Produktbeschreibung

Wie funktioniert das Messprinzip der CO₂-Messung?

Kurz – verständlich und nicht so technisch – gesagt leuchten wir mit einem speziellen wärmenden Licht in unsere Luft. Alle CO₂ Moleküle „sehen“ dieses Licht und wärmen sich dabei auf, wie wir Menschen im Urlaub in der Sonne . Ein sehr genauer Temperatur-Sensor misst nun die Temperaturveränderung und zählt (oder berechnet) wieviele CO₂ Moleküle momentan anwesend sind. Je mehr CO₂ Moleküle vorhanden sind, desto wärmer wird es, aber desto schlechter wird auch die Luftqualität.

aeroMio basiert auf einem alten, etablierten, physikalischen Messprinzip das die direkte und echte Kohlenstoffdioxid Konzentration ermittelt. Mit Hilfe der sogenannten Photo-Akustischen Spektroskopie, kurz PAS.Dieses Messprinzip basiert auf dem ca. 1880 entdeckten Effekt von Graham Bell und kann seit kurzem auch miniaturisiert realisiert werden. In diesem messprinzip werden die CO₂ Moleküle mit einer Infrarotlichtquelle in einem Messvolumen angeblitzt. In dieser Messkammer Messkammer sitzt ein akustischer Detektor, also ein hochsensibles Mikrophon; damit hat man einmal den Photo Teil- mit der Lichtquelle und einmal den Akustik Teil- mit dem Mikrophon. Auf der Lichtquelle sitzt ein optischer Filter, welcher nur Lichtwellen im Bereich von 4.2µm durchlässt, damit ist das Messprinzip sehr selektiv auf das Zielgas – Kohlenstoffdioxid oder aus bekannt als CO2. Blitzt nun die Infrarot Lichtquelle in die Messkammer, so absorbieren die Kohlenstoff Dioxid Moleküle eine gewisse Menge an Licht bzw. Energie, welche dann in Wärme umgewandelt wird. Warme Luft braucht aber mehr Platz und kann sich aber durch das geschlossene Volumen nicht ausdehnen – dadurch steigt der Druck, welcher durch das Mikrophon aufgenommen werden kann. Sind nun mehr CO2 Moleküle im Messvolumen, so wird mehr Energie umgesetzt und ein höherer Druck detektiert – ist die Konzentration geringer, so ist auch der Druck geringer. Dadurch kann der Algoriithmus eine äquivalente Konzentration in parts per million kurz ppm bestimmen, welche exakt der CO₂ Konzentration bzw. der Qualität der Luft entspricht.

Neben der Photoakustischen technologie ist auch die NDIR Technologie noch eine sehr selektive Methode, jedoch wird diese gerade durch die im aeroMio verbauten PAS Technologie ersetzt.

Der Vorteil der photoakustischen Spektroskopie ist die wesentlich genauere und verbesserte Auflösung und das neue direkte Messprinzip. aeroMio wird mit hochsensiblen PAS Sensoren aus Europa ausgestattet werden, um Ihre Raumluft noch exakter bestimmen zu können.

Grundsätzlich ist zu erwähnen, dass ausschließlich physikalische Messmethoden, die gewünschte und notwendige Auflösung sowie Genauigkeit über den gesamten Messbereich für Innenraumanwendungen erfüllen.

aeroMio made with love

Im Gegenzug zu chemischen Sensoren (z.B. basierend auf anorganischem-Metalloxyd kurz MOX), kann ein physikalischer Sensor, wie der im aeroMio verwendete, nicht durch andere chemische Substanzen wie Reinigungsmittel, Parfums oder teilweise ausgasende Kunststoffe an Genauigkeit verlieren oder irritiert werden. aeroMio misst immer exakt die richtige Konzentration. Auch Quereinflüsse zu anderen Gasen oder ausgasenden Materialien entstehen nicht beim physikalischen Messprinzip. Leider sind chemische Sensoren wesentlich günstiger und in vielen Luft-Ampeln der preislich attraktiveren Geräte unserer Mitbewerber verbaut. Dieses Preisrennen machen wir bewusst nicht mit, da uns ihr Wohlbefinden wirklich und sozusagen “real” am Herzen liegt.

