CO₂ ppm berarti karbon dioksida bagian per juta. Jika ppm mewakili fraksi mol, 1.000 ppm berarti 1.000 molekul CO₂ per juta molekul campuran gas yang dinyatakan. Itu adalah sebagian kecil dari 0,001, atau 0,1% dengan dasar yang sama.
Angka tersebut menggambarkan suatu proporsi, bukan skor kualitas udara universal. Untuk menafsirkan pembacaan instrumen, identifikasi juga apakah instrumen tersebut melaporkan CO₂ secara langsung, dasar fraksi apa yang digunakan, apakah uap air disertakan, dan di mana spesifikasi kinerjanya berlaku.
Perhitungan antara ppm dan persen sangatlah mudah. Kebanyakan kesalahan interpretasi terjadi ketika dasar pengukuran, kondisi sampel, atau keluaran instrumen berubah tanpa dicatat.
Yang dimaksud dengan Sejuta Bagian
Untuk pengukuran fraksi mol, pembilangnya adalah jumlah CO₂ dan penyebutnya adalah jumlah total campuran yang ditentukan. Jumlah dapat dipahami sebagai mol atau, setara dengan rasio ini, jumlah molekul.
Fraksi CO₂ = jumlah CO₂ ÷ jumlah campuran
Mengalikan pecahan tersebut dengan satu juta menghasilkan nilai numeriknya dalam ppm. Jika campuran mengandung 0,001 CO₂, nilai numeriknya adalah 1.000 ppm.
Dasarnya harus tetap melekat pada nomor tersebut. “Bagian” dapat merujuk pada massa, jumlah zat, atau konvensi volume tertentu. Rasio tersebut tidak dapat dipertukarkan hanya karena masing-masing dapat dinyatakan dengan bagian per notasi.
NOAA Penjelasan pengukuran CO₂ menggunakan fraksi mol di udara kering untuk pengukuran atmosfernya. Hal ini merupakan konvensi pelaporan yang ditetapkan, dan bukan merupakan instruksi bahwa setiap pemantau komersial harus melaporkan nilai udara kering.
Ubah CO₂ ppm menjadi Persen
Berdasarkan pecahan yang sama:
Persen = ppm 10.000
ppm = persen × 10.000
Alasannya adalah persen mewakili satu bagian dalam seratus, sedangkan ppm mewakili satu bagian dalam sejuta. Oleh karena itu, satu persen mengandung 10.000 bagian per juta.
| Fraksi CO₂ dinyatakan dalam ppm | Pecahan yang sama dinyatakan dalam persen |
|---|---|
| 400ppm | 00,04% |
| 500ppm | 00,05% |
| 1.000 ppm | 00,1% |
| 2.000ppm | 00,2% |
| 5.000ppm | 00,5% |
| 10.000 ppm | 1% |
| 20.000ppm | 2% |
Ini adalah contoh konversi pecahan. Baris-baris tersebut tidak menetapkan efek kesehatan, kecukupan ventilasi, atau instrumen yang sesuai pada nilai apa pun.
Konversi mengubah notasi numerik; itu tidak meningkatkan akurasi pengukuran atau mengubah gas sampel. Nilai tercatat sebesar 0,1% dan salah satu dari 1.000 ppm menggambarkan fraksi yang sama hanya jika kuantitas dasar dan dasar pelaporannya cocok.
Untuk kejelasan dalam spreadsheet atau ekspor data, simpan unit di bidang khusus. Jangan mencampur nilai numerik seperti 0,1 dan 1.000 dalam satu kolom tanpa mengidentifikasi apakah masing-masing nilai tersebut persen atau ppm.
Fraksi Mol dan Fraksi Volume Memerlukan Konvensi yang Dinyatakan
Untuk gas ideal pada suhu dan tekanan yang sama, proporsi volume suatu campuran sesuai dengan proporsi molnya. Perkiraan umum tersebut menjelaskan mengapa literatur gas sering menggunakan ppmv atau persen volume ketika membahas fraksi gas.
Untuk pekerjaan yang presisi, simpan definisi pabrikan atau metode referensi. Perilaku gas nyata, kondisi tekanan, dan cara penentuan volume dapat berpengaruh. Jangan secara diam-diam mengganti fraksi volume dengan nilai fraksi mol yang telah disertifikasi dalam catatan spesifikasi atau kalibrasi.
