Лаборатория контроля герметичности LeakLab выпускает LeakLab Atmo — устройство контроля CO₂ и параметров микроклимата для производственных и бытовых помещений. Оно объединяет измерение концентрации углекислого газа, температуры и относительной влажности воздуха с обработкой данных на базе программируемого реле ОВЕН ПР225. По описанию разработчика, сигналы прибора можно использовать для управления вентиляцией; предусмотрена возможность передачи параметров в систему удаленного мониторинга ОВЕН.
Эти три величины помогают разбирать конкретные эксплуатационные ситуации: накопление CO₂ в занятом помещении, изменение температуры при работе оборудования, изменение относительной влажности при проветривании. Статья рассматривает измерительные компоненты, путь сигнала и принципы интеграции. Численные характеристики компонентов приведены отдельно от функций изделия: они не заменяют результаты испытаний LeakLab Atmo в сборе. Состав подключений и алгоритм управления определяются исполнением и согласованной задачей.
1. Что показывает CO₂ и чего он не показывает
В помещении, где основной источник углекислого газа — дыхание людей, изменение его концентрации помогает оценить соответствие воздухообмена текущей нагрузке. Например, рост показаний во время совещания и последующее снижение после подачи наружного воздуха дают полезную информацию для настройки вентиляции. Однако отдельное низкое показание не подтверждает отсутствие других загрязнителей. Именно такое ограничение метода подчеркивает британская HSE: мониторинг CO₂ служит ориентиром для оценки вентиляции, а не доказательством безопасности атмосферы. 1
LeakLab Atmo измеряет CO₂, температуру и относительную влажность. В описываемом составе нет подтвержденных каналов угарного газа CO, кислорода, летучих органических соединений, пыли или дыма. CO₂ и CO — разные вещества, поэтому прибор для одного из них нельзя автоматически использовать для контроля другого. Обычная рециркуляция также не равнозначна вентиляции наружным воздухом: перемещение воздуха по комнате само по себе не устраняет поступающий CO₂.
Следует различать неблагоприятные условия вентиляции и острое воздействие высоких концентраций газа. Недостаточный воздухообмен может сопровождаться накоплением различных примесей и тепла; объяснять любое ухудшение самочувствия исключительно показанием CO₂ неправильно. Численные обещания роста работоспособности здесь не приводятся. При высоких концентрациях CO₂ возможны тяжелые последствия, включая потерю сознания; эти опасности описаны HSE и NIOSH. Они характеризуют газ, а не подтверждают защитные свойства конкретного прибора. 2 3
Ориентир для вентиляции, профессиональный предел воздействия и уставка автоматики имеют разный смысл. Для нормативного значения существенны страна, область применения и время усреднения. Иностранные рекомендации нельзя представлять как обязательные российские нормы или готовые бытовые настройки. В этой статье нет универсальной цветовой шкалы безопасности и назначенных автором заводских уставок.
2. Источники газа: люди, процессы и вакуумное оборудование
Для квартиры или офиса обычно рассматривают дыхание людей и обмен с наружным воздухом. В производственном помещении картина может быть иной: CO₂ способен поступать из технологической газовой линии, обрабатываемого материала или процесса горения. Тогда зависимость между показанием прибора и количеством людей теряет однозначность. Измерять концентрацию по-прежнему можно, но оценивать по ней расход свежего воздуха без учета технологического источника нельзя.
Наличие электрического вакуумного насоса не означает, что он химически производит углекислый газ. С инженерной точки зрения нужно проследить движение газа от откачиваемого объема до выпуска: что поступает в насос, какой газ используется для газобалласта или продувки, куда отведен выхлоп. При неправильно организованном выпуске насос может переносить содержащий CO₂ газ в помещение. Масляный аэрозоль является отдельным загрязнителем и не измеряется каналом CO₂. Документация Edwards рассматривает газобалласт как подачу дополнительного газа для работы с парами; это не тождественно образованию CO₂. 6
Для печей полезно отдельно анализировать топливное горение, газовыделение обрабатываемых материалов и электрический нагрев без газовыделяющего процесса. Само слово «печь» не задает состав выброса. Конкретные продукты разложения определяются материалом и режимом обработки; без данных о процессе нельзя приписывать установке заданный выброс углекислого газа.