Ist eine zusätzliche CO₂ Kalibrierung notwendig?

NEIN!

aeroMio wird vom Werk aus kalibriert ausgeliefert, es ist keine weitere Kalibrierung notwendig. Der verbaute Sensor besitzt eine automatische Nullpunktkalibrierung (automated baseline correction, ABC Algorithmus). Diese wird automatisch ausgewertet und angewendet und bedarf keines weiteren Eingriffes.

Der ABC-Algorithmus misst die Raumluft-CO₂-Kohlenstoffdioxid Konzentration kontinuierlich mit und merkt sich das gemessene Minimum (also die beste Luftqualität), welche innerhalb einer bestimmten Periode erreicht wurde. Dieser Wert wird mit dem letzten gespeicherten Minimum-Wert verglichen. Wenn der neue Wert mehr als von der Standardtoleranz abweicht, stellt sich aeroMio automatisch auf den neuen Minimumwert ein. In der Regel lüftet man mindestens einmal in der Woche auf ein hinreichend gutes Luftqualitätsniveau, um damit den Sensor kontinuierlich auf „Außenluftqualität“ abzugleichen.

Das Besondere bei dieser Nullpunkkalibrieren ist jedoch, dass sich das absolute Minimum für CO₂ im Außenbereich bei 380 ppm befindet und nicht auf 0 ppm. Dies wird bei aeroMio berücksichtigt und auf den Kalibrierungswert von 380 ppm gesetzt. Sollten Sie unerwartete Abweichungen haben, können sie die Messdaten zurücksetzen, indem Sie aeroMio für ca. 1h an die frische Luft geben und messen lassen; der Algorithmus wird dann den neuen „gute Luft Wert“ übernehmen. Wie gesagt, einfach einmal kräftig lüften.

Weiters verändert sich auch je nach Jahreszeit und Wetterlage; der Luftdruck, die Luftfeuchte und die Temperatur. Daher ist aeroMio mit entsprechenden zusätzlichen Sensoren ausgestattet, um eventuelle Quereinflüsse dieser Umgebungsparameter zu berechnen und zu kompensieren. Ein Beispiel: Die Dichte der Luft hängt von der Temperatur und dem aktuellen Luftdruck ab. Die Dichte hat wiederum einen Einfluss auf den räumlichen Abstand zwischen den Molekülen. Ist die Dichte höher (aeroMio befindet sich nahe dem Meeresspiegel oder es ist sehr kalt), so ist der Abstand der Moleküle geringer. Ist die Dichte wiederum geringer (aeroMio befindet sich weit über dem Meeresspiegel oder es ist sehr warm), dann ist der Abstand der Moleküle wiederum größer. Die Anzahl der gemessenen Kohlenstoffdioxid Moleküle ist jedoch durch das konstante Messvolumen immer gleich groß und muss daher entsprechend kompensiert werden, ansonsten würde sich der Sensor „verzählen“ und einen falschen Wert berechnen. Diese Kompensationen geschehen voll automatisch.

Bitte achten Sie jedoch darauf, dass sich aeroMio für eine optimale Anzeige immer an einem Ort befinden sollte, der am ehesten den durchschnittlichen Lufteigenschaften (z.B. Luftaustausch und Temperatur) entspricht. Von einem Ort mit direkter Sonneneinstrahlung sowie in direkter Heizungsnähe wird abgeraten – der Grund ist hier nicht der Quereinfluss, sondern, dass warme Luft nach oben möchte und damit ein “falscher Luftaustausch” vorliegt. Auch direkt vor ihnen oder anderen Personen sollte das Gerät nicht stehen, da sie beim Ausatmen ihre verbrauchte Luft direkt in das Gerät hineinatmen

Wie funktioniert die Farbanzeige?

Die Farbskalar ist angelehnt an eine Ampel und ändert die Farbe sehr sanft hinsichtlich der gemessenen CO₂ Konzentration mit einem überblendenden Effekt.

Gute, gesunde Luftqualität: Sollte das Licht grün (oder grünlich) erscheinen, so haben sie optimale Raumluftqualität und auch die Aerosol* Konzentration ist gering; dies entspricht etwa 400ppm und frischer Außenluft.

