM4.0 partículas de 0.3 á 4 micrômetros e PM10.0 partículas de 0.3 á 10 micrômetros.
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Pelo fato de apenas o sensor SPS30 da Sensirion fornecer o número de partículas, os resultados do experimento descrito a seguir mostram apenas a concentração em microgramas, não apresentando os valores referentes ao número de partículas.
  
 
O experimento foi realizado em ambiente interno com área total de 25 metros quadrados. O ambiente foi disperso com aerossol odorizador e fumaça de incenso em diferentes momentos. As janelas foram abertas e fechadas entre as dispersões para renovar o ar do ambiente. Os dados foram coletados durante o experimento usando a placa NodeMCU Esp8266-12E  e enviados em tempo real para a plataforma [https://thingspeak.com/ ThingSpeak].
 
O experimento foi realizado em ambiente interno com área total de 25 metros quadrados. O ambiente foi disperso com aerossol odorizador e fumaça de incenso em diferentes momentos. As janelas foram abertas e fechadas entre as dispersões para renovar o ar do ambiente. Os dados foram coletados durante o experimento usando a placa NodeMCU Esp8266-12E  e enviados em tempo real para a plataforma [https://thingspeak.com/ ThingSpeak].
  
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== Resultados do Experimento 1==
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== Resultados do Experimento 1 com Aerossol==
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Nesse experimento foi disperso no ar do ambiente uma quantidade generosa de aerossol odorizante. As respostas dos sensores a esse aerossol podem ser vistas nos gráficos abaixo.
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<center>[[Arquivo:AerossolCase.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor SPS30 dentro do case </center>
  
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Os dados coletados durante o experimento 1 são mostrados no gráfico comparativo dos sensores de CO2 abaixo.
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<center>[[Arquivo:AerossolSPS.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor SPS30 fora do case </center>
  
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<center>[[Arquivo:ComparacaoCO2.PNG| 800 px]]</center>
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<center>[[Arquivo:AerossolHoneywell.PNG| 800 px]]</center>
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<center> Figura 4. Gráfico comparativo dos sensores de CO2 </center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor HPMA115 </center>
  
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As medições mostraram uma diferença entre os valores medidos pelos diferentes sensores. Sendo a maior diferença entre essas medições, os valores de concentração de CO2 obtidos pelos sensores SCD30 da Sensirion, que mostraram valores bem abaixo dos sensores AK898 e T6615. Sendo observado medições de mínimas de 430 e 352 ppm pelos sensores SCD 1 e SCD 2 enquanto os sensores AK898 e T6615 registraram valores de 575 e 581ppm respectivamente. Já os valores máximos de concentração de CO2 registrados foram 2892, 2761, 3358 e 3112 ppm pelos sensores SCD 1, SCD 2, AK898 e T6615 respectivamente.
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<center>[[Arquivo:Pm2p5Aerossol.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM2.5 do sensor SPS30, HPMA115 e AK898 </center>
  
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Os sensores SCD30 também fazem a medição de temperatura e umidade relativa. O resultado dessas medições em comparação com os valores medidos pelo sensor AK898 são mostrados nos gráficos a seguir. Clique nos links para abrir os gráficos.
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<center>[[Arquivo:Pm1p0AerossolTodos.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM1.0 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
  
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A análise dos valores de concentração de CO2 obtidos durante o experimento sugere a realização de mais uma bateria de medições após a calibração dos sensores SCD30 da Sensirion.
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<center>[[Arquivo:Pm4Aerossol.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM4.0 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
  
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==Calibração dos Sensores==
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<center>[[Arquivo:Pm10Aerossol.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM10.0 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
  
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O sensor Telaire T6615-10k foi calibrado na véspera do experimento 1 em ambiente controlado usando como referência o sensor Akso AK898  que media o valor de 735 ppm de CO2 no momento da calibração. A Figura 5(a) mostra o ambiente de calibração do sensor T6615. Os sensores foram colocados dentro de uma caixa plástica e qualquer possível entrada de ar foi lacrada com fita. Após alguns minutos a concentração de CO2 estabilizou em 735 ppm, então nesse momento foi realizada a calibração do sensor com base na concentração de CO2 mostrada pelo sensor AK898.
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<center>[[Arquivo:Pm2p5AerossolSPSeHPMA.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM2.5 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
  
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== Resultados do Experimento 2 com Aerossol==
  
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No segundo experimento com aerossol o sensor HPMA115 da Honeywell apresentou valores sempre acima dos valores apresentados pelos outros sensores.
  
