CO₂ ppm signifie parties de dioxyde de carbone par million. Lorsque ppm représente une fraction molaire, 1 000 ppm signifie 1 000 molécules de CO₂ par million de molécules du mélange gazeux indiqué. Cela représente une fraction de 0,001, ou 0.1% sur la même base.
Le chiffre décrit une proportion et non un score universel de qualité de l’air. Pour interpréter une lecture d'instrument, identifiez également s'il rapporte du CO₂ direct, quelle fraction il utilise, si la vapeur d'eau est incluse et où ses spécifications de performance s'appliquent.
Le calcul entre ppm et pourcentage est simple. La plupart des erreurs d'interprétation se produisent lorsque la base de mesure, les conditions de l'échantillon ou la sortie de l'instrument changent sans être enregistrées.
À quoi font référence les millions de pièces
Pour une mesure de fraction molaire, le numérateur est la quantité de CO₂ et le dénominateur est la quantité totale du mélange défini. Les quantités peuvent être comprises comme des taupes ou, de manière équivalente pour ce rapport, comme des comptes moléculaires.
Fraction CO₂ = quantité de CO₂ ÷ quantité du mélange
En multipliant cette fraction par un million, on obtient sa valeur numérique en ppm. Si le mélange contient 0,001 de sa quantité sous forme de CO₂, la valeur numérique est de 1 000 ppm.
La base doit rester attachée au numéro. « Parties » pourrait autrement faire référence à la masse, à la quantité de substance ou à une convention de volume spécifiée. Ces rapports ne sont pas interchangeables simplement parce que chacun peut être exprimé avec une notation parties par partie.
NOAA Explication de la mesure du CO₂ utilise la fraction molaire de l'air sec pour ses mesures atmosphériques. Il s'agit d'une convention de reporting définie, plutôt que d'une instruction selon laquelle chaque moniteur commercial rapporte nécessairement les valeurs de l'air sec.
Convertir CO₂ ppm en pourcentage
Sur la même base de fraction :
Pourcentage = ppm ÷ 10 000
ppm = pourcentage × 10 000
La raison en est qu’un pourcentage représente une partie sur cent, tandis que le ppm représente une partie sur un million. Un pour cent contient donc 10 000 parties par million.
| Fraction CO₂ exprimée en ppm | La même fraction exprimée en pourcentage |
|---|---|
| 400 ppm | 00,04% |
| 500 ppm | 00,05% |
| 1 000 ppm | 00,1% |
| 2 000 ppm | 00,2% |
| 5 000 ppm | 00,5% |
| 10 000 ppm | 1% |
| 20 000 ppm | 2% |
Ce sont des exemples de conversion de fractions. Les lignes n’attribuent à aucune des valeurs les effets sur la santé, l’adéquation de la ventilation ou un instrument approprié.
La conversion modifie la notation numérique ; cela n’améliore pas la précision des mesures ni ne modifie le gaz échantillonné. Une valeur enregistrée de 0,1 % et une de 1 000 ppm décrivent la même fraction uniquement si leurs quantités sous-jacentes et leurs bases de déclaration correspondent.
Pour plus de clarté dans une feuille de calcul ou un export de données, conservez l'unité dans un champ dédié. Ne mélangez pas des valeurs numériques telles que 0,1 et 1 000 dans une colonne sans identifier si chacune est en pourcentage ou en ppm.
La fraction molaire et la fraction volumique nécessitent une convention déclarée
Pour les gaz parfaits à même température et pression, les proportions volumiques d'un mélange correspondent à ses proportions molaires. Cette approximation familière explique pourquoi la littérature sur les gaz utilise souvent le ppmv ou le pourcentage en volume pour discuter des fractions gazeuses.
Pour un travail précis, conserver la définition du fabricant ou de la méthode de référence. Le comportement du gaz réel, les conditions de pression et la manière dont une convention de volume est définie peuvent avoir de l'importance. Ne remplacez pas silencieusement une fraction volumique par une valeur de fraction molaire certifiée dans une spécification ou un enregistrement d'étalonnage.
Le Guide NIST du SI recommande des descriptions explicites des quantités et des ratios unitaires, et décourage les abréviations ambiguës de parties par dans les rapports SI formels. Pour une fraction molaire, μmol/mol est une forme explicite utile : 1 000 μmol/mol correspond numériquement à 1 000 ppm sur cette base molaire.