Вакуумные и испытательные лаборатории требуют еще одного разграничения. Поступление азота, аргона или гелия может вытеснять кислород, не повышая CO₂. Опасность такого вытеснения описана OSHA; расследования CSB отдельно рассматривают удушье при воздействии азота. Контроль CO₂ не заменяет измерение кислорода, а вычислить его остаточную концентрацию по CO₂ в произвольной производственной атмосфере нельзя. 4 5 При разборе установки уместен отдельный аудит вакуумных и технологических систем, учитывающий реальные газы и пути их выхода.
3. Назначение и границы применения LeakLab Atmo
Прибор ориентирован на лаборатории, производственные помещения, офисы и жилые помещения. По сведениям разработчика, при проектировании учитывается стоимость, позволяющая рассматривать решение как для предприятий, так и для частных пользователей. Конкретная цена, комплектация и условия поставки определяются при подборе; численное преимущество по стоимости без расчета не заявляется.
Основная задача — наблюдение за тремя параметрами воздуха и формирование управляющих сигналов в согласованной системе вентиляции. Возможность включить вентиляцию не означает, что прибор является самостоятельной аварийной газовой сигнализацией. LeakLab Atmo не следует использовать как единственное средство аварийного контроля или как основание для допуска людей в резервуары, приямки и другие замкнутые пространства.
Материал не заявляет взрывозащиту, SIL, PL, утверждение типа или поверку изделия: документы, подтверждающие такой статус именно этого исполнения, в основу публикации не положены. Опыт лаборатории в контроле герметичности также не переносит автоматически характеристики других ее приборов на LeakLab Atmo. Для задач измерения давления и создания вакуума применяются другие измерительные тракты; атмосферный контроль CO₂ рассматривается отдельно.
4. Как воздух превращается в измеренный сигнал
В CO₂-канале используется недисперсионный инфракрасный принцип NDIR. Молекулы углекислого газа поглощают излучение в определенной спектральной области. Измерительный модуль оценивает изменение оптического сигнала и преобразует его в значение концентрации. Документация примененного компонента описывает двухканальную оптическую конструкцию с измерительным и опорным каналами. Это прямое измерение CO₂, а не расчетный показатель eCO₂ по отклику на другие вещества.
NDIR не следует называть фотоакустическим методом: в фотоакустическом преобразователе поглощение модулированного излучения регистрируется через возникающий акустический сигнал. Для описываемого CO₂-канала подтвержден именно инфракрасный оптический принцип. Наличие опорного канала помогает организовать обработку сигнала, но само по себе не доказывает полное отсутствие дрейфа или необходимости проверки.
По описанию разработчика, датчик CO₂ размещен внутри корпуса рядом с вентиляционным отверстием. Речь идет об отверстии корпуса прибора, через которое воздух помещения обменивается с воздухом около чувствительного элемента. Это не приточное и не вытяжное отверстие вентиляционной системы комнаты. Такое расположение обеспечивает путь газообмена, однако не задает время реакции всего устройства.
Функциональная последовательность выглядит так: воздух помещения поступает к датчикам, измерительные компоненты формируют электрические данные, узел согласования передает их контроллеру, программа обрабатывает значения и формирует управляющий сигнал. Проверка достоверности и возраста данных должна быть предусмотрена при реализации программы. Схема ниже показывает назначение узлов, а не электрическую распиновку и не подтвержденный состав монтажных соединений.
Газообмен, геометрия корпуса, возможные фильтры, режим измерения, опрос и обработка создают последовательные задержки. Обновление цифрового значения раз в две секунды не означает установление показаний через две секунды после изменения воздуха. Для собранного прибора нужно оценивать весь путь — от изменения состава газа снаружи до нового значения и команды управления.
5. Температура и относительная влажность
Температурный и влажностный каналы дополняют CO₂: они позволяют сопоставлять изменение воздухообмена с тепловыми условиями. Относительная влажность RH выражает отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при той же температуре. Поэтому ее показание зависит от температуры в точке измерения, а не только от количества водяного пара в воздухе.