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{| border="0" cellpadding="10" cellalignment="center"
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<center>[[Arquivo:Aerosool2Sensirion.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor SPS30 dentro do case </center>
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|[[Arquivo:CalibracaoT6615.jpeg| 400 px |center]] <center> Figura 5(a). Calibração sensor T6615 da Telaire</center>
 
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|| [[Arquivo: CalibracaoSCD30.PNG| 450 px |center]] <center> Figura 5(b) Calibração sensor SCD30 da Sensirion</center>
 
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Os sensores SCD30 da Sensirion não foram calibrados na véspera do experimento 1, ou seja, a calibração foi feita na fabricação dos sensores.
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<center>[[Arquivo:Aerossol2Honeywell.PNG| 800 px]]</center>
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Após observado dados registrados pelos sensores SCD30 muito diferentes dos dados registrados pelos sensores AK898 e T6615, foi feita a calibração dos sensores SCD30 usando a mesma estratégia usada na calibração do sensor T6615 da Telaire. Durante a calibração dos sensores SCD30 o sensor comercial AK898 registrava uma concentração de CO2 de 789 ppm. A Figura 5(b) mostra o resultado da calibração a partir do ponto 100 na linha de tempo x.
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor HPMA115 </center>
  
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== Resultados do Experimento 2 - Após calibração dos sensores SCD30==
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<center>[[Arquivo:Aerossol2_pm2p5.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM2.5 do sensor SPS30, HPMA115 e AK898 </center>
  
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Os dados coletados durante o experimento 2 são mostrados no gráfico comparativo dos sensores de CO2 abaixo.
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<center>[[Arquivo:Aerosool2_pm1.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM1.0 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
  
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===Medição de CO2===
+
<center>[[Arquivo:Aerosool2_pm4.PNG| 800 px]]</center>
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<center>[[Arquivo:ComparacaoCO2b.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM4.0 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
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<center> Figura 6. Gráfico comparativo dos sensores de CO2 </center>
 
  
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Na Figura 7(a) é mostrado o erro de medição dos sensores em relação aos registros do sensor AK898 e a Figura 7(b) é possível visualizar que no momento em que os sensores registraram o maior erro de medição houve uma mudança brusca na concentração de CO2 registrada por todos os sensores.
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<center>[[Arquivo:Aerossol2_pm10.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM10.0 do sensor SPS30 e HPMA115 </center>
  
  
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{| border="0" cellpadding="10" cellalignment="center"
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== Resultados do Experimento com Fumaça==
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|[[Arquivo:DiferencaSCDeT66eAK898.PNG| 550 px |center]]  <center> Figura 7(a). Erro em comparação com AK898 </center>
 
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||[[Arquivo: ConcentracaoEdiferenca.PNG| 550 px |center]] <center> Figura 7(b). CO2 e erro </center>
 
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Na Figura 8 é possível visualizar o erro mínimo, médio e máximo na medição de CO2 dos sensores SCD30 e Telaire T6615 em comparação aos registros do sensor comercial AK898.
 
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<center>[[Arquivo:ErroBarCO2.PNG| 600 px]]</center>
 
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<center> Figura 8. Erro dos sensores </center>
 
  
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<center>[[Arquivo:Picosensor.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor SPS30, HPMA115 e AK898 </center>
  
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===Medição de Temperatura===
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Como ocorreu um pico nos valores apresentados pelos sensores SPS30, os dados acima de 200 ug/m³ foram fixados em 200 ug/m³ para poder analisar os resultados dos outros sensores nas plotagens gráficas.
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No gráfico abaixo é possível visualizar a temperatura registrada e o erro desses registros em comparação com o sensor AK898.
 
