Bouw je eigen fijnstof sensor
Wil je graag zelf beginnen meten met een fijstof-sensor? Leuk idee! We helpen je graag op weg. Onderaan vind je ook een presentatie met meer achtergrondinformatie over luchtkwaliteit en fijnstof (metingen).
Je kan kiezen voor een kant-en-klaar bouwpakket van Luchtpijp, waarbij je enkel de onderdelen in elkaar moet zetten (juiste software zit er al op). Zoals weergegeven in het filmpje hiernaast van de stad Roeselare.
Of je kan er ook voor kiezen om zelf alles te doen van onderdelen bestellen tot het installeren van de software. Dan kan je best eerst de uitgebreide documentatie bekijken op Leuvenair.be en Luftdaten.info. Lees ook de antwoorden op veelgestelde vragen op Influencair.be.
Voordat je begint is het belangrijk om te weten dat het toestel is bedoeld voor gebruik op een vaste plaats in de buitenlucht met elektrische voeding (5 V micro-USB-let wel op dat alles waterdicht is!) en een permanent Wifi-netwerk:
- buitenlucht: je kunt aan de straatkant meten (bv. een vensterbank op de 1e verdieping), maar ook aan de achtergevel, op het terras, in de tuin, ...
- stroomvoorziening: de stroomdraad is plat; je kunt de draad dus waarschijnlijk zonder probleem binnen in een stopcontact steken en via een gesloten raam naar het toestel buiten laten gaan
- Wifi-netwerk: de metingen worden enkel geregistreerd als het toestel verbonden is met een vast ingesteld draadloos netwerk (2,4 Ghz).
Wil je graag zelf een workshop geven met meer achtergrondinformatie over luchtkwaliteit , de verschillen in meetmethodes en de aandachtspunten bij metingen, bekijk dan zeker onderstaande presentatie! Alsook het document over wat te doen als je PM-sensor actief is, bijvoorbeeld hoe je de data op je smartphone kan zien… Lezen dus!
Wat is de route met de minste verkeersvervuiling als ik naar het werk fiets?
Aangezien je wil weten wat de invloed is van verkeer- kan je het beste stikstofdioxide (NO2) meten. Je kan je route eerst al een keer bekijken op bestaande modelkaarten waar je specifiek jouw traject op kan plotten en kan kijken naar de concentratie van NO2 op je route.
Daarna kan je beginnen nadenken over je proefopzet:
- Aangezien je de luchtkwaliteit nagaat op verschillende momenten in één dag, gebruik je best een actieve meetmethode. Door te kiezen voor een NO2-sensor krijg je om de seconde, minuut ... een waarde. Omdat je tijdens een relatief korte periode meet kan je alleen toetsen aan de uurgrenswaarde voor NO2 van 200 µg/m3.
- In de praktijk is het vaak interessanter om verschillende routes relatief te vergelijken om de minst schadelijke te vinden. Dan is de absolute waarde minder relevant voor je experiment. Je wil dan vooral weten waar je een grotere bijdrage van verkeer krijgt. Ook de precisie van je sensor doet er dan minder toe, omdat je maar met één sensor tegelijkertijd werkt. Het is wel zinvol om te weten of je sensor na één maand nog hetzelfde meet als aan het begin van de maand, anders kan je je trajecten moeilijk vergelijken.
- Je meet uiteraard op het moment dat je naar je werk fietst. Je doet dit best meerdere keren. Hou goed bij wanneer je precies vertrekt en aankomt. Tijdens de spits kunnen de waarden hoger liggen. Als je de meting genoeg herhaalt, dan krijg je een beter zicht op het werkelijk gemiddelde zonder de eenmalige effecten van een regenbui, meer file dan normaal enz. Ook hier geldt, best zo veel en zo lang mogelijk meten om een correct beeld te krijgen.
- Zorg voor een vrije luchtdoorstroming rond de opening van je meettoestel.
