Jak już wcześniej wspominałem w Legionowie pod Warszawą działa 7 zbudowanych przeze mnie urządzeń do pomiaru ilości pyłu zawieszonego w powietrzu. Wszystkie pomiary zbiera i zgrabnie prezentuje strona internetowa zatruci.pl. Od samego początku działania strony słyszałem oficjalne głosy lokalnych władz o niskiej jakości pomiarów, rażących błędach, zawyżaniu wyników itp. Zresztą to trzeba zobaczyć:

W skrócie: mój tani czujnik jest nic nie warty, bo pokazał co innego niż jeszcze tańszy czujnik.

Z czasem sprawa trochę ucichła, ale tylko na chwilę. W lutym okazało się, że miasto zakupiło dwa czujniki od Airly. Airly jest liderem polskiego rynku (tak mi się przynajmniej wydaje) “tanich” czujników jakości powietrza. Z tym “tanich” to ostrożnie, bo za czujnik liczą 1500 zł netto + abonamet 50 zł / miesiąc. A co w zamian? Urządzenie mierzy stężenie pyłu zawieszonego, temperaturę, ciśnienie i wilgotność i przesyła dane na serwer. Do transmisji wykorzystuje łączność komórkową – stąd miesięczny abonament. Może więc za tą cenę dostajemy jakiś bardziej wypasiony laserowy sensor pyłu zawieszonego? Nie znalazłem nigdzie informacji jakiego sensora używa Airly, ale wydaje mi się, że widać to na ich filmie promocyjnym (szczególnie od 28 sekundy filmu widać moduł sensora na dwóch ujęciach):

Moim zdaniem jest to czujnik PMS5003. Jest bardzo podobny do tego, którego wykorzystuję w swoich urządzeniach (SEN0177). Na czym polega przewaga Airly? Na tym, że ich zdaniem ich czujniki są skalibrowane aby zapewniać zgodność z profesjonalnymi urządzeniami wykorzystywanymi przez GIOŚ. Wielokrotnie słyszałem zarzut, że moje czujniki nie biorą pod uwagę wilgotności powietrza i zliczają kropelki skondensowanej wody jako pył. Moim zdaniem, jeśli wilgotność miałaby mieć wpływ na pomiar to przez pęcznienie wilgotnych cząstek, a nie jakieś mityczne kropelki. Więc jak to jest z Airly? Sami piszą na swojej stronie trzy ciekawe rzeczy:

1. Jaki jest błąd pomiaru? Zakres pomiaru dla pyłu PM2.5 podany przez producenta wynosi 0-500 μg/m³. Dokładność pomiaru podana przez producenta wynosi ±10%@100-500 μg/m³ oraz ±10 μg/m³@0-100 μg/m³.
2. Jak urządzenie reaguje na wilgoć? Czy kondensacja pary wodnej nie powoduje, że wyniki są przez to mniej dokładne? Podczas analizy porównawczej za stacją WIOŚ nie wykazano wpływu temperatury, wilgotności, ciśnienia oraz kondensacji pary wodnej na wyniki pomiarów.
3. Czemu wasze czujniki mają wyższe/niższe odczyty niż znajdujące się obok stacje pomiarowe Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska? (…) Nasze urządzenia były kalibrowane przez okres 12 miesięcy ze stacją WIOŚ.

W skrócie: wilgotność nie jest brana pod uwagę, a dane są “normowane” na podstawie porównania z czujnikami WIOŚ. Jak rozumiem porównanie zostało wykonane dla jakieś grupy sensorów, a dla reszty jest wykorzysytne dzięki założeniu, że wszystkie sensory tego producenta działają tak samo. Nic o tej normalizacji nie wiemy. Nie wiemy również jak liczone są wyniki prezentowane na ich stronie – z jakiego czasu są uśredniane, w jaki sposób itp.

Miasto wykorzystało jeden czujnik Airly do weryfikacji moich czujników – ustawiali czujnik na kilkanaście godzin obok moich czujników w różnych częściach miasta. Pomysł fajny, niestety Airly udostępniło dane z tych pomiarów z wartościami co 60 minut – bardzo rzadko! Mimo tej niedogodności krótkie spojrzenie na dane pokazuje, że moje czujniki pokazują wyższe stężenia.

Równolegle do tych testów jedna z osób, która kupiła ode mnie czujnik kupuje prywatny czujnik Airly i instaluje go bezpośrednio przy tym ode mnie. Ze swoich czujników mam każdy indywidualny pomiar co kilkaście sekund. Z Airly mam ich przeliczony / poprawiony / normalizowany wynik zapisany co 15 minut. Porównajmy zapisy z kilku ostatnich dni, kiedy czujniki stoją koło siebie.

Porównanie 1: Pomiar Airly vs. indywidualne pomiary z mojego czujnika:

Porównanie 2: Pomiar Airly vs. uśrednione pomiary z mojego czujnika (średnia z poprzedzających 45 minut):

Ponieważ kształt obydwu krzywych jest bardzo podobny zacząłem się zastanawiać jaki najprostszym sposobem uda mi się uzgodnić obie krzywe. Po kilku iteracjach doszedłem do zadowalającego wyniku. Pomnożyłem moje pomiary (już po uśrednieniu) przez współczynnik, którego wartość zależy od stężenia pyłu: dla stężeń od 0 do 20 µg/m³ współczynnik jest równy 1. Dla stężeń od 20 do 90 µg/m³ maleje liniowo od 1 do 0.6. Dla stężeń od 90 do 1000 µg/m³ maleje liniowo od 0.6 do 0.5. Oto wynik porównania po przeliczeniu:

Wychodzi pięknie, ale jaki z tego mamy wniosek? Tu mam problem. Skoro Airly do uzgodnienia pomiarów ze stacjami WIOŚ nie używa temperatury, wilgotności i ciśnienia, to zostaje im współczynnik zależny od samego stężenia. Analogiczny jak opisany powyżej. Pytanie czy takie działanie jest legalne. Dlaczego małe laserowe czujniki miałby tak systematycznie zawyżać pomiary? Który pomiar jest prawdziwy i wiarygodny? Pytanie zostawiam na chwile otwarte, ale obiecuję do tego wrócić!