Na de check met industriegebied Velsen Noord wil ik weleens zien of in het Zaanse fijnstofbronnen te vinden zijn. Nu zijn die vast zwakker dan die in Velsen, en begint het aantal sensoren in Zaandam terug te lopen. Het is geen vergelijk (meer) met de overvloed in Beverwijk. Er is dus nauwelijks redundantie over, waardoor de kwaliteit van de individuele sensors belangrijker wordt.
Dus nu eerst de vraag: hoe nauwkeurig is er met de HLL Sodaq Air’s te meten? Probleem is de (vermeende) overschatting van het fijnstof niveau. Voorbeeld hieronder: Sodaq sensor 545 vergeleken met de NL49570 die in colocatie met elkaar staan. Duidelijk is de staart aan de rechterkant te zien (d.w.z. daar is een duidelijke hogere waarde van de Sodaq t.o.v. luchtmeetnet). Gaat die staart me niet in de staart bijten?
Nou gebruik ik bij een verschilanalyse dezelfde type sensoren, dus het is veel interesanter om te zien hoe die zich met elkaar verhouden. Er staan op de colocatie Beverwijk twee types: de Sodaq Airs, en twee exemplaren OZK’s (de “snuffelfiets” sensors). Wat gebeurt er als je die met elkaar vergelijkt?
Links de HLL Sodaq airs, rechts de snuffelfietssensors. Wat opvalt:
De Full Width Half Maximum voor de HLL is ongeveer 0.6 pm25, de snuffelfietsen zijn duidelijk beter met ongeveer 0.45 pm25
Er zijn bij de HLL veel meer grote verschillen dan bij de snuffelfiets. Dat zie je doordat de linker grafiek ook bij grotere afwijkingen nog steeds events heeft.
Terzijde: Samen met een paar andere metingen denk ik dat de oorzaak is dat de frisse wind moeilijker door de nieuwe sodaq airs heen blaast dan bij de snuffelfiets (en zit er ook nog de bevestigingsbeugel bij de eerste in de weg). Maar dit is slechts een hypothese. Bij hardere wind wordt het verschil van het teveel meten steeds minder
Verschilanalyse doe ik het meeste met windplots, dus uiteindelijk is dan de vraag: is er een windafhankelijkheid tussen beide HLL Sodaq air sensoren? Dat blijkt nogal mee te vallen als je de mediaanwaarden per windrichting vergelijkt
Het verschil wordt niet groter dan 0.3 pm25.
Conclusie dus: als je HLL Sodaq’s onderling vergelijkt (met behulp van medianen die de outliers wegfilteren) heeft het staartje beperkt effect heeft. Als ik een verschil vind van groter dan 0.5 of iets meer is dat een signaal dat ik een bron op het spoor ben. Natuurlijk is dit een experiment met N=2, dus over de representativiteit valt te twisten. Maar vooralsnog kan ik met een redelijk vertrouwen de analyse in Zaandam aangaan.
Overigens is over die hogere waardes het laatste woord nog niet gesproken. Als ik een keer tijd heb post ik daar wat grafieken over.
Interessante grafiekjes! Goed ivm de plausibiliteit van de metingen.
Enkele opmerkingen:
zitten in beide type kastjes dezelfde fijn stof sensoren?
wat is de specificatie van de fijn stof sensoren? Anders gezegd: kijk je niet naar het gebied waar de sensor niet nauwkeurig genoeg is?
is de afwijking onafhankelijk van de hoogte van de ‘absolute’ meetwaarden? Bijv. beneden de 1 ug/m3 zijn de low-cost sensoren minder nauwkeurig en moet je vermoedelijk de metingen niet gebruiken.
luchtvochtigheid naast windrichting speelt een rol. Vooral bij hogere vochtigheid als 60% (nu sinds 2 maanden). De BAM1020 droogt bijv de lucht die hij inademt.
doe dit ook eens met de fijn stof deeltjes tellingen (z.g. ‘bins’). Met name geven die meer zekerheid tussen de verschillende kastjes.
aangetipt is dat er verschil is in de bouw (lucht verversings problematiek) van de kastjes. Misschien eens andere kastjes van andere initiatieven er naast hangen?
Hoop vragen. Allereerst, het is mijn doel om te kijken of er met de HLL Sodaqs / Sodaq Air sensors wel fijnstofbronnen zijn op te sporen. Vandaar dat ik het vooral empirisch heb bepaald.
