PMS5003
PMS7003 Cảm biến PMS 5003 và PMS 7003 của máy trồng cây
PMS 7003 và Cảm biến PMS 5003 là thế hệ thứ 7 của dòng PMSx003 được phát triển bởi Plantower (tên tiếng Trung 攀藤).
Thiết lập thí nghiệm
Đối với thí nghiệm này, 3 PMS 7003 và 3 PMS 5003 được đặt cùng vị trí. Mục tiêu là để hiểu độ chính xác của các chỉ số cảm biến riêng lẻ và mức độ lỗi tiềm ẩn do thiếu hiệu chuẩn hiệu quả của các cảm biến chi phí thấp.
Đối với mỗi cảm biến (PMS5003 và PMS7003), có 3 cảm biến (được xác định là PMSx003 #1, #2 và #3) chạy luân phiên trong khoảng thời gian 3 phút. Trong mỗi phút, chỉ dữ liệu 30 giây cuối cùng được thu thập, còn 30 giây đầu tiên được giữ lại để cảm biến ổn định đầu ra.
Có thêm cảm biến PMS5003 (số #4 ): Đây là cảm biến (cũ) đã qua sử dụng đã chạy ở chế độ liên tục trong vài tháng ngoài trời. Mục tiêu của cảm biến này là để hiểu xem độ chính xác có giảm theo thời gian sử dụng hay không (trong quá trình tia laser hoặc quạt bị hao mòn).
Bảng thông số kỹ thuật: PMS5003.pdf and PMS7003.pdf.Lưu ý rằng dữ liệu PMSx từ Cảm biến có hai loại: '标准颗粒物' (Hạt tiêu chuẩn hoặc CF-1, byte 4-9) và '大气环境下' (Môi trường khí quyển, byte 10 -15). Đây là cái thứ hai mà chúng tôi sử dụng cho thí nghiệm này (Cảm ơn Bart đã giải thích rõ ràng).
Hỏng cảm biến
Những hình ảnh sau đây được chụp từ một chiếc PMS5003 chạy ngoài trời ở chế độ liên tục trong vài tháng.
Tin vui là Plantower đã cố gắng thực hiện một thiết kế cơ học khá tốt giúp ngăn ngừa bụi tích tụ ở mặt trước của PCB (xem hình A bên phải), nơi gắn tia laser và đi-ốt. So với tình trạng tích tụ bụi trên Dylos, điều đó đảm bảo tuổi thọ và độ chính xác của dữ liệu tốt hơn nhiều tăng ca.
Về mặt linh kiện điện và điện tử, PMS5003 không khác biệt nhiều so với thiết kế PMS1003 ban đầu. CPU vẫn là Cypress CY8C4245, là ARM Cortex-M0 kết hợp chạy ở tốc độ 48 MHz với ADC chuyên dụng, được sử dụng để lấy mẫu đầu ra từ diode.
Dữ liệu theo thời gian thực
db là viết tắt của thùng rác và được đo bằng số lượng mỗi phút. Ví dụ: db2.5-um biểu thị số lượng hạt có đường kính khí động học dưới 2,5 µm;
Chuỗi thời gian về điều kiện khí tượng
Cần có điều kiện khí tượng và đặc biệt là Độ ẩm tương đối (RH) vì RH cao có thể có tác động trực tiếp đến kích thước của kích thước hạt được phát hiện bởi tia laser. Đối với cảm biến BAM, thực sự cần có yêu cầu về độ ẩm không đổi.
Biểu đồ trên dựa trên trạm CWOP EW2754. Bảng bên dưới dựa trên kết quả đọc theo thời gian thực từ trạm A12 GAIA của chúng tôi
Chuỗi thời gian cho vật chất hạt
Lưu ý rằng 3 biểu đồ chuỗi thời gian đầu tiên hiển thị các giá trị sử dụng AQI (chứ không phải mg/m3 thô). AQI dựa trên điểm dừng của EPA Hoa Kỳ. Đối với PM1, điểm dừng PM2.5 được sử dụng.
Đối với biểu đồ vật chất hạt, các phép đo BAM tham chiếu từ các trạm lân cận được hiển thị, nhưng không được tính đến trong biểu đồ độ lệch ~ mục đích của thí nghiệm này là để hiểu độ lệch giữa các cảm biến cùng loại (ví dụ PMS) và không ở giữa các cảm biến sử dụng các công nghệ khác nhau (ví dụ: Bộ đếm Laser và Suy giảm Beta).
Các biểu đồ độ lệch bên dưới mỗi chuỗi thời gian được tính là chênh lệch giữa mức tương ứng tối thiểu (màu xanh lam). giá trị tối đa (màu đỏ) và số đọc trung bình cho mỗi khối khoảng thời gian 5 phút. Trục X hiển thị giá trị trung bình và trục Y hiển thị chênh lệch giữa giá trị tối thiểu/tối đa và giá trị trung bình. Đối với 3 biểu đồ chuỗi thời gian đầu tiên, sự khác biệt được thể hiện bằng AQI: Bằng cách này, có thể dễ dàng đánh giá sai số tiềm ẩn về giá trị AQI của các cảm biến giá rẻ đó.
So sánh giữa Hạt tiêu chuẩn (vật chất hạt tiêu chuẩn) và Khí quyển tiêu chuẩn (môi trường khí quyển)
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)
Một câu hỏi thú vị là liệu tỷ lệ CF-1/SAT có phải là một phần của quá trình hiệu chuẩn do Plantower thực hiện hay không; Ít nhất, đối với PM2.5, ngưỡng trên của PMS7003 và PMS5003 là khác nhau (85 cho ngưỡng đầu tiên và 100 cho ngưỡng thứ hai). Khi có đủ dữ liệu, trang này sẽ được cập nhật với câu trả lời...
Mối tương quan giữa PM10 và PM2.5
Hiện tại, mối tương quan có vẻ hoàn toàn tuyến tính, nhưng ngay khi xảy ra sự kiện ô nhiễm PM10 tiếp theo, biểu đồ sẽ có thể xác nhận tính hiệu quả của việc phát hiện kích thước thùng rác.
Hơn nữa, một mẫu thú vị cần kiểm tra là đường cong phi tuyến tính, có thể nhìn thấy trên cảm biến Dylos. Kiểu cong này là do cảm biến không thể phát hiện chính xác các thùng hạt khác nhau, gây ra bởi số lượng hạt quá cao 'cản trở' diode. Hiện tại, Mức độ ô nhiễm không khí quá thấp để phát hiện hiện tượng này, nhưng ngay khi mùa đông đến, dữ liệu sẽ xác nhận sự tồn tại của mô hình này hay không.
Chuỗi thời gian cho Vật chất dạng hạt (Thiết lập trong nhà)
--
