Bewertung der Innenraumluftqualität über VOC-Messungen mit Halbleitergassensoren - Kalibrierung, Feldtest, Validierung

Abstract

Zusammenfassung In jüngster Vergangenheit sind immer mehr Halbleitergassensoren im Bereich Innenraumluftqualität auf den Markt gekommen. Diese messen die Gesamtbelastung an flüchtigen organischen Komponenten (engl.: volatile organic compounds, kurz: VOCs) oder einen relativen Innenraumluftqualitätsindex. Mit einer optimierten Betriebsweise und Kalibrierung können die Sensoren in ihrer Selektivität und Sensitivität gesteigert werden, was für die Bewertung der Innenraumluftqualität wichtig wäre. Die Möglichkeiten und Grenzen werden in dieser Studie vorgestellt. Für diese Zielanwendung müssen die Sensoren zuerst kalibriert werden. Auf Basis der Daten einer umfangreichen Laborkalibrierung kommen verschiedene Methoden des maschinellen Lernens für die Datenauswertung zum Einsatz. Diese Studie beinhaltet die Untersuchung der Eignung eines kommerziell verfügbaren Multisensors (SGP30, Sensirion) im temperaturzyklischen Betrieb für die selektive Messung von VOCs im Innenraum. Nach der Laborkalibrierung wurde der Sensor vier Wochen im Feld betrieben. Über Freisetzungstests durch Verdampfung von Flüssigkeiten wurden die Modelle auf Funktionalität geprüft. Außerdem wurden mit den analytischen Messsystemen TD-GC-MS (ThermodesorptionGaschromatographie-Massenspektrometer mit Tenax Probennahme) und einem mobilen GC mit Photo-IonisationsDetektor, PID (X-pid 9500, Dräger) regelmäßig Vergleichsmessungen durchgeführt. Mithilfe von Rekalibrierungen im Labor und anschließenden Feldtests wurde außerdem die Stabilität der Modelle untersucht. Diese Studie zeigt, dass mit dem SGP30 eine Vor-Ort-Messung der Gesamt-VOC-Belastung in Innenräumen mit hoher zeitlicher Auflösung möglich ist und auch eine selektive Messung bestimmter Stoffe und Stoffgruppen realisierbar ist.