Les écrans commerciaux peuvent toujours utiliser ppm car la notation est familière. L'exigence pratique est de documenter la signification de l'affichage et de conserver la définition lors de la comparaison avec un autre instrument ou un certificat de gaz.
Le ppm n'est pas automatiquement une concentration massique
Une fraction et une masse par volume répondent à des questions différentes. La fraction molaire demande quelle part du mélange est constituée de CO₂. La concentration massique demande quelle quantité de masse de CO₂ occupe un volume dans des conditions spécifiées.
| Quantité | Qu'est-ce qui est comparé ? | Exemple de notation |
|---|---|---|
| Fraction taupe | Quantité de CO₂ par rapport à la quantité totale du mélange | mol/mol ou µmol/mol |
| Fraction massique | Masse de CO₂ par rapport à la masse totale du mélange | kg/kg ou mg/kg |
| Fraction volumique | Volume du composant selon une convention définie par rapport au volume du mélange | Une fraction volumique indiquée |
| Concentration de masse | Masse de CO₂ en volume d'échantillon | mg/m³ |
Une valeur ppm sur une base molaire n’est donc pas numériquement la même qu’une valeur ppm sur une base massique. La conversion entre eux nécessite des informations sur le mélange gazeux, y compris les masses molaires pertinentes pour la définition.
Pour une concentration massique calculée à partir d’une fraction molaire de gaz parfait, la pression, la température absolue et la masse molaire du CO₂ entrent dans la relation. Dans un ensemble cohérent d'unités :
Concentration massique = fraction molaire × p × M ÷ (R × T)
Ici p est la pression, T est la température absolue, M est la masse molaire du CO₂ et R est la constante du gaz. Les unités de sortie requises déterminent les conversions d'unités autour de cette expression.
À titre d'illustration numérique, à 25 °C et 101 325 Pa, 1 ppm de CO₂ sur la base d'une mole de gaz parfait équivaut à environ 1,80 mg/m³. Le Entrée NIOSH CO₂ répertorie la même valeur de conversion arrondie. Il ne s’agit pas d’un multiplicateur universel pour chaque pression, température ou gaz.
Si un rapport donne des mg/m³, demandez si le volume fait référence aux conditions réelles ou aux conditions de référence spécifiées. Deux valeurs de concentration massique avec des conditions de volume différentes ne doivent pas être comparées comme si les conditions étaient identiques.
Les bases de déclaration humides et sèches changent le dénominateur
La vapeur d'eau peut être incluse dans le mélange gazeux total ou exclue du dénominateur utilisé pour déclarer un autre composant. C’est ce qu’on appelle communément les bases de reporting humides et sèches.
Pour un mélange idéalisé avec une fraction d’eau connue :
x₍humide₎ = x₍sec₎ × (1 − x₍eau, humide₎)
Si un exemple concret utilise 1 000 ppm de CO₂ sur une base sèche et 2 % d’eau dans le mélange humide, la valeur correspondante sur une base humide est de 980 ppm. Cela découle des deux dénominateurs ; il ne s'agit pas d'un coefficient de compensation du capteur ni d'une condition environnementale recommandée.
Avant d'utiliser la relation, établissez la base de gaz et la quantité d'eau. L'humidité relative à elle seule ne constitue pas la fraction molaire d'eau, et une valeur mesurée ailleurs peut ne pas décrire le gaz échantillonné. La véritable méthode d’échantillonnage et de conditionnement doit également être comprise.
Cette distinction est particulièrement importante lors de la comparaison d'un échantillon de procédé conditionné, d'un gaz de référence et d'un moniteur ambiant. Une différence dans la base de déclaration peut expliquer une partie d’une différence sans prouver que l’un ou l’autre des instruments possède un élément de détection défectueux.
Le guide correspondant à effets de l'humidité sur les lectures du capteur de gaz sépare les changements de composition de la réponse du capteur et de la condensation.
Le pourcentage de concentration est différent du pourcentage de précision
Une concentration de CO₂ de 2 % équivaut à 20 000 ppm sur la même base de fraction. Une spécification de 2 % de la lecture constitue plutôt une contribution relative à une allocation de mesure.
À un point de comparaison de 1 000 ppm, 2 % de la lecture correspond à 20 ppm. Il ne s’agit pas d’une concentration de CO₂ de deux points de pourcentage.
