Capteurs de Qualité de l'Air - Comment Ils Fonctionnent

Les capteurs de qualité de l'air sont des dispositifs électroniques qui détectent et quantifient la concentration de polluants et de contaminants présents dans l'air. Ces capteurs jouent un rôle crucial dans la protection de la santé humaine et du bien-être environnemental, tant dans les milieux industriels que résidentiels. Les capteurs de qualité de l'air utilisent divers mécanismes de détection, tels que l'électrochimie, l'infrarouge non dispersif (NDIR) et la diffusion de la lumière, pour mesurer une multitude de polluants atmosphériques. Les cibles communes incluent :

• Matières particulaires (PM) : fractions PM1, PM2.5 et PM10, qui sont des particules microscopiques en suspension dans l'air et liées à des problèmes respiratoires.
• Gaz : Monoxyde de carbone (CO), dioxyde de carbone (CO2), dioxyde d'azote (NO2), ozone (O3), dioxyde de soufre (SO2) et composés organiques volatils (COV), tous susceptibles d'avoir des effets néfastes sur la santé à des concentrations élevées.

Table des matières

• Importance
• Installation
• Exemple d'application
• Critères de sélection
• Calibration des capteurs de qualité de l'air
• FAQ

Importance

Les capteurs de qualité de l'air surveillent et fournissent des données sur la qualité de l'air dans un environnement donné, ce qui a plusieurs implications importantes :

• Contrôle des émissions : Les capteurs de qualité de l'air sont essentiels dans les milieux industriels/commerciaux pour surveiller les émissions issues des processus de fabrication. Ces données en temps réel du capteur de qualité de l'air permettent des ajustements pour optimiser les opérations et garantir la conformité avec les réglementations environnementales.
• Sécurité des travailleurs : La détection précoce de fuites de gaz dangereuses ou de pics de concentration de polluants protège le personnel en permettant l'activation rapide de systèmes de ventilation ou de protocoles d'urgence.
• Qualité de l'air intérieur (QAI) : Les capteurs de qualité de l'air peuvent être déployés dans les maisons et les bâtiments pour identifier et traiter les sources de pollution de l'air intérieur, telles que la moisissure, les matériaux de construction émettant des gaz ou une ventilation inadéquate.
• Gestion de la santé : Pour les personnes souffrant de conditions respiratoires telles que l'asthme, les capteurs de qualité de l'air peuvent fournir des informations précieuses pour gérer l'exposition aux polluants de l'air susceptibles de déclencher des symptômes.

Installation

Le placement des capteurs de qualité de l'air est crucial pour une surveillance précise et efficace.

• Dans les environnements industriels, les capteurs sont généralement installés à proximité des sources d'émission, telles que les cheminées d'évacuation, et dans les zones où les employés sont susceptibles d'être exposés aux polluants.
• Les capteurs de qualité de l'air extérieurs sont souvent placés à divers emplacements stratégiques à travers les villes et les communautés pour surveiller la qualité de l'air ambiant. Ces emplacements peuvent inclure les intersections de trafic, les zones industrielles, les quartiers résidentiels et à proximité des écoles ou des hôpitaux.
• Pour les applications résidentielles, les capteurs de qualité de l'air sont généralement installés dans les espaces de vie, les chambres à coucher, les cuisines et les sous-sols. Il est important de placer les capteurs loin des sources directes de pollution (par exemple, les cuisinières, les cheminées) pour éviter les lectures déformées et garantir qu'ils reflètent la qualité globale de l'air intérieur.

Exemples d'application

En surveillant les paramètres des polluants, un système HVAC peut ajuster son fonctionnement pour maintenir ou améliorer la qualité de l'air dans un espace, par exemple, en augmentant la ventilation lorsque des niveaux élevés de CO2 sont détectés ou en ajustant les niveaux d'humidité. Cette intégration améliore le confort et la santé des occupants du bâtiment en garantissant que l'air qu'ils respirent est propre et bien circulé.

Un purificateur d'air équipé d'un capteur de qualité de l'air surveille activement les niveaux de polluants et de particules dans l'environnement en temps réel. En fonction des données collectées par le capteur, le purificateur ajuste automatiquement ses paramètres de filtration, augmentant son intensité lorsque les niveaux de polluants sont élevés et économisant de l'énergie lorsque l'air est plus propre. Cet ajustement dynamique assure que le purificateur d'air fonctionne de manière optimale, en éliminant plus efficacement les contaminants tels que la poussière, le pollen, la fumée et les composés organiques volatils (COV). Par conséquent, cette intégration améliore significativement la qualité de l'air intérieur, rendant l'environnement plus sain et plus confortable pour les occupants.