- Je meet best op eigen lichaamshoogte, dat is representatief voor de lucht die je inademt. Je kan de sensor bevestigen op een rugzak, een fietsmandje vooraan op je fiets …
- Hoewel de absolute waarde niet zo’n rol speelt, is het toch interessant om je sensor een tijd te vergelijken met een referentiemonitor in het dichtstbijzijnde meetstation van de VMM (Vlaanderen) of een meetstation van een Nederlands overheidsnetwerk. Je kan ook modelkaarten (Nederland, Vlaanderen)gebruiken als een eerste indicatie van de juistheid van je sensor. Zo kan je vaststellen of je sensor vergelijkbare trends geeft. Zo niet kan het zijn dat je sensor is verouderd en daardoor andere waarden meet, wat typisch is voor gassensoren. Als je zo’n veroudering opmerkt, kies je best voor een andere sensor of je zoekt een manier om dit te compenseren.
- Als je maar één sensor wenst te gebruiken, speelt de onderlinge precisie van meerdere sensoren uiteraard geen rol. Wat wel belangrijk is, is dat die ene sensor bij dezelfde omstandigheden steeds hetzelfde meet. Vandaar raden we aan om toch wat aandacht te besteden aan de juistheid na verloop van tijd.
- Hou een logboek bij waarin je alles kan noteren wat mogelijk effect heeft op je metingen. Bv. vakantieperiodes, neerslag,… Eventueel kan je nagaan of er een weerstation van het KMI van Vlaanderen (realtime, verleden) of het KNMI (realtime, verleden) voor Nederland in de buurt is. Dit kan nuttig zijn voor de latere interpretatie van je data.
- Interpreteer je data. Hou hierbij rekening met je logboek en met de weersomstandigheden..
- Ga na of er afwijkende resultaten zijn (uitschieter/outlier-detectie) en filter die eruit als ze veroorzaakt zijn door een afwijkende sensor of verstorend effect dat niets met verkeer te maken heeft. Je kan je gegevens ook vergelijken met de bestaande modelkaarten waar je specifiek jouw traject op kan aftekenen. In Vlaanderen, kan je ook vergelijken met metingen op hoge ruimtelijke resolutie, zoals bij het recente citizen science project CurieuzeNeuzen. Zijn de verschillen verklaarbaar?
Meet mijn zelfgebouwde PM-sensor correct?
Het is belangrijk om na te gaan of je sensor stabiel is gedurende een langere periode en bij wisselende weersomstandigheden (bv. hoe juist is je sensor bij hoge luchtvochtigheid?). Daarom meet je best minimum drie maanden.We raden ook aan om na één jaar deze test nog een keer te herhalen. Zo kan je nagaan of er sensor veroudert.
Zorg ook voor een vrije luchtdoorstroming rond de opening van je meettoestel. En je meet het beste op dezelfde hoogte als officiële meetplaatsen. Om representatief te zijn, staat de standaardhoogte op 4 meter.
- Bepaal de juistheid van je sensor door hem te vergelijken met een referentiemonitor in het dichtstbijzijnde meetstation van de VMM (Vlaanderen) of een meetstation van een Nederlands overheidsnetwerk. Naast de echte metingen op meetstations, modelleert de VMM de concentraties van PM10 en PM2,5 op plaatsen waar we niet meten. Deze kaarten (Nederland, Vlaanderen) kan je ook gebruiken als een eerste indicatie van de juistheid van je sensor.
- Bepaal de precisie van je sensor. Voer je meting zo mogelijk met twee of drie toestellen tegelijk uit op dezelfde plek. Kijk of er onderlinge verschillen zijn tussen de sensoren. Meten ze hetzelfde? Met meerdere gelijktijdige metingen verlies je minder data als een toestel stukgaat en kan je eenvoudig nagaan of een van je toestellen afwijkt.
- Hou een logboek bij waarin je alles kan noteren wat mogelijk effect heeft op je metingen. Bv. wanneer er gestookt wordt door de buren, bouw- of wegenwerken in de directe omgeving, weersomstandigheden… Eventueel kan je nagaan of er een weerstation van het KMI van Vlaanderen (realtime, verleden) of het KNMI (realtime, verleden) voor Nederland in de buurt is. . Dit kan nuttig zijn voor de latere interpretatie van je data.
- Interpreteer je data. Hou hierbij rekening met je logboek en met de weersomstandigheden.