Distinguez également le pourcentage de lecture du pourcentage de pleine échelle. Une valeur supposée de 2 % sur une pleine échelle de 5 000 ppm équivaut à 100 ppm ; cela diffère de 2 % d’une lecture de 1 000 ppm.
Si la spécification ajoute un terme fixe, incluez-le. Pour une hypothèse de ± (50 ppm + 2 % de la lecture), la tolérance à ce point de comparaison de 1 000 ppm est de ± 70 ppm. Ces expressions travaillées ne doivent être attribuées à un appareil que lorsque sa documentation les indique.
Pour plus d'exemples et les conditions de conservation, voir comment lire les spécifications de précision d'un moniteur de CO₂.
La plage du capteur et la plage de précision sont séparées
La plage de sortie d'un capteur ou d'un moniteur vous indique les valeurs qu'il peut représenter. Une allégation de précision particulière peut s'appliquer sur un intervalle plus étroit ou utiliser des conditions et des formules différentes sur toute la plage.
Considérez trois entrées distinctes dans une comparaison d’équipement :
- La plage de rapport ou de sortie.
- L'intervalle couvert par la spécification de performance.
- Les concentrations réelles et les conditions d'échantillonnage pertinentes pour la tâche.
Un affichage qui atteint une valeur élevée ne prouve pas des performances tout aussi utiles à proximité d'une faible concentration. Un moniteur d'ambiance basse gamme ne devient pas un analyseur de processus lorsque son affichage passe de ppm à pourcentage.
Le Fiche technique SCD30, par exemple, documente séparément les sorties de mesure et un intervalle de précision. La lecture du tableau et de ses notes de bas de page est plus informative que la déduction d’une fourchette à partir d’une autre. Cet exemple concerne le composant ; un instrument complet a besoin de sa propre documentation.
Pour les applications impliquant des fractions élevées de CO₂, examinez les exigences réelles du capteur et du système d’échantillonnage. Gasnose Guide de sélection du capteur CO₂ fournit un contexte associé sur les différentes plages d’applications.
La modification de la pression ne redéfinit pas une fraction taupe fixe
Si la composition d'un mélange reste inchangée, exprimer sa quantité de CO₂ par rapport à la quantité totale ne produit pas soudainement une fraction molaire différente simplement parce que le mélange se dilate ou se contracte. Cependant, la masse par volume réel peut changer avec la densité.
Cela ne signifie pas qu’un instrument n’est pas affecté par la pression. Sa réponse de détection physique peut dépendre de la densité du gaz, et sa compensation et ses conditions valides doivent être vérifiées. Séparez la quantité déclarée du comportement de l’instrument utilisé pour la signaler.
Lorsque vous comparez des mesures effectuées dans différentes conditions de pression ou de température, enregistrez les conditions de l'échantillon, la base de sortie et la configuration. N'appliquez pas de coefficient d'altitude ou de température générique copié à partir d'un autre modèle de capteur.
Pour la chaîne de mesure complète, voir Méthodes de mesure du CO₂ et sélection des instruments.
Une lecture ppm à elle seule n’établit pas la qualité ou la sécurité de l’air
L'unité ppm est un moyen d'exprimer une proportion définie. Sa présence sur un écran n'établit pas le but, la validation ou les fonctions de sécurité de cet appareil.
Un canal CO₂ direct vers l’air ambiant peut faciliter l’interprétation des modèles d’occupation et de ventilation. Il ne mesure pas tous les polluants et une seule concentration ne doit pas être considérée comme une limite universelle de réussite/échec pour toutes les pièces. ASHRAE Document de position sur le dioxyde de carbone intérieur explique la nécessité du contexte dans l’évaluation de la ventilation.
Une estimation eCO₂ peut également utiliser la notation ppm tout en représentant un calcul à partir d'autres signaux. L’unité partagée n’en fait pas une mesure directe du CO₂. Vérifiez la méthode de détection et la définition de sortie avant d'utiliser le nombre dans une comparaison.
Les critères d'exposition professionnelle, les exigences en matière de processus et les directives en matière de ventilation des bâtiments répondent à des objectifs différents. Tout critère applicable nécessite son emplacement, sa base temporelle et son contexte d'équipement. Une table de conversion d'unités ne répond à elle seule à aucune de ces exigences.