Установленный модуль использует емкостный чувствительный элемент влажности и встроенный температурный элемент. В документации даны цифровое разрешение, типовые ошибки, повторяемость и время установления. Эти величины описывают разные свойства. Разрешение 0,01 °C означает шаг представления температуры, но не гарантирует погрешность ±0,01 °C. Аналогично разрешение влажности нельзя подставлять вместо ее погрешности.
Контроллер и блок питания выделяют тепло. Если оно достигает измерительного модуля, показания могут отражать условия внутри корпуса, отличающиеся от воздуха комнаты. В руководстве компонента обсуждаются термическая развязка и организация контакта с наружным воздухом. В этой статье такие решения не приписываются LeakLab Atmo как проверенные конструктивные особенности: их результат нужно оценивать по конкретному исполнению и испытаниям.
При сравнении с опорным прибором оба чувствительных элемента должны находиться в сопоставимых условиях. Если один измеряет воздух рядом с теплым корпусом, а другой — на удалении, расхождение нельзя целиком отнести к ошибке датчика. Также необходимо исключить конденсацию, химическое загрязнение и слишком короткую выдержку после изменения условий. Рабочие пределы отдельного модуля не являются допустимой температурой эксплуатации всего устройства.
6. Подтвержденные сведения об измерительных компонентах
Ниже приведены характеристики первичных измерительных компонентов по изученной документации. Это не паспорт LeakLab Atmo в сборе и не результат его метрологических испытаний. Диапазоны разных строк не следует объединять в единую область гарантированной работы без учета температуры, влажности, монтажа и остальных узлов.
| Компонент / параметр | Значение | Условия и смысл |
|---|---|---|
| CO₂: принцип | Двухканальный NDIR | Прямое инфракрасное измерение CO₂ |
| CO₂: заявленный диапазон измерения | 400–5000 ppm | По технической таблице компонента; отдельный расширенный диапазон показаний не установлен |
| CO₂: заявленная погрешность | ±(50 ppm + 3 % от показания) | Условия нормирования в доступной технической карточке не приведены; характеристика не подтверждает погрешность прибора в сборе |
| CO₂: прогрев | 120 с | Для компонента; не время готовности всей системы |
| CO₂: обновление данных | 2 с | Не является временем отклика t₆₃ или t₉₀ |
| CO₂: условия работы компонента | −10…+50 °C; 0–95 % RH | Без конденсации; не климатическое исполнение LeakLab Atmo |
| Температура: рабочий диапазон компонента | −40…+120 °C | Типовая погрешность не постоянна во всем диапазоне |
| Температура: типовая погрешность | ±0,5 °C | В центральной области характеристики, в том числе при +25 °C; не гарантированный максимум |
| Температура: разрешение / типовая повторяемость | 0,01 °C / ±0,1 °C | Не равны погрешности |
| Температура: t₆₃ | 5–30 с | Зависит от платы и монтажа |
| Температура: типовой дрейф | Менее 0,1 °C/год | Характеристика компонента, не межповерочный интервал |
| Влажность: расширенный диапазон | 0–100 % RH | Без конденсации; вне 8–85 % RH действуют дополнительные ограничения руководства |
| Влажность: типовая погрешность | ±3 процентных пункта RH | При +25 °C в центральной области 20–80 % RH, чистый воздух, заводская проверка; без учета гистерезиса и нелинейности |
| Влажность: разрешение / типовая повторяемость | 0,024 / ±0,1 процентного пункта RH | Не являются процентами от показания |
| Влажность: типовой гистерезис | ±1 процентный пункт RH | Отдельная характеристика, не включенная в указанную выше типовую погрешность |
| Влажность: t₆₃ | 8–30 с | При +25 °C и скорости воздуха 1 м/с; не условие естественного газообмена в корпусе |
| Влажность: типовой дрейф | Менее 1 процентного пункта RH/год | В чистом воздухе; химические пары могут увеличить дрейф |
На узком экране таблицу можно прокрутить по горизонтали.
