低コスト半導体センサーを使用したメタン測定のためのポータブルデバイス：開発、キャリブレーションおよび環境応用

メタンは主要な温室効果ガスであり、対流圏オゾンの前駆体です。ほとんどのメタンの発生源は人為的活動に関連しています。メタンの発生源はよく知られており、そのモニタリングは一般に高額なガス分析計を使用し、高い運用コストがかかります。多くの研究がメタン濃度を測定する代替手段として低コストのガスセンサーの使用を調査していますが、信頼性のある測定を確保するためにはさらなる開発が必要な分野です。本研究では、低濃度範囲でメタンを測定するための低コストのプラットフォームを開発し、2つの異なる環境でその性能を継続的に評価し、改善しました。メタンセンサーは、酸化スズ（SnO2）を基盤とした金属酸化物半導体（MOS）であるFigaro TGS2600でした。最初の段階では、多点キャリブレーションを経て小反芻動物の厩舎でモニタリングプラットフォームを適用しました。2回目の段階では、システムは多ガス分析計（Gasera One Pulse）と共に廃水処理プラントで使用されました。低コストセンサーのキャリブレーションは、2つのデバイスの読み取り値の関係に基づいていました。温度と相対湿度も測定され、これらの変数がセンサー信号に与える影響を最小限に抑えるための補正が行われ、センサーの性能向上のためにアクティブな換気システムが使用されました。システムは、両方の場所で信頼性のある空間的および時間的パターンに従って低いメタン濃度を測定できることが証明されました。WWTPでも両方の測定システム間で非常に類似した挙動が明確に認識されました。一般的に、低コストシステムはさまざまな環境条件下で良好な性能を示し、少なくともスクリーニングモニタリングシステムとして良い代替手段であることが示されました。