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<center>[[Arquivo:ErroSCD30.PNG| 800 px]]</center>
 
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<center> Figura 9. Temperatura registrada e erro dos sensores </center>
 
  
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Na Figura 10 é possível visualizar o erro mínimo, médio e máximo na medição de temperatura dos sensores SCD30 em comparação aos registros do sensor comercial AK898.
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<center>[[Arquivo:Teto200.PNG| 800 px]]</center>
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<center>[[Arquivo:ErroBarTemperatura.PNG| 600 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM2.5 do sensorSPS30, HPMA115 e AK898 </center>
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<center> Figura 10. Erro dos sensores </center>
 
  
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O erro máximo nos registros do sensor SCD1 foi de 0,77 °C e do sensor SCD2 foi 0,46 °C.
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<center>[[Arquivo:Depoisdopico.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM2.5 do sensorSPS30, HPMA115 e AK898 </center>
  
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===Medição de Umidade===
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<center>[[Arquivo:Abaixode100.PNG| 800 px]]</center>
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Na Figura 11 é possível visualizar a Umidade registrada e o erro desses registros em comparação com o sensor AK898.
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<center>Gráfico das medições de PM2.5 do sensorSPS30, HPMA115 e AK898 </center>
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<center>[[Arquivo:ErroUmidade.PNG| 800 px]]</center>
 
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<center> Figura 11. Temperatura registrada e erro dos sensores </center>
 
  
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Na Figura 12 é possível visualizar o erro mínimo, médio e máximo na medição de umidade relativa dos sensores SCD30 em comparação aos registros do sensor comercial AK898.
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<center>[[Arquivo:Dentrodocase.PNG| 800 px]]</center>
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<center>[[Arquivo:ErroBarUmidade.PNG| 600 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor SPS30  </center>
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<center> Figura 12. Erro dos sensores </center>
 
  
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O erro máximo nos registros do sensor SCD1 foi de 2,7% e do sensor SCD2 foi 3,9%. O erro médio foi 1,6% e 1,8% respectivamente.
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<center>[[Arquivo:Honeywell.PNG| 800 px]]</center>
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<center>Gráfico das medições de PM do sensor HPMA115 </center>

Edição atual tal como às 20h12min de 24 de junho de 2020

Sensores de Material Particulado (PM)

Este é um breve resumo que apresenta dados coletados durante experimento com objetivo de comparar as medições realizadas entre os sensores de Material Particulado da Akso modelo AK898, da Honeywell modelo HPMA115CO-004 e Sensirion modelo SPS30.

Figura 1. Medidor de Qualidade do Ar AK898
AK898.PNG
Para saber mais sobre o sensor comercial AK898, consulte o link: Medidor de Qualidade do Ar com Registro - AK898.
Figura 2. Sensor PM HPMA115CO-004
HPMA115CO.PNG
Para saber mais sobre o sensor HPMA115, consulte o link: | HPMA sensor.
Figura 3. Sensor PM SPS30
SPS30Sensirion.PNG
Para saber mais sobre o sensor SPS30, consulte o link: Particulate Matter Sensor SPS30.


Parâmetros AK898 HPMA115 SPS30
Faixa de medição PM2.5: 0 a 999ug/m³ PM1 PM2.5 PM4 PM10: 0 a 1000ug/m³ PM1 PM2.5 PM4 PM10: 0 a 1000ug/m³ Também mede o número de partículas
Exatidão PM2.5: ±(10%UR + 10ug/m³ ) [calibração aerossol] 0-100ug/m³ PM2.5: ±15µg/m3; PM1/4/10: ±25 µg/m3 100-1000ug/m³ PM2.5: ±15 %; PM1/4/10: ±25%; 0-100ug/m³ PM1/2.5 +-10ug/m³ PM4/10 +-25ug/m³ 100-1000ug/m³ PM1/2.5 +-10% PM4/10 +-25%
PM1 PM4 e PM10 são calculados a partir da leitura de PM2.5 PM4 e PM10 são calculados com base no perfil de distribuição de todas as partículas medidas.

