Umrechnung Massenanteil zu Volumenanteil bei Kohlenmonoxid (CO), Ozon (O3)

Karen

Nach welchen Regeln rechnet das airQ-Gerät zwischen Volumenanteil (ppm) und Massenanteil (mg/m^3, µg/m^3) bei Kohlenmonoxid und Ozon um?

Ich weiß, das kann man umschalten, aber ich möchte gern beide Werte. Gefunden habe ich eine Vorschrift aus dem Bundesimmissionsschutzgesetz für Kohlenmonoxid. Liegt die hier zugrunde?

Abhängig ist es auf jeden Fall von den Eigenschaften der Gase. Möglicherweise kann man auch noch die aktuelle Temperatur und/oder den aktuellen Luftdruck in die Berechnung einbeziehen oder mit Normwerten rechnen.

Was ermittelt der Sensor ursprünglich, den Volumen- oder den Masseanteil?

Daniel [air-Q]

Hallo @Karen,
der Sensor ist in seiner Sensitivität auf ppm kalibriert. Intern rechnet der air-Q mit einem konstanten Umrechnungsfaktor von 1,15. 1 ppm CO werden also als 1,15 mg/m³ ausgegeben. Dies temperatur- und druckabhängig zu berechnen, steht auf unserer Todo-Liste. Eine Zeit für die Umsetzung kann ich allerdings noch nicht nennen, da uns hier noch Hintergründe für eine plausible Rechnung fehlen und vorher noch eine Literaturrecherche ansteht.

Karen

@daniel-air-q
Vielen Dank für diese Hintergrundinformation. Bevor ich den Ursprungsbeitrag geschrieben hatte, hatte ich das Internet befragt und war auf Faktoren gestoßen, die sich wohl auf das Immissionsschutzgesetz beziehen. Hier mal zwei Links:

Beide Quellen nennen einen Faktor von 1,25 für CO.

Welchen Faktor verwenden Sie bei Ozon?

Daniel [air-Q]

Ich habe die Frage zum Anlass genommen noch einmal tiefer in das Thema einzusteigen. Ich habe eine Formel für die temperatur- und druckabhängige Berechnung gefunden. Allerdings ohne Herleitung. Ich denke aber, dass ich eine Herleitung finden bzw. sie selbst herleiten kann. Eventuell ist das noch ein Feature, was es in die nächste Firmware-Version schafft.

Die bisher verwendeten konstanten Umrechnungsfaktoren sind für
CO: 1,15
NO2: 1.88
O3: 1.96
SO2: 2.62

Die Werte beziehen sich auf einen Druck von 1030 hPa und 20 °C Lufttemperatur.
Der Wert von 1,25 für CO ist für 0 °C gültig, also eher für den Außenbereich geeignet.

Daniel [air-Q]

Mit der nun verfügbaren Firmware-Version 1.75 wird die Umrechnung temperatur- und druckabhängig durchgeführt, um auch bei Temperaturen, die von der normalen Raumtemperatur abweichen, maximale Genauigkeit zu erreichen.

Die Formel dafür lautet:

Dabei sind P der Luftdruck in hPa, T die Temperatur in °C und M die molare Masse in g/mol. Die für den jeweiligen Sensor verwendete molare Masse kann zudem den Sensor-Details aus GET /config entnommen werden. Diese sind:
CO: 28.01
NO2: 46.006
O3: 47.997
SO2: 64.066

Sperber

@daniel-air-q
So2 geht mit 1.75 immer noch extrem mit der Temperatur.....

Daniel [air-Q]

@sperber Da arbeiten wir gerade dran, mit einer umfassenden Testreihe. Bisher wurde die Temperatur nur im Rahmen des Herstellerdatenblattes kompensiert, was aber offenbar unzureichend ist. Wir führen nun unsere eigenen Untersuchungen durch, auch abhängig von Luftdruck und Luftfeuchtigkeit. Das fließt dann in Firmware 1.77 oder 1.78 ein.

Karen

@daniel-air-q sagte in Umrechnung Massenanteil zu Volumenanteil bei Kohlenmonoxid (CO), Ozon (O3):

@sperber Da arbeiten wir gerade dran, mit einer umfassenden Testreihe. Bisher wurde die Temperatur nur im Rahmen des Herstellerdatenblattes kompensiert, was aber offenbar unzureichend ist. Wir führen nun unsere eigenen Untersuchungen durch, auch abhängig von Luftdruck und Luftfeuchtigkeit. Das fließt dann in Firmware 1.77 oder 1.78 ein.

Wünschen würde ich mir, daß über die Schnittstelle sowohl der masse- als auch der volumenbezogene Wert übermittelt wird. Man sieht ja hier an Hand der Beobachtungen, daß beide nicht direkt äquivalent sind, was die Aussage betrifft.

Dabei fällt mir ein, daß Sie sich bei der Luftfeuchtigkeit zu einem ähnlichen Vorgehen entschlossen haben, indem Sie sowohl relative als auch absolute Luftfeuchtigkeit übertragen.