Здесь ppm означает миллионную долю: для принятой объемной доли 1 % соответствует 10 000 ppm. В формуле погрешности CO₂ слагаемое 3 % относится к показанию, а не к полной шкале. Например, при условном показании 1000 ppm арифметическая подстановка дает 50 + 0,03 × 1000 = 80 ppm. Это пояснение записи из карточки, а не результат проверки собранного изделия.
t₆₃ — время достижения 63 % изменения при ступенчатом воздействии; t₉₀ соответствует 90 %. Эти показатели нельзя отождествлять. Для CO₂ в доступной карточке время отклика, разрешение и количественные зависимости от давления не нормированы; численные значения для них здесь не назначаются. Возможности компенсации и калибровки должны проверяться по документации фактического исполнения, а не по аналогичным модулям.
7. ПР225, интерфейсы и готовность функций
Программируемое реле ОВЕН ПР225 является центральным управляющим узлом LeakLab Atmo. По сведениям разработчика, оно получает данные измерительных каналов и обрабатывает их по заданной программе. Документация ОВЕН описывает несколько модификаций: состав входов, выходов, питание и наличие Ethernet зависят от полного обозначения. Точный вариант установленного реле в исходных материалах не указан, поэтому количество портов и электрические параметры всего прибора здесь не назначаются. 7
Микросхемные интерфейсы I²C и UART не совместимы напрямую с RS-485. Для связи нужен соответствующий измерительный узел, преобразователь или шлюз, который согласует электрические уровни и протоколы. Его функция — доставить значения в понятном контроллеру формате. Без схемы нельзя назвать установленный преобразователь, распиновку или фактический протокол обмена; функциональная схема не заменяет эти сведения.
| Функция | Статус для описываемого устройства | Что определяет применение |
|---|---|---|
| Контроль CO₂, температуры и RH | Заявлен разработчиком для текущего изделия | Характеристики собранного тракта требуют отдельной оценки |
| Прием и обработка данных ПР225 | Заявленная архитектура | Фактическая программа и согласование интерфейсов |
| Команда вентиляции по CO₂ | Возможность заявлена разработчиком | Состав выходов, подключенная установка, алгоритм |
| Передача данных в OwenCloud | Предусмотренная возможность интеграции | Исполнение контроллера, сеть, настройка параметров и сервиса |
| Привод окна | Вариант интеграции | Отдельное подтверждение комплектации и допустимого режима |
| Гистерезис, таймеры, обработка отказов | Методические требования к алгоритму | Наличие каждой функции проверяется в программе |
| Работа управления при потере интернета | Требование к проектированию | Для текущей программы испытанием не подтверждена |
На узком экране таблицу можно прокрутить по горизонтали.
Такое разделение позволяет обсуждать интеграцию предметно. Реализованная по описанию разработчика измерительная архитектура, функция по комплектации и возможная доработка не должны попадать в один перечень без пояснений. Питание, мощность, степень защиты, размеры корпуса и способ монтажа изделия указываются в документации конкретной поставки. Их нельзя копировать из паспорта одного компонента.
8. Управление вентиляцией: уставки, задержки и отказы
Простейшая логика управления использует верхнюю уставку включения и более низкую уставку отключения. Разность между ними образует гистерезис и уменьшает частое переключение около порога. Задержка подтверждения события и минимальное время работы исполнительного устройства могут дополнительно ограничить нежелательные короткие циклы. Это общий принцип автоматики; наличие каждого механизма в программе LeakLab Atmo требует проверки.
Порог выбирают с учетом назначения помещения, требуемого воздухообмена, измерительной неопределенности и возможностей вентиляционной установки. При этом таймеры не должны маскировать значимое изменение концентрации. Сильное усреднение делает график спокойнее, но увеличивает задержку реакции. Следует рассматривать совместное действие динамики датчика, газообмена в корпусе, периода опроса и программной обработки.
Для работоспособного алгоритма существенна не только величина CO₂, но и состояние измерительного канала. Потеря связи, недопустимое значение, выход за диапазон и устаревшие данные должны различаться. Последнее достоверное значение полезно для истории, однако после отказа его нельзя выдавать за текущее измерение. Достижение верхней границы диапазона также нельзя интерпретировать как доказательство постоянной концентрации ровно на этой границе.
Действие при отказе определяется проектом установки. Универсальная команда «любой вентилятор на максимум» может противоречить технологическим или пожарным условиям. Исполнительная часть согласуется с вентиляцией: могут потребоваться промежуточное реле, контактор, частотный преобразователь или штатный управляющий вход агрегата. Возможность выходного сигнала ПР225 не означает допустимость непосредственного подключения любого двигателя. Для адаптации алгоритма можно обсудить программирование и разработку оборудования.
