PMS5003
PMS7003 Plantower PMS 5003 en PMS 7003 Sensor
De PMS 7003 en PMS 5003 sensoren zijn de 7e resp. 5e generatie van de PMSx003 serie ontwikkeld door Plantentoren (Chinese naam攀藤).
Experiment-opstelling
Voor dit experiment zijn 3 PMS 7003 en 3 PMS 5003 samen geplaatst. Het doel is om de nauwkeurigheid van individuele sensormetingen te begrijpen, en het potentiële foutenniveau veroorzaakt door het gebrek aan efficiënte kalibratie van goedkope sensoren.
Voor elke sensor (PMS5003 en PMS7003) zijn er 3 sensoren (geïdentificeerd als PMSx003 #1, #2 en #3) die afwisselend gedurende een periode van 3 minuten draaien. Voor elke minuut worden alleen de gegevens van de laatste 30 seconden verzameld, terwijl de eerste 30 seconden worden bewaard om de sensor zijn output te laten stabiliseren.
Er is een extra PMS5003-sensor (nummer #4): Het zijn gebruikte (oude)-sensoren die buiten enkele maanden in continue modus hebben gedraaid. Het doel van deze sensor is om te begrijpen of de nauwkeurigheid afneemt met de leeftijd (tijdens het slijten van de laser of ventilator).
Specificatiebladen: PMS5003.pdf and PMS7003.pdf.Houd er rekening mee dat de PMSx-gegevens van de sensor in twee varianten beschikbaar zijn: '标准颗粒物' (Standaarddeeltjes of CF-1, bytes 4-9) en '大气环境下' (Atmosferische omgeving, bytes 10 -15). Het is de tweede die we gebruiken voor deze experimenten (met dank aan Bart voor de verduidelijking).
Sensor-demontage
De volgende foto's zijn genomen van een PMS5003 die een aantal maanden buiten in continumodus heeft gedraaid.
Het goede nieuws is dat Plantower erin is geslaagd een redelijk goed mechanisch ontwerp te maken, waardoor stofophoping aan de voorkant van de printplaat (zie afbeelding A rechts), waar de laser en de diode zijn gemonteerd, wordt voorkomen. Vergeleken met de stofophoping op de Dylos garandeert dit een veel betere levensduur en gegevensnauwkeurigheid na een tijdje.
Qua elektrische en elektronische componenten verschilt de PMS5003 niet heel veel van het oorspronkelijke ontwerp van de PMS1003. De CPU is nog steeds een Cypress CY8C4245, die vroeger door een gecombineerde ARM Cortex-M0 op 48 MHz met speciale ADC werd gebruikt bemonster de uitvoer van de diode.
Realtime gegevens
db staat voor stofbak en wordt gemeten in aantallen per minuut. db2.5-um vertegenwoordigt bijvoorbeeld het aantal deeltjes met een aerodynamische diameter kleiner dan 2,5 µm;
Tijdreeksen voor meteorologische omstandigheden
Er zijn meteorologische omstandigheden nodig, en vooral de relatieve vochtigheid (RH), omdat een hoge RV een directe invloed kan hebben op de grootte van de deeltjesgrootte die door de laser wordt gedetecteerd. Voor BAM-sensoren geldt juist een eis voor een constante luchtvochtigheid.
Bovenstaande grafiek is gebaseerd op CWOP-station EW2754. Onderstaande tabel is gebaseerd op de realtime metingen van ons GAIA A12-station
Tijdreeksen voor fijn stof
Merk op dat de eerste drie tijdreeksgrafieken de waarden tonen met behulp van AQI (en niet ruwe mg/m3). De AQI is gebaseerd op de Amerikaanse EPA-breekpunten. Voor PM1 worden de PM2.5-breekpunten gebruikt.
Voor de fijnstofgrafieken worden de referentie-BAM-metingen van de naburige stations weergegeven, maar er wordt geen rekening mee gehouden voor de afwijkingsgrafiek. Het doel van deze experimenten is om de afwijking tussen sensoren van hetzelfde type (bijv. PMS) te begrijpen en niet tussen sensoren die gebruik maken van verschillende technologieën (bijv. Laser Counter versus Beta Attenuation).
De deviatiegrafieken onder elke tijdreeks worden berekend als het verschil tussen het minimum (in blauw) resp. maximale waarde (in rood) en de gemiddelde waarde voor elk periodeblok van 5 minuten. De X-as toont de gemiddelde waarde en de Y-as het verschil tussen min/max en gemiddelde. Voor de eerste drie tijdreeksgrafieken wordt het verschil uitgedrukt in AQI: op deze manier is het eenvoudig om de potentiële fout in de AQI-waarde van die goedkope sensoren te beoordelen.
Vergelijking tussen standaard deeltjes (standaard fijnstof) en standaard atmosfeer (atmosferische omgeving)
The graphs below shows the correlation for the CF1 (X, absyss) and the ratio CF1/SAT (Y, ordinate), for the PM2.5 and PM10 data.
The almost too perfect correlation between approx. 30 mg to 100 mg for PM2.5 / PMS5003, (40mg to 150 for PM10) does not sound too scientific...
cf1<30 ⇒ sat=cf1
cf1>100 ⇒ sat = cf1 * 2/3
cf1 in ∈ [30;100] ⇒ sat = 30 + cf1 * (cf1-30)/70 * 2/3
The formula has been updated with correct ratio (2/3)
Een interessante vraag is of de CF-1/SAT-verhouding deel uitmaakt van het kalibratieproces van Plantower; Voor PM2,5 is de bovengrens voor PMS7003 en PMS5003 in ieder geval verschillend (85 voor de eerste en 100 voor de tweede). Wanneer er voldoende gegevens beschikbaar zijn, wordt deze pagina bijgewerkt met het antwoord...
Correlatie tussen PM10 en PM2,5
Voorlopig lijkt de correlatie perfect lineair, maar zodra de volgende PM10 vervuiling plaatsvindt, zal de grafiek de efficiëntie van de detectie van de bakgrootte kunnen bevestigen.
Bovendien is een interessant patroon om op te letten de niet-lineaire curve, die te zien is op de Dylos-sensor. Dit gebogen patroon wordt veroorzaakt doordat de sensor de verschillende deeltjesbakken niet goed kan detecteren, veroorzaakt door een te groot aantal deeltjes dat de diode 'blokkeert'. Voorlopig is de luchtverontreiniging te laag om dit fenomeen te detecteren, maar zodra de winter aanbreekt, zullen de gegevens het bestaan van dit patroon bevestigen of niet.
Tijdreeksen voor fijnstof (binnenopstelling)
--