- Ga na of er afwijkende resultaten zijn (uitschieter/outlier-detectie) en filter die eruit indien te wijten aan een afwijkende sensor of verstorend effect dat niets met houtverbranding te maken heeft. Je kan je gegevens ook vergelijken met de bestaande modelkaarten (Nederland, Vlaanderen). Zijn de verschillen verklaarbaar?
Wat is het effect op de luchtkwaliteit van het (tijdelijk) autovrij maken van de straat bij de schoolpoort?
Aangezien je het effect wilt meten van de aan- en afwezigheid van gemotoriseerd verkeer in de straat van de schoolpoort meet je VOOR en TIJDENS het invoeren van het (tijdelijk) autovrij maken van de schoolstraat. En meet je het beste ook stikstodioxide (NO2) aangezien dit de maatstaf is voor verkeer.
Daarna kan je beginnen nadenken over je proefopzet:
- Je kan gebruik maken van een NO2-sensor en/of een NO2-sampler. Met de NO2-sensor kan je om de seconde, minuut … een waarde aflezen. Bij een NO2-sampler krijg je één waarde aan het einde van een periode. Je verzamelt minder data waardoor de verwerkingstijd korter is en de gegevens interpreteren is gemakkelijker. Een NO2-sampler werkt ook zonder stroom en is voor een relatief korte meetcampagne meestal goedkoper. Je kan de NO2-sensor en NO2-sampler ook naast elkaar hangen zodat je hun data kan vergelijken. Een bijkomend voordeel van een NO2-sampler is dat ze doorgaans nauwkeuriger zijn dan de sensoren. Een nadeel is dat je geen informatie krijgt over de variaties binnen een dag. Met een sensor zou je bv. enkel naar de spitsuren kunnen kijken. Doordat het héél moeilijk is om met zekerheid een effect aan te wijzen, raden we hier zeker een meetmethode met een hoge nauwkeurigheid (juistheid) en precisie aan.
- Omdat het weer een groot effect heeft op de dagdagelijkse variaties meet je best zo lang mogelijk.
- Effecten van maatregelen zijn vaak moeilijk aan te tonen. Veel variabelen zorgen ervoor dat je een concentratieverschil niet zomaar aan de maatregelen kan toewijzen. Misschien was er in de omgeving toevallig ook minder verkeer? Of was er een langere periode meer of minder wind en dus meer of minder ventilatie?
- Zorg voor een vrije luchtdoorstroming rond de opening van je meettoestel.
- Je meet best op lichaamshoogte, dat is representatief voor de lucht die je inademt. Voer de meting dus best uit op de gemiddelde hoogte van leerlingen maar zorg dat ze beveiligd is tegen vandalisme. Je kan best op meerdere plaatsen meten, bv. aan de schoolpoort, op de speelplaats, klaslokaal aan de straatkant …
- Bepaal de juistheid van je sensor of sampler door hem te vergelijken met een referentiemonitor in het dichtstbijzijnde meetstation van de VMM (Vlaanderen) of een meetstation van een Nederlands overheidsnetwerk. Je kan ook model- kaarten (Vlaanderen, Nederland) gebruiken ter vergelijking.
- Bepaal de precisie van je sensor of sampler. Voer je meting zo mogelijk met twee of drie toestellen/samplers tegelijk uit op dezelfde plek. Met meerdere gelijktijdige metingen verlies je minder data als een toestel stukgaat en kan je eenvoudig nagaan of een van je toestellen afwijkt.
- Hou een logboek bij waarin je alles kan noteren wat mogelijk effect heeft op je metingen. Bv. vakantieperiodes, omleidingen, weersomstandigheden… Eventueel kan je nagaan of er een weerstation weerstation van het KMI van Vlaanderen (realtime, verleden) of het KNMI (realtime, verleden) voor Nederland in de buurt is. Dit kan nuttig zijn voor de latere interpretatie van je data
- Interpreteer je data. Hou hierbij rekening met je logboek en met de weersomstandigheden.
- Ga na of er afwijkende resultaten zijn (uitschieter/outlier-detectie) en filter die eruit als ze veroorzaakt werden aan een afwijkende sensor of verstorend effect dat niets met verkeer te maken heeft. Je kan je gegevens ook vergelijken met de bestaande modelkaarten (Vlaanderen, Nederland) of met metingen gedaan in meetprojecten zoals CurieuzeNeuzen . Zijn de verschillen verklaarbaar?