Наконец, команда должна приводить к требуемому воздухообмену. Рост скорости рециркуляционного вентилятора без подачи наружного воздуха обычно не решает задачу удаления поступающего CO₂. Специальные системы удаления углекислого газа представляют отдельное техническое решение; наличие такой системы в LeakLab Atmo не заявляется.
9. Удаленный мониторинг через OwenCloud
Разработчик предусматривает возможность передачи данных в систему удаленного мониторинга ОВЕН. Для модификаций ПР225 с Ethernet официальное руководство описывает подключение к OwenCloud по этому интерфейсу и настройку передаваемых параметров. Это документированный путь интеграции, но не свидетельство того, что конкретный экземпляр LeakLab Atmo уже подключен и его данные проверены в облаке. 7
Для применения нужны соответствующее исполнение контроллера, доступная сеть, настройка программы, параметров и учетной записи сервиса. Перечень передаваемых величин, период обновления и доступ к истории согласуются при вводе. Срок хранения, каналы уведомлений и удаленная настройка не обещаются без подтверждения условий сервиса и программы.
В проекте целесообразно отделять локальный управляющий контур помещения от доступности интернета. Потеря связи с облаком и отказ измерительного канала — разные события. Интерфейс мониторинга должен позволять отличить свежие данные от последней полученной записи. Сохранение локального управления при отключении сети проверяют отдельным испытанием; для описываемой программы такой результат пока не подтвержден.
10. Размещение, ввод и обслуживание
Для оценки вентиляции в занятом помещении выбирают представительную точку, а не место с заведомо максимальным или минимальным показанием. HSE рекомендует размещение на уровне головы, вдали от окон, дверей и струй приточного воздуха, более чем в 50 см от людей. Полезно сопоставить несколько точек; для большого неоднородного помещения одного места измерения может быть недостаточно. 1 Для производственных газовых рисков расположение определяют отдельно по источникам и оценке опасности.
При вводе в эксплуатацию фиксируют исполнение прибора, положение корпуса, вентиляционный режим и условия измерения. Проверяют свободный газообмен через отверстия, выдержку после включения, соответствие единиц и обновление данных. Затем сопоставляют показания с подходящим опорным прибором или аттестованной газовой смесью по применимой методике. Необходимо оценить установление показаний, влияние нагрева корпуса и задержку до управляющей команды. Здесь описана необходимая процедура, а не уже проведенный протокол испытаний.
Проверка работоспособности, калибровка, юстировка и поверка различаются. Первая подтверждает функционирование, калибровка устанавливает связь показаний с опорными значениями, юстировка меняет настройки для коррекции, а поверка имеет отдельный установленный порядок там, где он применим. Выдох человека не является количественной калибровкой: его состав и смешение с воздухом в такой пробе не заданы.
Автоматическая коррекция базового уровня не должна предполагаться по умолчанию. Ее наличие и условия применения для CO₂-канала по доступным материалам не установлены. Если такая функция используется в выбранном исполнении, необходимо проверить требования к периодическому достижению опорного уровня. В постоянно занятом или технологическом помещении нельзя считать минимум графика заведомо правильной наружной концентрацией.
Обслуживание включает осмотр газообменных отверстий и контроль устойчивости показаний в сопоставимых условиях. Чистку проводят по документации изделия: попадание конденсата, растворителей или аэрозолей на чувствительные элементы может изменить их характеристики. Период проверок выбирают по среде и результатам эксплуатации. Дрейф отдельного компонента не задает автоматически межкалибровочный либо межповерочный интервал всего прибора.