Itu Panduan NIST untuk SI merekomendasikan deskripsi kuantitas dan rasio satuan yang eksplisit, dan mencegah penggunaan singkatan bagian per yang ambigu dalam pelaporan SI formal. Untuk fraksi mol, μmol/mol adalah bentuk eksplisit yang berguna: 1.000 μmol/mol secara numerik setara dengan 1.000 ppm pada basis mol tersebut.
Tampilan komersial mungkin masih menggunakan ppm karena notasinya sudah familiar. Persyaratan praktisnya adalah mendokumentasikan arti tampilan tersebut dan mempertahankan definisinya saat membandingkannya dengan instrumen lain atau sertifikat gas.
ppm Bukan Secara Otomatis Merupakan Konsentrasi Massa
Pecahan dan massa per volume menjawab pertanyaan yang berbeda. Fraksi mol menanyakan berapa bagian campuran yang mengandung CO₂. Konsentrasi massa menanyakan berapa banyak massa CO₂ yang menempati suatu volume dalam kondisi tertentu.
| Kuantitas | Apa yang dibandingkan? | Contoh notasi |
|---|---|---|
| Fraksi mol | Jumlah CO₂ terhadap jumlah total campuran | mol/mol atau mol/mol |
| Fraksi massa | Massa CO₂ terhadap massa campuran total | kg/kg atau mg/kg |
| Fraksi volume | Volume komponen berdasarkan konvensi yang ditentukan untuk volume campuran | Fraksi volume yang dinyatakan |
| Konsentrasi massa | Massa CO₂ terhadap volume sampel | mg/m³ |
Oleh karena itu, nilai ppm berdasarkan mol secara numerik tidak sama dengan nilai ppm berdasarkan massa. Mengonversi keduanya memerlukan informasi tentang campuran gas, termasuk massa molar yang relevan dengan definisinya.
Untuk konsentrasi massa yang dihitung dari fraksi mol gas ideal, tekanan, suhu absolut, dan massa molar CO₂ mempunyai hubungan. Dalam kumpulan unit yang konsisten:
Konsentrasi massa = fraksi mol × p × M (R × T)
Di sini p adalah tekanan, T adalah suhu absolut, M adalah massa molar CO₂ dan R adalah konstanta gas. Unit keluaran yang diperlukan menentukan konversi unit di sekitar ekspresi tersebut.
Sebagai ilustrasi numerik, pada 25°C dan 101,325 Pa, 1 ppm CO₂ berdasarkan mol gas ideal adalah sekitar 1,80 mg/m³. Itu Entri NIOSH CO₂ mencantumkan nilai konversi yang dibulatkan sama. Ini bukan pengali universal untuk setiap tekanan, suhu atau gas.
Jika laporan menunjukkan mg/m³, tanyakan apakah volume mengacu pada kondisi aktual atau kondisi referensi yang ditentukan. Dua nilai konsentrasi massa dengan kondisi volume berbeda tidak boleh dibandingkan seolah-olah kondisinya identik.
Basis Pelaporan Basah dan Kering Ubah Penyebutnya
Uap air dapat dimasukkan ke dalam campuran gas total atau dikeluarkan dari penyebut yang digunakan untuk melaporkan komponen lainnya. Hal ini biasa disebut dengan basis pelaporan basah dan kering.
Untuk campuran ideal dengan fraksi air yang diketahui:
x₍basah₎ = x₍kering₎ × (1 − x₍air, basah₎)
Jika contoh yang dikerjakan menggunakan 1.000 ppm CO₂ pada basis kering dan 2% air pada campuran basah, nilai basis basah yang sesuai adalah 980 ppm. Ini mengikuti dua penyebut; ini bukan koefisien kompensasi sensor atau kondisi lingkungan yang direkomendasikan.
Sebelum menggunakan hubungan, tentukan basis gas dan kuantitas air. Kelembapan relatif saja bukan merupakan fraksi mol air, dan nilai yang diukur di tempat lain mungkin tidak menggambarkan gas sampel. Metode pengambilan sampel dan pengkondisian yang sebenarnya juga harus dipahami.
Perbedaan ini sangat penting ketika membandingkan sampel proses yang dikondisikan, gas referensi, dan monitor ambien. Perbedaan dalam dasar pelaporan dapat menjelaskan sebagian perbedaan tersebut tanpa membuktikan bahwa salah satu instrumen mempunyai elemen penginderaan yang salah.
Panduan terkait untuk efek kelembaban pada pembacaan sensor gas memisahkan perubahan komposisi dari respons sensor dan kondensasi.
