Bagaimana Cara Menentukan Akurasi Sensor Kualitas Udara?

Menurut sebuah studi, lebih dari 8% dari total penyakit di dunia disebabkan oleh kualitas udara yang buruk pada tahun 2021, dan sejak saat itu, jumlahnya terus meningkat. Jadi langkah pertama dalam tindakan pencegahan dimulai dengan pengukuran kualitas udara yang kita hirup. Pengukuran yang tepat terhadap udara yang kita hirup dapat dilakukan dengan monitor lingkungan udara terintegrasi, yang juga dikenal sebagai sensor kualitas udara .

Sensor kualitas udara mengukur kualitas udara yang kita hirup. Ini adalah perangkat ringkas yang dapat mengukur kotoran atau polutan yang terdapat di udara, seperti karbon dioksida (CO₂), nitrogen dioksida (NO₂), karbon monoksida (CO), dan partikel halus (PM2.5 dan PM10). Dengan pengukuran ini, pemantauan kualitas udara di rumah, perusahaan, kawasan industri, dan kota pintar dapat dilakukan untuk mendapatkan wawasan tentang polutan yang ada di lingkungan dan konsentrasinya, sehingga tindakan pencegahan dapat diambil untuk meningkatkan kondisi pernapasan, kesehatan masyarakat, keselamatan lingkungan, dan kualitas hidup secara keseluruhan.

Memasang sensor kualitas udara dan mendapatkan pembacaannya bukanlah hal yang mudah. ​​Semuanya bergantung pada seberapa akurat atau andal data yang dapat diberikan sensor. Semakin akurat atau andal datanya, semakin besar kemungkinan untuk menerapkan strategi pengendalian polusi yang dapat memengaruhi strategi perencanaan kota secara keseluruhan, menjaga keselamatan kerja, dan memastikan setiap anggota keluarga menghirup udara berkualitas. Ketidakakuratan sekecil apa pun dalam pembacaan kualitas udara dapat memengaruhi pembuatan kebijakan dan keputusan secara keseluruhan yang dapat membawa risiko kesehatan yang tidak perlu.

Pada artikel ini, kita akan membahas setiap faktor yang dapat memengaruhi akurasi sensor, cara kerjanya, dan praktik terbaik untuk memastikan sensor kualitas udara terus memberikan hasil yang akurat.

Memahami Sensor Kualitas Udara

Dalam hal sensor kualitas udara, terdapat berbagai jenis yang dapat mengukur beberapa parameter berbeda yang dapat membantu memahami berbagai sensor kualitas udara yang sesuai untuk kebutuhan pemantauan dan lingkungan yang berbeda. Mari kita lihat berbagai jenis sensor kualitas udara dan parameter berbeda yang dapat diukurnya.

▪ Jenis-Jenis Sensor Kualitas Udara

Terdapat berbagai jenis sensor kualitas udara yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan pemantauan dan lingkungan. Sensor dalam ruangan biasanya dibuat untuk penggunaan di dalam ruangan, berukuran kompak, dan berfokus pada pemantauan faktor-faktor seperti CO₂, VOC (senyawa organik volatil), dan kelembapan untuk mengetahui apakah kualitas udara dalam ruangan sehat untuk dihirup atau tidak, sehingga tindakan pencegahan atau keselamatan dapat diambil.

Di sisi lain, sensor luar ruangan dirancang untuk tahan terhadap kondisi lingkungan yang lebih keras seperti debu, angin, hujan, dan fluktuasi suhu. Sensor ini juga dapat mengukur berbagai macam polutan seperti PM2.5, PM10, NO₂, dan CO yang dapat memberikan data penting untuk mengambil langkah-langkah guna meningkatkan kualitas udara perkotaan dan memberikan wawasan kepada lembaga lingkungan. Perbedaan desain umum antara kedua sensor tersebut adalah wadah tahan cuaca, daya tahan yang lebih baik, dan sistem kalibrasi yang canggih.