Kan ik de invloed van houtstook/BBQ-rook meten op de luchtkwaliteit in mijn thuisomgeving?
Daarna kan je beginnen nadenken over je proefopzet:
- De verschillende bronnen van fijnstof kunnen meer of minder aanwezig zijn in bepaalde seizoenen. Houtstook is vooral een probleem in de winter, hoewel sommige mensen ook in de zomer stoken.
- Je moet er ook rekening mee houden dat het weer een groot effect heeft op de dagdagelijkse schommelingen van de metingen. Bij hoge luchtvochtigheid gaat de sensor letterlijk de mist in doordat het vocht condenseert op de deeltjes waardoor deze groter lijken voor de detector. Hierdoor wordt de concentratie fijn stof in de lucht overschat. Dit soort effecten zie je eerder als langzame toenames in de PM-concentraties. Bij houtrook gaat het doorgaans om veel scherpere pieken (orde seconden, minuten) met vaak een wat grillig verloop.
- Zorg voor een vrije luchtdoorstroming rond de opening van je meettoestel.
- Je brengt waarschijnlijk weinig tijd door aan de voorkant van je huis. Daarom is een meting aan de achterzijde van je woning meestal het interessantst, eventueel kan je dit combineren met een meting in huis. Meet ook waar je ventileert.
- Bekijk zeker eens de presentatie- weergegeven bij het experiment “bouw je eigen PM-sensor”. Hier krijg je meer uitleg over luchtkwaliteit, fijn stof en de werking van een SDS-sensor.
- Je krijgt een beeld van de juistheid van je sensor door je sensordata regelmatig te vergelijken met een referentiemonitor in het dichtstbijzijnde meetstation van de VMM (Vlaanderen) of een meetstation vaneen Nederlands overheidsnetwerk. Omdat bij fijn stof de achtergrondconcentratie vaak een relatief groot aandeel heeft zijn de fijnstofconcentraties doorgaans goed vergelijkbaar over een vrij groot gebied. Wanneer je geen lokale bronnen opmerkt zou je eigen PM-metingen dus vrij goed vergelijkbaar moeten zijn met de meetwaarden in het dichtstbijzijnde officiële meetstation. Het regelmatig vergelijken met de officiële metingen doet je ook een gevoel krijgen voor de variaties in fijnstofconcentraties en de effecten van het weer.. Naast de echte metingen op meetstations, modelleren de VMM en RIVM de concentraties van PM10 en PM2,5 op plaatsen waar we niet meten. Deze kaarten (Nederland, Vlaanderen) kan je ook gebruiken als eerste indicatie van de juistheid van je sensor. Dat laatste is vooral handig wanneer je metingen op langere termijn vergelijkt (bv. kaart met PM10 jaargemiddelde).
- Meet je met meerdere sensoren, dan is het interessant om een beeld te hebben van de precisie van de sensoren. Voer je meting met meerdere toestellen tegelijkertijd uit op dezelfde plek. Kijk of er onderlinge verschillen zijn tussen de sensoren. Meten ze hetzelfde?
- Hou een logboek bij waarin je alles noteert wat effect kan hebben op je metingen. Bv. wanneer er gestookt wordt door de buren, bouw- of wegenwerken in de directe omgeving. Eventueel kan je nagaan of er een weerstation van het KMI van Vlaanderen (realtime, verleden) of het KNMI (realtime, verleden) voor Nederland in de buurt is. Dit kan interessant zijn voor de latere interpretatie van je data. Bv. weersomstandigheden wanneer je ramen open staan om je huis te verluchten.
- Interpreteer je data. Hou hierbij rekening met je logboek en met de weersomstandigheden. Kijk ook naar de juistheid en hou rekening met de precisie op je metingen en mogelijke storende factoren.
- Ga na of er afwijkende resultaten zijn (uitschieter/outlier-detectie) en filter die eruit als ze te wijten zijn aan een afwijkende sensor of verstorend effect. Je kan je gegevens ook vergelijken met de bestaande modelkaarten . Zijn de verschillen verklaarbaar?