Persentase Konsentrasi Berbeda Dengan Akurasi Persentase
Konsentrasi CO₂ 2% adalah 20.000 ppm pada basis fraksi yang sama. Spesifikasi 2% pembacaan merupakan kontribusi relatif terhadap tunjangan pengukuran.
Pada titik perbandingan 1.000 ppm, 2% pembacaan adalah 20 ppm. Ini bukan konsentrasi CO₂ dua poin persentase.
Bedakan juga persentase membaca dari persentase skala penuh. Asumsi 2% dari skala penuh 5.000 ppm bernilai 100 ppm; yang berbeda dari 2% dari pembacaan 1.000 ppm.
Jika spesifikasi menambahkan istilah tetap, sertakan istilah tersebut. Untuk asumsi ±(50 ppm + 2% pembacaan), batas pada titik perbandingan 1.000 ppm tersebut adalah ±70 ppm. Ekspresi yang berfungsi ini hanya boleh ditetapkan ke perangkat jika dokumentasinya menyatakannya.
Untuk contoh lebih lanjut dan ketentuan yang perlu dipertahankan, lihat cara membaca spesifikasi akurasi monitor CO₂.
Rentang Sensor dan Rentang Akurasi Terpisah
Rentang keluaran sensor atau monitor memberi tahu Anda nilai apa yang dapat diwakilinya. Klaim akurasi tertentu mungkin berlaku pada interval yang lebih sempit atau menggunakan kondisi dan rumus yang berbeda pada rentang tersebut.
Pertimbangkan tiga entri terpisah dalam perbandingan peralatan:
- Kisaran yang dapat dilaporkan atau keluaran.
- Interval yang dicakup oleh spesifikasi kinerja.
- Konsentrasi aktual dan kondisi sampel yang relevan dengan tugas.
Tampilan yang mencapai nilai tinggi tidak membuktikan kinerja yang berguna pada konsentrasi rendah. Monitor ruangan dengan jangkauan rendah tidak menjadi penganalisis proses ketika tampilannya diubah dari ppm ke persen.
Itu lembar data SCD30, misalnya, secara terpisah mendokumentasikan keluaran pengukuran dan interval akurasi. Membaca tabel dan catatan kakinya lebih informatif daripada menyimpulkan rentang tertentu dari rentang lainnya. Contoh tersebut menyangkut komponen; instrumen yang lengkap memerlukan dokumentasinya sendiri.
Untuk aplikasi yang melibatkan fraksi CO₂ tinggi, tinjau sensor aktual dan persyaratan sistem sampel. milik Gasnose Panduan pemilihan sensor CO₂ memberikan konteks terkait pada rentang aplikasi yang berbeda.
Mengubah Tekanan Tidak Mendefinisikan Ulang Fraksi Mol Tetap
Jika komposisi suatu campuran tidak berubah, menyatakan jumlah CO₂ relatif terhadap jumlah total tidak secara tiba-tiba menghasilkan fraksi mol yang berbeda hanya karena campuran tersebut memuai atau menyusut. Namun, massa per volume sebenarnya dapat berubah seiring dengan kepadatan.
Itu tidak berarti suatu instrumen tidak terpengaruh oleh tekanan. Respons penginderaan fisiknya mungkin bergantung pada kepadatan gas, dan kompensasi serta kondisi validnya harus diperiksa. Pisahkan kuantitas yang dilaporkan dari perilaku instrumen yang digunakan untuk melaporkannya.
Saat membandingkan pengukuran yang dilakukan pada kondisi tekanan atau suhu yang berbeda, catat kondisi sampel, basis keluaran, dan konfigurasi. Jangan menerapkan koefisien ketinggian atau suhu umum yang disalin dari model sensor lain.
Untuk rantai pengukuran lengkap, lihat Metode pengukuran CO₂ dan pemilihan instrumen.
Pembacaan ppm saja tidak menentukan kualitas atau keamanan udara
Satuan ppm adalah cara untuk menyatakan proporsi tertentu. Kehadirannya di layar tidak menentukan tujuan, validasi, atau fungsi keselamatan perangkat tersebut.
Saluran CO₂ udara ruangan langsung dapat mendukung interpretasi pola hunian dan ventilasi. Hal ini tidak mengukur setiap polutan, dan konsentrasi tunggal tidak boleh dianggap sebagai batas lulus/gagal universal untuk semua ruangan. milik ASHRAE Dokumen posisi Karbon Dioksida Dalam Ruangan menjelaskan perlunya konteks dalam penilaian ventilasi.