▪ Parameter yang Diukur oleh Sensor Kualitas Udara

Parameter yang biasanya diukur oleh sensor kualitas udara memberikan informasi yang mendalam kepada jaringan kualitas udara perkotaan dan lembaga lingkungan untuk melacak polutan seperti partikel debu (PM2.5 dan PM10) yang ada di udara dan berdampak langsung pada kesehatan pernapasan dan masalah terkait pernapasan. Sensor kualitas udara dapat melacak gas berbahaya di udara, seperti CO₂, CO, NO₂, SO₂, dan O₃, yang menunjukkan emisi melalui pembakaran, lalu lintas, atau emisi industri. Beberapa sensor canggih juga mampu mengidentifikasi VOC, yang sangat penting dalam sensor dalam ruangan, menunjukkan kontaminasi udara dalam ruangan akibat penggunaan cat, bahan pembersih, atau furnitur yang berlebihan. Selain itu, sensor kualitas udara, terutama yang digunakan di luar ruangan, mengukur suhu dan kelembapan untuk memastikan bahwa faktor-faktor ini diperhitungkan saat menghitung pembacaan kualitas udara guna memastikan akurasi.

Pentingnya Akurasi Sensor dalam Pemantauan Kualitas Udara

Kualitas udara tidak dapat ditingkatkan jika tidak ada pembacaan atau wawasan tentang seberapa buruk kualitas udara sebenarnya. Jadi, baik itu kondisi lingkungan dalam ruangan maupun kondisi lingkungan luar ruangan, memiliki sensor kualitas udara yang akurat sangat penting dalam memantau kualitas udara dan mengambil tindakan sesuai dengan wawasan yang diberikan oleh sensor.

Dengan data yang diberikan oleh sensor kualitas udara, pemerintah dan organisasi dapat mengeluarkan peringatan dan pemberitahuan kesehatan tepat waktu untuk mengurangi emisi dan menegakkan kebijakan pengendalian polusi yang dapat membantu mengendalikan polutan di udara. Sensor ini tidak hanya memberikan wawasan tentang pemantauan kualitas udara, tetapi juga sangat bermanfaat bagi individu untuk membuat keputusan yang tepat, seperti menyesuaikan aktivitas di luar ruangan atau menyesuaikan ventilasi untuk memastikan kualitas hidup yang lebih baik.

Pemantauan kualitas udara sangat penting, tetapi jika pembacaan sensor tidak akurat, hal itu dapat menyebabkan masalah yang jauh lebih besar. Dengan pembacaan yang tidak akurat, alarm palsu dapat terpicu, yang menyebabkan pemborosan sumber daya atau kepanikan yang tidak perlu di antara masyarakat. Lebih lanjut, jika tingkat polusi dilaporkan kurang dari yang sebenarnya, hal itu dapat menyebabkan orang terpapar tingkat polusi berbahaya tanpa peringatan apa pun, yang dapat menjadi risiko yang lebih besar bagi masyarakat. Di lingkungan perkotaan atau industri, akurasi pembacaan tersebut dapat menyebabkan perusahaan gagal mematuhi peraturan kualitas udara, sehingga menimbulkan risiko bagi orang-orang yang bekerja dalam kondisi tersebut. Singkatnya, memastikan akurasi sensor adalah kunci untuk membuat kondisi pernapasan lebih baik bagi masyarakat dan memainkan peran penting dalam mendukung lingkungan yang lebih bersih dan komunitas yang lebih sehat di seluruh dunia.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Akurasi Sensor

Banyak faktor yang secara langsung maupun tidak langsung dapat memengaruhi akurasi pembacaan sensor, dan mengidentifikasi faktor-faktor tersebut sangat penting untuk melakukan penyesuaian yang sesuai guna memastikan sensor kualitas udara memberikan pembacaan yang akurat. Mari kita lihat beberapa faktor umum yang memengaruhi akurasi sensor.

★ Kondisi Lingkungan

Sensor kualitas udara sangat sensitif, sehingga pembacaannya dapat dipengaruhi oleh perubahan kondisi lingkungan, seperti suhu, kelembapan, dan gas pengganggu. Suhu ekstrem, baik terlalu rendah maupun terlalu tinggi, dapat berdampak langsung pada waktu respons sensor. Pada saat yang sama, perubahan faktor kelembapan dapat menyebabkan kondensasi atau reaksi kimia di atmosfer yang dapat menyimpangkan pembacaan dari nilai sebenarnya. Selain itu, gas yang ada di lingkungan sekitar sensor yang tidak menjadi target sensor dapat menyebabkan sensitivitas silang, sehingga menghasilkan data yang tidak akurat.