Critères de sélection

Considérez les critères suivants lors de la sélection d'un capteur de qualité de l'air :

• Types de polluants détectés : Assurez-vous que le capteur peut mesurer les polluants spécifiques d'intérêt, tels que le dioxyde de carbone, la température, l'humidité absolue, le point de rosée et les composés organiques volatils (COV). La capacité de surveiller plusieurs paramètres avec un seul appareil peut être avantageuse pour une évaluation complète de la qualité de l'air.
• Compatibilité avec les systèmes de surveillance : Le capteur doit offrir des signaux de sortie compatibles avec les systèmes de surveillance existants ou prévus. Les signaux de sortie courants incluent 0-5V, 0-10V et 4-20mA. Le choix dépend des exigences du système de contrôle ou du data logger auquel le capteur sera connecté.
• Compatibilité physique : Les dimensions physiques du capteur, y compris la longueur et le diamètre, doivent être adaptées à l'emplacement d'installation prévu, que ce soit dans des conduits, des tubes ou à l'air libre. Assurez-vous que la taille du capteur correspond aux exigences de montage et aux contraintes spatiales.
• Intégration avec les systèmes de gestion de bâtiment (BMS) : Pour les capteurs utilisés dans des environnements avec BMS, il est important de sélectionner des capteurs qui prennent en charge les protocoles de communication pertinents, tels que BACNET MSTP ou Modbus RTU. Cela assure une intégration et un échange de données sans faille avec le BMS.
• Plage de mesure et précision : Le capteur doit avoir une plage de mesure de CO2 et une précision qui répondent aux exigences de l'application. Considérez les niveaux de concentration typiques attendus dans l'environnement surveillé pour garantir que le capteur puisse fournir des mesures précises et fiables.
• Protection environnementale et durabilité : Choisissez des capteurs avec un degré de protection approprié (par exemple, IP65) pour garantir qu'ils peuvent résister aux conditions environnementales où ils seront installés. La résistance aux UV est également importante pour les capteurs exposés à la lumière du soleil.
• Exigences en matière d'alimentation électrique : Vérifiez que la tension nominale du capteur correspond à l'alimentation électrique disponible, qu'elle soit en AC ou en DC.
• Technologie : Choisissez des capteurs utilisant une technologie fiable et éprouvée, telle que NDIR (Infrarouge Non Dispersif) pour la mesure du CO2, pour garantir une stabilité et une précision à long terme.
• Installation et montage : Considérez si le capteur convient au type de montage prévu (par exemple, montage en conduit) et s'il est livré avec le boîtier ou les accessoires de montage nécessaires.
• Fonctionnalités supplémentaires : Les capteurs de qualité de l'air avec des fonctionnalités telles que la connectivité sans fil ou un affichage intégré peuvent ne pas être disponibles dans tous les modèles mais pourraient être importants pour certaines applications. Évaluez le besoin de ces fonctionnalités en fonction de la facilité d'installation, des exigences de surveillance et de l'interaction utilisateur.

Calibration des capteurs de qualité de l'air

La calibration des capteurs de qualité de l'air corrige les écarts entre les lectures d'un capteur et celles d'un moniteur de référence de haute précision connu. Ce processus ajuste la sortie du capteur pour l'aligner avec les concentrations réelles de polluants dans l'environnement.

Deux approches principales sont utilisées :

• Co-localisation : Le capteur et l'instrument de référence sont placés côte à côte pendant une période, collectant des mesures simultanées. Des modèles statistiques sont ensuite dérivés pour corréler les données du capteur avec les valeurs de référence, permettant la correction des lectures du capteur.
• Pré-calibration : Les fabricants peuvent pré-calibrer les capteurs dans des environnements contrôlés en utilisant des mélanges de gaz standardisés. Cela offre un niveau de précision de base mais peut ne pas tenir compte des variations dans les conditions de déploiement réelles.

Les capteurs de qualité de l'air avancés avec un mécanisme d'auto-calibration à double canal assurent un suivi précis et fiable du CO2 dans divers environnements, même là où les méthodes de calibration traditionnelles échouent. Contrairement à la Calibration Automatique de Fond (ABC), qui repose sur une exposition régulière à l'air frais avec des niveaux de CO2 connus pour ajuster les lectures du capteur, cette auto-calibration utilise deux canaux indépendants pour corriger automatiquement les mesures. Cela est crucial dans les environnements où l'air ne revient pas régulièrement à un niveau de CO2 de base, rendant ces capteurs adaptables et fiables dans différents bâtiments et applications sans nécessiter de calibration manuelle.

Lisez notre article sur les instruments HVAC pour plus d'informations sur les divers instruments utilisés pour le contrôle et la surveillance d'un système HVAC.

FAQ

Que mesurent les capteurs de qualité de l'air ?

Les capteurs de qualité de l'air mesurent des polluants comme le CO2, les COV, PM2.5/PM10, NO2 et O3 dans l'air.

Qu'est-ce qu'un capteur de qualité de l'air portable ?

Un capteur de qualité de l'air portable est un dispositif compact et mobile qui surveille les niveaux de pollution de l'air en déplacement.