Perkiraan eCO₂ juga dapat menggunakan notasi ppm sambil mewakili perhitungan dari sinyal lain. Satuan bersama tidak menjadikannya pengukuran CO₂ langsung. Periksa metode penginderaan dan definisi keluaran sebelum menggunakan nomor tersebut dalam perbandingan.
Kriteria paparan di tempat kerja, persyaratan proses, dan panduan ventilasi gedung memiliki tujuan yang berbeda. Kriteria apa pun yang berlaku memerlukan lokasi, basis waktu, dan konteks peralatan. Tabel konversi unit tidak menyediakan satu pun persyaratan tersebut dengan sendirinya.
Simpan Unit dan Validitas dalam Catatan Data
Untuk pencatat data, spreadsheet, atau antarmuka sistem bangunan, simpan informasi yang cukup untuk mereproduksi interpretasi:
| Bidang rekaman | Mengapa mempertahankannya? |
|---|---|
| Perangkat dan saluran | Mengidentifikasi metode penginderaan dan keluaran aktual |
| Nilai numerik dan satuan | Mencegah ppm dan persen tercampur |
| Dasar pecahan atau konsentrasi | Membedakan besaran mol, volume, dan massa |
| Konvensi basah atau kering | Mengidentifikasi apakah air disertakan |
| Stempel waktu dan rata-rata | Menjadikan perbandingan peristiwa bermakna |
| Kondisi | Menjelaskan tekanan, suhu, dan keadaan sampel yang relevan |
| Bendera status | Memisahkan data valid dari startup, kesalahan, atau rentang berlebih |
| Konfigurasi dan revisi | Mengidentifikasi konvensi penskalaan dan pemrosesan |
Jika saluran menjadi tidak valid, pertahankan statusnya daripada menganggap nilai numerik default sebagai pengukuran yang berhasil. Suatu angka dapat memuat satu kolom namun gagal mewakili sampel gas yang diharapkan pengguna.
Pertanyaan yang sering diajukan
Berapa persen 1.000 ppm CO₂?
Ini adalah 0,1% ketika basis pecahan tidak berubah. Bagilah nilai ppm dengan 10.000.
Berapa ppm 1% CO₂?
Satu persen adalah 10.000 ppm dengan basis fraksi yang sama. Kalikan nilai persennya dengan 10.000.
Apakah 400 ppm selalu berarti tingkat CO₂ di luar ruangan?
Tidak. Ini adalah nilai pecahan numerik, bukan pengukuran luar ruangan yang abadi. Latar belakang aktual dan konvensi dasar instrumen memerlukan konteks tersendiri.
Apakah ppm sama dengan mg/m³?
Tidak. Fraksi gas dan konsentrasi massa merupakan besaran yang berbeda. Konversi memerlukan kondisi molekul dan volume yang sesuai.
Apakah ppmv selalu sama persis dengan fraksi mol?
Korespondensi mereka yang familiar menggunakan konvensi volume gas ideal. Untuk kalibrasi yang tepat atau kondisi yang tidak ideal, pertahankan kuantitas dan definisi yang diberikan oleh metode atau pabrikan.
Mengapa nilai basis basah dan basis kering dapat berbeda?
Mereka menggunakan penyebut berbeda untuk komponen yang sama. Uap air dimasukkan ke dalam campuran basah dan dikeluarkan dari dasar pelaporan kering.
Bisakah unit monitor membuktikan bahwa ia mengukur CO₂ secara langsung?
Tidak. Perkiraan keluaran eCO₂ juga dapat ditampilkan dalam ppm. Identifikasi sensor dan jalur perhitungan yang terdokumentasi.
Apakah rentang pengukuran yang lebih besar membuktikan kinerja yang lebih baik?
Tidak. Bandingkan konsentrasi dan kondisi yang tercakup dalam klaim kinerja sebenarnya, serta tujuan penggunaan instrumen secara keseluruhan.
Aturan Interpretasi yang Berguna
Bacalah bilangan CO₂ sebagai nilai + kuantitas + dasar + kondisi sampel + status instrumen. Konversikan ppm dan persen hanya setelah maknanya jelas. Hal ini menjaga penghitungan satuan sederhana agar tidak menjadi perbandingan pengukuran yang berbeda yang salah.