PM1.0 são partículas com diâmetro menor ou igual a 1 micrômetro, PM2.5 com diâmetro menor ou igual a 2.5 micrômetros, PM4.0 com diâmetro menor ou igual a 4 micrômetros e PM10.0 com diâmetro menor ou igual a 10 micrômetros. No datasheet do sensor HPMA115 da Honeywell não é feita nenhuma referência quanto ao tamanho mínimo das partículas que o sensor detecta, citando apenas no entanto o limite superior de 1, 2.5, 4 e 10 micrômetros. Já no datasheet do sensor SPS30 da Sensirion podemos encontrar as seguintes informações: PM1.0 detecta partículas de 0.3 á 1 micrômetro, PM2.5 detecta partículas de 0.3 á 2.5 micrômetros, PM4.0 partículas de 0.3 á 4 micrômetros e PM10.0 partículas de 0.3 á 10 micrômetros.

Pelo fato de apenas o sensor SPS30 da Sensirion fornecer o número de partículas, os resultados do experimento descrito a seguir mostram apenas a concentração em microgramas, não apresentando os valores referentes ao número de partículas.

O experimento foi realizado em ambiente interno com área total de 25 metros quadrados. O ambiente foi disperso com aerossol odorizador e fumaça de incenso em diferentes momentos. As janelas foram abertas e fechadas entre as dispersões para renovar o ar do ambiente. Os dados foram coletados durante o experimento usando a placa NodeMCU Esp8266-12E e enviados em tempo real para a plataforma ThingSpeak.

Resultados do Experimento 1 com Aerossol

Nesse experimento foi disperso no ar do ambiente uma quantidade generosa de aerossol odorizante. As respostas dos sensores a esse aerossol podem ser vistas nos gráficos abaixo.

AerossolCase.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor SPS30 dentro do case
AerossolSPS.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor SPS30 fora do case
AerossolHoneywell.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor HPMA115
Pm2p5Aerossol.PNG
Gráfico das medições de PM2.5 do sensor SPS30, HPMA115 e AK898
Pm1p0AerossolTodos.PNG
Gráfico das medições de PM1.0 do sensor SPS30 e HPMA115
Pm4Aerossol.PNG
Gráfico das medições de PM4.0 do sensor SPS30 e HPMA115
Pm10Aerossol.PNG
Gráfico das medições de PM10.0 do sensor SPS30 e HPMA115
Pm2p5AerossolSPSeHPMA.PNG
Gráfico das medições de PM2.5 do sensor SPS30 e HPMA115

Resultados do Experimento 2 com Aerossol

No segundo experimento com aerossol o sensor HPMA115 da Honeywell apresentou valores sempre acima dos valores apresentados pelos outros sensores.

Aerosool2Sensirion.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor SPS30 dentro do case
Aerossol2Honeywell.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor HPMA115
Aerossol2 pm2p5.PNG
Gráfico das medições de PM2.5 do sensor SPS30, HPMA115 e AK898
Aerosool2 pm1.PNG
Gráfico das medições de PM1.0 do sensor SPS30 e HPMA115
Aerosool2 pm4.PNG
Gráfico das medições de PM4.0 do sensor SPS30 e HPMA115
Aerossol2 pm10.PNG
Gráfico das medições de PM10.0 do sensor SPS30 e HPMA115


Resultados do Experimento com Fumaça

Picosensor.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor SPS30, HPMA115 e AK898

Como ocorreu um pico nos valores apresentados pelos sensores SPS30, os dados acima de 200 ug/m³ foram fixados em 200 ug/m³ para poder analisar os resultados dos outros sensores nas plotagens gráficas.

Teto200.PNG
Gráfico das medições de PM2.5 do sensorSPS30, HPMA115 e AK898
Depoisdopico.PNG
Gráfico das medições de PM2.5 do sensorSPS30, HPMA115 e AK898
Abaixode100.PNG
Gráfico das medições de PM2.5 do sensorSPS30, HPMA115 e AK898
Dentrodocase.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor SPS30
Honeywell.PNG
Gráfico das medições de PM do sensor HPMA115
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