Verder zoeken kost een hoop tijd, en het wordt al gauw een ingewikkelde brei van problemen (en ik ben slechts amateur die al gauw verslaafd is aan het voor mij nieuwe speeltje pandas).
Om even een indruk te geven waar je zoal tegen aanloopt als je verder zoekt:
luchtvochtigheid speelt een belangrijke rol,
de sensor voor fijnstof is in beide gevallen de sensirion SPS30. Deze sensor is volgens de fabrikant betrouwbaar van 20 - 80% relatieve luchtvochtighed, alhowel de absolute range 0 - 95% is.
Voor de luchtvochtigheid gebruikt de sodaq air de SHT31 sensor, voor de snuffelfiets de BME680 (opgave fabrikant). Duik je daar verder in dan ontdek je al snel iets eigenaardigs: beide vochtigheidssensoren zeggen een rh van 0 - 100% te kunnen meten. Maar de snuffelfietssensor komt nooit verder dan 80. Correleer je de sodaq air met de snuffelfiets krijg je het volgende beeld:
Wat blijkt: de snuffelfiets geeft systematisch lagere waarden aan (de richtingscoefficient is hier > 1). Zeg maar waardoor dat allemaal kan komen:
softwarefout in snuffelfiets?
softwarefout in Sodaq Air?
ergens een bug in de api?
opbouw van de snuffelfiets zorgt voor lagere luchtvochtigheid door betere luchtdoorstroming?
de Sodaq bevat hygroscopische onderdelen die vocht vasthouden en later weer afgeven?
verschil in respons van beide sensoren (schijnt voor te komen als je even wat googled)?
Leuk uitzoekwerk, maar nogal tijdrovend.
Dat vochtigheid een rol speelt zie je hieronder: de groene puntjes zijn een luchtvochtigheid > 80, de rode < 80 ( op de Sodaq Air gemeten). Hier wordt de LML / luchtmeernetstation vergeleken met de Sodaq Air 545.
Wat moet je nu doen? De hoge vochtigheidsdata weggooien, lastig, want er is veel data nodig voor een verschilanalyse op basis van windrichting. Dus kom ik terug bij het begin. Op basis van de empirische analyse lijkt het toch dat de afwijking reproduceerbaar is, dus gebruik ik alles.
Overigens, op het moment dat je niet meer zoekt naar bronnen, maar naar absolute waarden, gaat dit vanzelfsprekend wel een rol spelen.
Dat de RH niet boven 80% uitkomt kan ook aan de plek in de behuizing liggen. Binnen de behuizing zal het warmer zijn dan in de buitenlucht. Overigen is een langdurige hoge RH slecht voor de levensduur van de BME280.
Tip: Vrijwel alle RH sensoren die ik ooit toegepast heb (BME280/680, SHT31, ea.) hebben last van hogere luchtvochtigheid. De DHT11 spant de kroon. Maw al dit soort binnenshuis RH sensoren hebben last van vochtophoping in dielectricum. Sommige zoals BME680 en SHT31 kan je even laten opwarmen. Bij opstarten gaat dat bij deze twee automatisch. Ervaring leert dat vaak opnieuw opstarten het euvel verhelpt. Bijv bij meetkits die tussen de metingen door in deepsleep (power ‘off’) gezet worden hebben wij dit vochtprobleem nooit gezien. Een betere oplossing is bijv de duurdere Sensirion temp/RH sensoren toe te passen. Deze hebben een dubbele membraan om ‘condens’ buiten de deur te houden. Weliswaar 2X zo duur maar goedkoper ivm operationele kosten. Hou er rekening mee dat een falende RH sensor de I2C-bus kan vernaggelen en andere sensoren op de I2C-bus soms verstoren.
Overigens stekkertjes en slechte of geoxideerde soldeerverbinding gooien ook veel roet in het eten.
Maar ja: als je bijv. de fijn stof metingen niet corrigeert of valideert mbv lokale RH metingen blijft de vraag: waarom meet je RH en temperatuur?