11. Расчетный пример изменения CO₂ при вентиляции
Рассмотрим хорошо перемешанное помещение постоянного объема V. Обозначим объемный расход поступающего CO₂ через G, расход наружного воздуха через L, объемную долю внутри через x, снаружи через x_out. При согласованных условиях объемных расходов и единицах времени приближенный баланс разбавленной смеси имеет вид:
Для постоянных G и L, причем L > 0:
x(t) = x_∞ + (x₀ − x_∞) · exp(−L · t/V)
C_ppm = 10⁶ · x
Все следующие исходные значения условные: V = 100 м³, L = 200 м³/ч, G = 0,020 м³/ч, наружная концентрация 450 ppm, начальная концентрация 1500 ppm. Значение 450 ppm принято только для расчета и не объявляется измеренным фоном. Поток G не привязан к заданному числу людей. Получаем стационарную концентрацию 550 ppm и постоянную времени V/L = 0,5 ч, то есть 30 минут.
| Время после установления заданного воздухообмена | Расчетная концентрация CO₂ |
|---|---|
| 0 мин | 1500 ppm |
| 15 мин | 1126 ppm |
| 30 мин | 899 ppm |
| 60 мин | 679 ppm |
На узком экране таблицу можно прокрутить по горизонтали.
Расчет показывает, почему включение вентиляции не означает немедленного достижения стационарной концентрации. За одну постоянную времени устраняется около 63 % начального превышения над новым установившимся уровнем. Это динамика условного помещения; она не является временем отклика датчика или характеристикой испытанного LeakLab Atmo. Ни одно число примера не назначено нормативом, заводской уставкой или границей безопасности.
Модель предполагает равномерное перемешивание, постоянные источник и расход, отсутствие дополнительного удаления CO₂ и пренебрежимо малое изменение плотности. Доля газа достаточно мала, чтобы не учитывать дополнительный объемный расход самого источника в общем балансе воздуха. Для концентрированного выброса, переменного источника, короткого замыкания притока на вытяжку или разделенного на зоны помещения необходима более подходящая модель. Расчет не заменяет измерение фактического расхода и обследование вентиляции.
12. Подбор решения для квартиры, офиса и лаборатории
В квартире полезно рассматривать изменение параметров в период присутствия людей и при выбранном режиме проветривания. Температурный и влажностный каналы помогают увидеть сопутствующие изменения микроклимата. Управление приводом окна возможно только как согласованный вариант интеграции: наличие такого механизма в стандартной поставке здесь не заявляется.
В офисе важны переменная загрузка переговорных и фактическая работа вентиляции. При подборе заранее определяют, какую установку будет обслуживать сигнал, какие режимы доступны и кто отвечает за настройку. Сопоставление графика CO₂ с режимами помещения информативнее случайного одиночного измерения; возможность получения такого графика зависит от выбранной системы регистрации.
В лаборатории сначала описывают технологические газы, процессы и выпуск оборудования. CO₂-мониторинг может быть частью наблюдения за воздухом, но кислородный контроль, местные отсосы и аварийная газовая сигнализация решают самостоятельные задачи. Потребность в них определяется рисками процесса, а не наличием трех показаний на одном устройстве.
Для подбора комплектации LeakLab Atmo сообщите назначение помещения, его объем, источники CO₂, вентиляционную установку, требуемые управляющие сигналы и условия сетевого доступа. Лаборатория контроля герметичности LeakLab рассматривает задачи интеграции для производственных и жилых помещений. Актуальные контакты лаборатории: mail@leaklab.ru, +7-812-715-00-17.
Источники и техническая основа
Открытые источники проверены 10 сентября 2026 года. Документация измерительных компонентов изучена отдельно; ее обозначения и исходные файлы не публикуются. Сведения о назначении и архитектуре LeakLab Atmo предоставлены разработчиком. Испытания устройства в сборе в этой статье не имитируются.
- HSE — Using CO₂ monitors: назначение метода и размещение.
- HSE — General hazards of Carbon Dioxide.
- CDC/NIOSH — Pocket Guide: Carbon dioxide, карточка с датой пересмотра 30.10.2019.
- OSHA — Deaths Involving the Inadvertent Connection of Air-line Respirators to Inert Gas Supplies, бюллетень SHIB 04-27-2004; использован для описания опасности инертных газов при недостатке кислорода.
- U.S. Chemical Safety Board — Hazards of Nitrogen Asphyxiation, бюллетень от 25.06.2003.
- Edwards — The principle and application of gas ballast.
- ОВЕН — руководство по эксплуатации ПР225, редакция 1-RU-141221-1.16, разделы о модификациях, интерфейсах и подключении к OwenCloud.