★ Teknologi dan Desain

Tidak semua sensor dibuat sama dan mungkin memiliki perbedaan dalam teknologi dan desainnya. Beberapa sensor mampu memberikan pembacaan yang stabil dan tepat menggunakan teknologi canggih seperti NDIR untuk CO₂ atau hamburan laser untuk partikel. Beberapa sensor memiliki desain yang tahan terhadap kelembapan dan kondisi cuaca buruk untuk memberikan pembacaan yang stabil dan akurat, sehingga sangat cocok untuk mendapatkan pembacaan jangka panjang dan andal di berbagai aplikasi pemantauan kualitas udara.

★ Kebutuhan Perawatan dan Kalibrasi

Seiring waktu, sensor akan menyimpang dari kalibrasi sebenarnya berdasarkan lingkungan, penuaan, dan penumpukan lingkungan. Inilah mengapa kalibrasi dan perawatan rutin sangat penting untuk memastikan pembacaan sesuai dengan kondisi aktual dan standar referensi. Untuk memastikan sensor pemantauan kualitas udara Anda terus memberikan hasil yang akurat, selalu bersihkan saluran masuk sensor, verifikasi pembacaan dari sensor terhadap konsentrasi gas aktual, dan lakukan kalibrasi ulang terjadwal jika Anda melihat pembacaan menyimpang dari nilai aktual untuk memastikan hasil yang dapat diandalkan untuk pemantauan kualitas udara berkelanjutan.

Metode untuk Menilai Akurasi Sensor

Terdapat beberapa metode untuk menilai akurasi sensor. Kami telah mengidentifikasi beberapa metode di bawah ini untuk membantu Anda menentukan akurasi sensor dan melakukan kalibrasi yang sesuai.

1. Pengujian Laboratorium

Salah satu metode utama untuk menguji dan memverifikasi keakuratan sensor pemantauan kualitas udara adalah pengujian laboratorium. Dalam lingkungan yang terkontrol, sensor dipaparkan pada sejumlah polutan yang diketahui seperti CO₂, NO₂, CO, atau PM2.5, dan pembacaannya dicatat. Kemudian pembacaan tersebut dibandingkan dengan konsentrasi polutan asli untuk memeriksa penyimpangan dari nilai standar. Selanjutnya, penyesuaian dilakukan sebelum pemasangan untuk memastikan hasil yang akurat. Pengujian laboratorium paling baik untuk pengujian awal, karena dilakukan dalam lingkungan yang terkontrol, sehingga cukup untuk mengkalibrasi sensor kualitas udara dalam ruangan.

2. Perbandingan Lapangan dan Ko-Lokasi

Berbeda dengan pengujian laboratorium yang dilakukan di lingkungan terkontrol, perbandingan lapangan dan teknik kolokasi dilakukan dalam kondisi lingkungan sebenarnya. Pengujian lapangan sangat penting untuk sensor kualitas udara luar ruangan guna mengevaluasi konsistensi sensor, korelasi antara nilai aktual dari stasiun pemantauan kelas referensi yang menggunakan instrumen presisi tinggi, dan potensi penyimpangan akibat kondisi cuaca luar ruangan seperti perubahan cuaca dan kondisi polusi. Dengan pengujian lapangan, sensor pemantauan kualitas udara dapat dipasang di kondisi luar ruangan seperti persimpangan perkotaan yang ramai, kawasan industri, atau taman yang tenang untuk menilai keandalan sensor di berbagai kondisi lingkungan. Dengan sensor kualitas udara yang diuji dalam kondisi dunia nyata, penerapan operasional dan akurasi jangka panjang dapat dicapai.

3. Teknik Analisis Data

Dua metode di atas berkaitan dengan pengujian, tetapi teknik analisis data menggunakan data untuk mengidentifikasi pola dan pergeseran dari nilai aktual dalam kinerja sensor dari waktu ke waktu. Beberapa metode statistik dan analitik standar untuk sensor kualitas udara meliputi Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE), dan koefisien korelasi (R²). Teknik-teknik ini digunakan untuk menghitung penyimpangan dari nilai rata-rata atau nilai referensi aktual. Jika Anda ingin mendeteksi pergeseran sensor kausal atau ingin melacak anomali mendadak, menggunakan analisis deret waktu bisa menjadi pilihan yang tepat. Dengan teknik analisis data, para ilmuwan dapat membuat pola yang dapat membantu dalam prediksi kualitas udara di masa mendatang dan mendukung kalibrasi ulang tepat waktu untuk hasil yang akurat.

