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

Abstract

In jüngster Vergangenheit sind im-mer mehr Halbleitergassensoren im Bereich Innenraum-luftqualität auf den Markt gekommen. Diese messen dieGesamtbelastung an flüchtigen organischen Komponen-ten (engl.: volatile organic compounds, kurz: VOCs) odereinen relativen Innenraumluftqualitätsindex. Mit eineroptimierten Betriebsweise und Kalibrierung können dieSensoren in ihrer Selektivität und Sensitivität gesteigertwerden, was für die Bewertung der Innenraumluftqualitätwichtig wäre. Die Möglichkeiten und Grenzen werden indieser Studie vorgestellt. Für diese Zielanwendung müs-sen die Sensoren zuerst kalibriert werden. Auf Basis derDaten einer umfangreichen Laborkalibrierung kommenverschiedene Methoden des maschinellen Lernens für dieDatenauswertung zum Einsatz. Diese Studie beinhaltet dieUntersuchung der Eignung eines kommerziell verfügbarenMultisensors (SGP30, Sensirion) im temperaturzyklischenBetrieb für die selektive Messung von VOCs im Innen-raum. Nach der Laborkalibrierung wurde der Sensor vierWochen im Feld betrieben. Über Freisetzungstests durchVerdampfung von Flüssigkeiten wurden die Modelle aufFunktionalität geprüft. Außerdem wurden mit den ana-lytischen Messsystemen TD-GC-MS (Thermodesorption-Gaschromatographie-Massenspektrometer mit Tenax Pro-bennahme) und einem mobilen GC mit Photo-Ionisations-Detektor, PID (X-pid 9500, Dräger) regelmäßig Vergleichs-messungen durchgeführt. Mithilfe von Rekalibrierungen imLabor und anschließenden Feldtests wurde außerdem dieStabilität der Modelle untersucht. Diese Studie zeigt, dassmit dem SGP30 eine Vor-Ort-Messung der Gesamt-VOC-Belastung in Innenräumen mit hoher zeitlicher Auflösung möglich ist und auch eine selektive Messung bestimmterStoffe und Stoffgruppen realisierbar ist.