Sehr gut! Hier sollten sie sich am wohlsten fühlen, wach und aufnahmefähig sein.

Mittlere Luftqualität: Wenn sich die Luftqualität verschlechtert, wird sich die Farbe des Lichts nach und nach von grün auf gelblich ändern. Gelb entspricht einer Konzentration von etwa 800ppm Kohlenstoffdioxid und kann bereits zu Konzentrationsschwierigkeiten und Ermüdung führen. Meist treten diese Erscheinungen aber unbewusst auf. Hier kann eine geistig anstrengende Arbeit als erschwert empfunden werden und die Häufigkeit Fehler zu machen steigt. Sie beginnen sich unwohl zu fühlen. Hier treten auch erstmals Effekte wie Gähnen auf (was allerdings mit zu geringer Sauerstoffkonzentration zu tun hat).

Leichte Ermüdung und beginnende Konzentrationsschwierigkeiten

Schlechte Luft: Bei 1200ppm erreicht die Farbe des Lichts den roten Bereich, in welchem es bereits zu Kopfschmerzen und starken Konzentrationsschwierigkeiten kommen kann. Es wird dringend geraten zu Lüften, da ein Aufenthalt die Gesundheit und Leistung beeinträchtigen kann; die Aerosol-Konzentration und das Ansteckungsrisiko sind hoch. Häufiges Gähnen kann hier auch ein Indikator sein. Sollten Sie länger als eine Stunde in einer Umgebung mit solch hohen Kohlenstoffdioxid Konzentration arbeiten wird das Verlangen nach einer Pause gesteigert. Die Konzentration nimmt spürbar ab und es können erste körperliche Erscheinungen wie Kopfschmerzen auftreten. Auch Anspannung kann unbewusst entstehen, welche wiederum zu Nackenverspannungen führen kann. Diesen Luftqualitätsbereich sollten sie meiden.

Verlangen nach Pausen, Konzentration nimmt spürbar ab, Nackenverspannungen und Kopfschmerzen können auftreten.

Extrem schlechte Luft: Ist die Konzentration höher als ca. 1250ppm so beginnt aeroMio sanft rot zu pulsieren. Lüften wird nun dringend angeraten! Meistens erreicht man diese Level in großen Personen Gruppen wie Meetings, Schulen oder Feiern. Auch Nachts, während des Schlafens, kann der CO₂ Bereich leicht über diesen Wert steigen.

Lüften, lüften, lüften bis der grüne Bereich erreicht wird.  

Wichtig: Zusätzlich empfiehlt es sich auch, dass aeroMio nicht direkt vor Personen platziert wird, da die Messungen im  aeroMio durch die direkte Atemluft beeinträchtigt wird und gegebenenfalls ein zu hoher Wert angezeigt wird.

* Aerosole bilden ein Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas und verteilen sich auch, wie CO₂, beim Ausatmen in Ihrer Umgebung. Durch Aerosole können auch Krankheiten wie SARS-COV-2 auch bekannt als COVID19 übertragen werden. Die Aerosol Menge korreliert sehr gut mit der CO₂ Konzentration.

!Spectralert –

Dieses Anzeigeprinzip nennen wir “Spectralert“, welches sich aus den Worten “Spektrum” und “Alert” ableitet. Der Vorteil dieser Anzeige gegenüber einem Display ist die Sichtbarkeit aus 360° im Raum, sowie auch aus großen Entfernungen und in einem breiten Lichtspektrum. Überall sichtbar aber nicht aufdringlich, das war uns sehr wichtig bei der Entwicklung. Auch haben wir hier bewusst eine Auflösung zwischen 400ppm und 1200ppm mit 10000 Lichtfarben gewählt. Somit kann man anhand des graduellen Verlaufes der Farbe, korrilierend mit der Konzentration exakt auf die Luftqualität rückschließen.

Aus Untersuchungen haben wir rausgefunden, dass sich Personen, welche sich durch schlechte Luft unwohl fühlen immer bei denselben gelblichen bis orangen Lichtfarben automatisch animiert fühlen zu lüften. Durch das Spectralert-Farbsystem ist eine wesentlich bessere Abstufung im vergleich zu einem dreifarben Ampelsystem möglich. (und es sieht auch schöner aus…)