Metrik Utama untuk Mengevaluasi Akurasi

• Mean Absolute Error (MAE): MAE adalah jenis metrik kesalahan absolut yang bekerja dengan mengambil rata-rata perbedaan antara pembacaan sensor dan nilai referensi, memberikan wawasan yang jelas tentang penyimpangan keseluruhan dari nilai rata-rata. MAE kurang sensitif terhadap outlier. Semakin rendah nilai MAE, semakin baik akurasi dan konsistensi pengukuran sensor pemantauan kualitas udara.

• Root Mean Square Error (RMSE): RMSE juga merupakan jenis metrik Kesalahan Absolut yang menekankan penyimpangan yang lebih besar dengan mengkuadratkan kesalahan sebelum dirata-ratakan, yang membuatnya lebih sensitif terhadap outlier. Semakin rendah nilai RMSE, semakin baik akurasi dan konsistensi pengukuran sensor kualitas udara.

• Normalized Root Mean Square Error (nRMSE): nRMSE adalah cara standar untuk membandingkan akurasi sensor dengan berbagai tingkat polusi dan kondisi lingkungan lainnya. nRMSE adalah cara untuk menyatakan RMSE sebagai persentase dari nilai referensi rata-rata, yang menjelaskan hubungan kesalahan dengan nilai konsentrasi polutan secara keseluruhan. Biasanya, nRMSE di bawah 10–20% merupakan kisaran yang dapat diterima untuk sensor berkualitas tinggi, memastikan hasil yang andal dan dapat direproduksi di berbagai kondisi lingkungan.

Praktik Terbaik untuk Mempertahankan dan Memverifikasi Akurasi

Untuk memastikan pembacaan yang konsisten dan akurat, kalibrasi dan pemeliharaan sangat penting. Dari waktu ke waktu, verifikasi pembacaan dari sensor kualitas udara dan bandingkan dengan pembacaan aktual. Jika pembacaan menyimpang, bersihkan saluran masuk dan filter sensor untuk mencegah penumpukan debu yang dapat menghambat pembacaan yang akurat. Pastikan penempatan sensor pemantauan kualitas udara yang tepat selama pemasangan. Pilih tempat yang bebas dari halangan, sumber panas langsung, kelembapan, atau aliran udara yang terhalang. Ikuti panduan operasional pabrikan untuk interval kalibrasi yang direkomendasikan dan batas lingkungan untuk meningkatkan kinerja lebih lanjut. Dengan pemantauan yang konsisten, kalibrasi tepat waktu adalah kunci untuk memastikan akurasi dan presisi dalam pembacaan.

Kesimpulan

Sensor kualitas udara yang akurat memainkan peran kunci dalam memastikan pemantauan kualitas udara yang tepat setelah dikalibrasi dan dipasang dengan benar. Sensor ini berperan penting dalam melindungi masyarakat dari penyakit kesehatan dan paru-paru yang disebabkan oleh menghirup udara yang tercemar dengan mengambil tindakan pencegahan. Di tingkat pemerintah atau komersial, sensor ini memainkan peran penting dalam menerapkan kebijakan, pedoman, dan solusi berdasarkan pembacaan yang diberikan oleh sensor.

Jadi, jika Anda mencari sensor pemantauan kualitas udara Jika Anda mencari sensor kualitas udara yang memberikan pembacaan yang andal dengan presisi dan akurasi, Rika Sensor adalah pilihan yang tepat. Mereka dikenal menawarkan sensor berkualitas tinggi yang telah diuji di lapangan untuk memastikan keandalan dan hasil yang akurat. Rangkaian produk mereka mencakup pilihan khusus seperti Transmitter CO₂ RK300-03, Sensor Gas Multi-in-One RK300-08, dan Sensor NO₂ RK300-14, semuanya dirancang untuk memberikan hasil yang akurat, andal, dan konsisten. Kunjungi halaman resmi Rika untuk melihat seluruh lini sensor kualitas udara mereka guna memastikan setiap pembacaan memberikan hasil yang akurat dan dapat diandalkan.