Ik had me nooit zo gerealiseerd dat een paar graden temperatuurverhoging bij hogere rel. luchtvochtigheid zo’n groot effect heeft op deze vochtigheid. Je bent zo van 90% naar 80%. Waarschijnlijk zal door opwarming van de componenten het intern wat warmer worden, en is het dus maar net afhankelijk van de manier waarop de sensors in de behuizing zijn geplaatst hoeveel effect dit heeft. Als je dan ook nog te maken hebt met condensatie op de behuizing van binnen kan het zomaar dat de fijnstofsensor een andere luchtvochtigheid kent dan de vochtigheidssensor.
Op zich lijkt dit een bevestiging van de waarneming dat de omgeving waarin de sensor hangt een (grote) invloed heeft. Ik heb ook een aanwijzing dat windsnelheid van invloed is, maar omdat dit ook weer correleert met andere variabelen weet je het niet zo snel zeker.
Ik had wat steekproeven gedaan, maar door nog eens goed te kijken zie ik bijvoorbeeld tussen sensor HLL_320 en HLL_326 een vrij grote afwijking van de Rh meting. Deze sensoren wijken ook op andere onderdelen af:
Rechts twee sensoren op colocatie, mooie strakke lijn: de luchtvochtigheid komt prima overeen. Links twee sensoren een paar kilometer van elkaar. Aanzienlijke spreiding, én de trendline loopt anders. Is dit exemplarisch, of wordt het veroorzaakt door bijvoorbeeld de specifieke plaatsing?
Als de plaatsingshypothese juist is, wordt het nog een hele uitdaging om een generieke calibratiefunctie te vinden. Je hebt dan vooral veel sensoren nodig om het effect wat uit te middelen.
Hoi Teus. We gebruiken bij de HL de Sodaq air sensoren, dus voor mij zijn de specifieke modules daarin een gegeven. Ik heb wel gemerkt dat soms sensoren in storing gaan. Daarna doen ze het niet meer, of hebben plots wat andere karakteristieken. Ik ben ook erg benieuwd hoe het met de sensoren afloopt na een wat strengere winterperiode. Ik had al eerder gehoord dat materiaal voor binnen, buiten soms kuren krijgt. Ik begrijp nu ook wel waarom de Sodaqs een niet-waterdichte usb-aansluiting hebben. Je moet ze dus toch al beschut plaatsen.
Ik weet niet of er een specifieke reden waarom er een T en RH meter in zit. Waarschijnlijk met het idee te corrigeren (en misschien gebeurt dat al? ik weet niet wat de firmware in de sensors precies doet). In ieder geval goed dat het er in zit, het geeft de mogelijkheid een indruk te krijgen in wat voor soort omstandigheden de sensor isgeplaatst, en te vergelijken met andere.
Een viertal jaren geleden hebben we (RIVM,Scapeler,Behoud de Parel) in drie verschillende Nld regio’s gekeken of we de fijnstofmetingen (met name meestal de Nova en minder vaak Plantower toen) konden verbeteren tav de invloed van met name RH tav verschil tussen de fabrikant van de sensor en bijv tav BAM1020 (sensor landelijke meetstation, deze droogt de luchtstroom). Dat bleek ruwweg het geval (logaritmische correlatie). Echter de correcties waren per regio verschillend maar niet eenduidig: bijv. neem je de RH van KNMI of van het meetkastje? Dat was mi de reden dat we temp/RH sensor in het kastje erbij gezet hadden. Toen niet realiserend dat dit soort temp/RH sensoren eigenlijk alleen bedoeld waren voor toepassing binnenshuis (vrij constante lage RH/temp). Gevolg de temp/RH sensoren vertoonde uitval na enkele maanden vooral door ophoping vocht in het di-electricum en oxidatie contacten/soldeer. Hoewel de Sensirion temp/RH sensor doet het beter als de andere. De tegenwoordig meest toegepaste fijnstof is dacht ik momenteel de Sensirion SPS30.
De laatste jaren heb ik geen pogingen gezien om met statistiek hierover meer te weten te komen. Zelfs falende temp/RH sensoren worden nauwelijks meer vervangen. Dus kan je je afvragen waar dienen ze nu nog voor?
Voor mij is het vermoeden waar dat de PM10 ug/m3 waarden van de low-cost sensoren nogal gerelateerd zijn naar de PM2.5 waarden? Waarom correleren de PM10 waarden zo slecht met de PM10 BAM1020 waarden?
Hebben we niet teveel vertrouwen in de uitgerekende PM2.5/PM10 ug/m3 waarden door de fabrikant van deze binnenshuis sensoren?