Conserver les unités et la validité dans l'enregistrement de données
Pour un enregistreur de données, un tableur ou une interface bâtiment-système, conserver suffisamment d’informations pour reproduire l’interprétation :
| Champ d'enregistrement | Pourquoi le conserver ? |
|---|---|
| Appareil et canal | Identifie la méthode de détection et la sortie réelle |
| Valeur numérique et unité | Empêche le mélange des ppm et des pourcentages |
| Base de fraction ou de concentration | Distingue les quantités molaires, volumiques et massiques |
| Convention humide ou sèche | Identifie si l'eau est incluse |
| Horodatage et moyenne | Rend les comparaisons d'événements significatives |
| Conditions | Décrit la pression, la température et l'état de l'échantillon pertinents |
| Indicateurs d'état | Sépare les données valides du démarrage, du défaut ou du dépassement de plage |
| Configuration et révision | Identifie les conventions de mise à l'échelle et de traitement |
Si un canal devient invalide, conservez son état plutôt que de traiter une valeur numérique par défaut comme une mesure réussie. Un nombre peut tenir dans une colonne sans représenter l’échantillon de gaz attendu par l’utilisateur.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce que 1 000 ppm de CO₂ en pourcentage ?
Il est de 0,1 % lorsque la base de la fraction est inchangée. Divisez la valeur ppm par 10 000.
Combien de ppm font 1% de CO₂ ?
Un pour cent équivaut à 10 000 ppm sur la même base de fraction. Multipliez la valeur en pourcentage par 10 000.
400 ppm signifie-t-il toujours le niveau de CO₂ extérieur ?
Non. Il s’agit d’une valeur fractionnaire numérique et non d’une mesure extérieure intemporelle. Le contexte réel et la convention de base de l’instrument nécessitent leur propre contexte.
Le ppm est-il identique à mg/m³ ?
Non. Une fraction gazeuse et une concentration massique sont des quantités différentes. Une conversion nécessite les conditions moléculaires et volumiques appropriées.
Le ppmv est-il toujours exactement identique à une fraction molaire ?
Leur correspondance familière utilise une convention de volume de gaz parfait. Pour un étalonnage précis ou des conditions non idéales, conserver la quantité et la définition fournies par la méthode ou le fabricant.
Pourquoi les valeurs de la base humide et de la base sèche peuvent-elles différer ?
Ils utilisent des dénominateurs différents pour le même composant. La vapeur d'eau est incluse dans le mélange humide et exclue de la déclaration sur la matière sèche.
Les unités d’un moniteur peuvent-elles prouver qu’il mesure directement le CO₂ ?
Non. Une production d’eCO₂ estimée peut également être affichée en ppm. Identifiez le capteur et le chemin de calcul documenté.
Une plage de mesure plus large s’avère-t-elle meilleure ?
Non. Comparez les concentrations et les conditions couvertes par la déclaration de performance réelle, ainsi que l’utilisation prévue de l’instrument complet.
La règle d’interprétation utile
Lire un nombre de CO₂ comme valeur + quantité + base + conditions de l'échantillon + état de l'instrument. Convertissez les ppm et les pourcentages uniquement une fois que ces significations sont claires. Cela évite qu’un simple calcul d’unité ne devienne une comparaison incorrecte de différentes mesures.
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Commentaires (4)
[…] notation de concentration, voir la signification du CO₂ ppm et le pourcentage de conversion. Cette notation décrit comment une quantité définie est exprimée ; il ne peut pas établir quelle quantité […]
[…] Le NDIR mesure une réponse optique au gaz dans la cellule. L'affichage final peut utiliser des ppm ou des pourcentages, selon l'application et la plage spécifiée. Pour les unités de rapport, voir CO₂ ppm, pourcentage de conversion et plages de capteurs. […]
[…] la fraction massique et mg/m³ sont des quantités différentes. Les bases de gaz humides et sèches diffèrent également. Notre explication en ppm et pourcentage de CO₂ montre la conversion et pourquoi la base doit voyager avec le […]
[…] At other water fractions, the correction changes. Do not use the 2% example as a fixed field adjustment. Measure or otherwise establish the water-vapor mole fraction and follow the instrument's own reporting definition. For a wider unit explanation, see CO₂ ppm and percent conversion. […]