سنسور آلودگی هوا (Air Pollution Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور آلودگی هوا (Air Pollution Sensor) :
سنسور آلودگی هوا اصطلاحا به سنسورهایی اطلاق می شود که برای پایش آلاینده های اصلی هوا در محیط های شهری و صنعتی استفاده می شوند. این سنسورها مشابه سنسورهای کیفیت هوا هستند، اما معمولا بر روی آلاینده های معیاری که توسط سازمان های محیط زیست تعریف شده اند، تمرکز دارند: ذرات معلق (PM10, PM2.5)، ازن (O₃)، دی اکسید نیتروژن (NO₂)، دی اکسید گوگرد (SO₂)، و مونوکسید کربن (CO). داده های این سنسورها برای محاسبه شاخص کیفیت هوا (AQI - Air Quality Index) استفاده می شود.
فناوری های مورد استفاده در سنسورهای آلودگی هوا:
سنسورهای الکتروشیمیایی: برای CO، NO₂، SO₂، O₃. این سنسورها انتخابی و دقیق هستند و در غلظت های پایین (ppm و ppb) عملکرد خوبی دارند.
سنسورهای نوری (پراکندگی نور): برای PM10 و PM2.5.
سنسورهای نیمه هادی (MOS): برای O₃ و NO₂ (برخی مدل ها).
در سال های اخیر، پیشرفت های قابل توجهی در زمینه کوچک سازی و کاهش هزینه این سنسورها صورت گرفته است و امروزه شبکه های حسگر بی سیم (WSN) با تعداد زیادی گره های ارزان قیمت برای پایش آلودگی هوا در سطح شهرها (شهر هوشمند) ایجاد می شوند. این داده ها مکمل ایستگاه های مرجع پایش آلودگی (که گران و محدود هستند) بوده و نقشه های با وضوح بالاتر از آلودگی را فراهم می کنند.
چالش ها: کالیبراسیون این سنسورها در طول زمان و تحت تأثیر شرایط محیطی (دما، رطوبت) یک چالش مهم است. همچنین، انتخاب پذیری (عدم تداخل با گازهای دیگر) برای برخی از سنسورها یک مسئله است. برای رفع این مشکلات، اغلب از الگوریتم های یادگیری ماشین برای جبران سازی و بهبود دقت استفاده می شود.
کاربردها: پایش کیفیت هوا در شهرهای هوشمند، اطلاع رسانی به شهروندان در مورد سطح آلودگی، پایش آلودگی نزدیک جاده ها و مناطق صنعتی، و مطالعات اپیدمیولوژی برای بررسی تأثیر آلودگی بر سلامت.
\[ AQI = f([PM_{10}], [PM_{2.5}], [O_3], [NO_2], [SO_2], [CO]) \]