民用核生化空气染毒监测仪MYTD6000

对未来空气质量检测的展

 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视 ，对各种有毒、有害气 体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对 气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的*应用为 气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微 机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智 能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自 动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。

检测空⽓质量的颗粒物传感器介绍以及⼯作原理

 颗粒物（简称为“PM"）是悬浮固体颗粒与⼩液滴的混合物，可被吸⼊体内并可能导致严重健康问题。PM 包括特性（即形状、光学属性、尺⼨和成分）各异的各种颗粒，但*常见的是按粒径分为⼏个⼦类。不同类别的颗粒物通常按照普通命名法“PMx"进⾏报告，其中“x"指悬浮颗粒混合物或“⽓溶胶"中的*⼤颗粒直径。例如，PM2.5 通常指直径为 2.5 微⽶及更⼩的可吸⼊颗粒，PM10 指直径为 10 微⽶及更⼩的颗粒，等等。为了评估我们呼吸的空⽓质量，各国政府曾将特定颗粒物种类 PM10 和 PM2.5 定为重要的监测指标 , 。这是因为PM10 颗粒会刺激眼睛和喉咙等外露器官黏膜，PM2.5 颗粒会⼀路通过肺部进⼊肺泡。PM1.0 和 PM4.0 等新颗粒物种类也将列⼊空⽓质量监测设备的监测范围。这些新的测量结果可以为传统的 PM10 和 PM2.5 指标提供其它补充信息，以便进⾏更好的颗粒污染分析以及根据检测的⽓溶胶类型（例如室内尘埃与烟雾）研发适⽤于特定环境的监测设备。

 颗粒物⼀般定义包括粒径不⼩于 100 纳⽶的颗粒。⽽⼩于 100 纳⽶的颗粒则按“超微颗粒"（或“UFP"）进⾏报告，本⽂将不予论述。在上述颗粒物定义范围内 — 包括粒径从 0.1 到 10 微⽶的颗粒，颗粒越⼩，它们便能越深⼊地穿过我们的呼吸道进⼊⾎液中，给我们的健康带来更⼤的危害。世界卫⽣组织 (WHO) 将悬浮颗粒物报告为 1 类致癌物和⼈类健康⾯临的*⼤环境风险，每年约有 1/9 的死亡⼈群是因其⽽丧⽣。上图显⽰了常见污染源的粒径范围，包括清⼈们曾⽤“质量浓度"（单位：µg/m3）测量 PM 值。这背后的原因在于，传统上*为准确的 PM 测量⽅法是重量测定法。这种测量程序利⽤预先称重的过滤器收集周围环境中按粒径进⾏预分类的颗粒（例如让粒径⼩于 2.5 微⽶的所有颗粒进⼊）。在采样期（通常为 24 ⼩时）结束之际，对过滤器进⾏称重，确定集聚的颗粒物总重量（单位为µg）。然后⽤过滤器质量增⼤值除以空⽓在 24 ⼩时通过过滤器的总体积，得到质量浓度（单位为 µg/m3）。虽然长期以来重量测定法⼀直被视为*准确的质量浓度测定⽅法，但这种⽅法在⽇常应⽤的普及当中存在某些限制，诸如：测量仪器笨重，价格昂贵，每次测量只能处理⼀种 PM 粒径（例如 PM2.5），⽆法进⾏实时采样，⽽且⽆法输出颗粒计数。因此，实时光学颗粒计数器 (OPC) 逐渐进⼊了空⽓质量监测市场。这种仪器基于不同的光学原理 — 通常是散射或吸收原理，其中*常⽤的光线散射。在 OPC 中，颗粒通过光源（通常是激光束），使⼊射光产⽣散射（或吸收）。然后散射光被光电⼆极管检测到，转化为实时颗粒计数和质量浓度值。

 ⽬前，光学检测是应⽤*为⼴泛的技术。这是因为光学检测易于使⽤，⽽且具有⽆与伦⽐的性价⽐。近年来，OPC 已经⼩型化⾄⾜以集成到空调设备、空⽓质量监测器和空⽓净化器当中，可⽤于调节和控制家庭、汽车和室外环境的空⽓质量。

 虽然 OPC 的基本原理看起来很简单，但从实施⾓度看，并⾮所有 OPC 都以相同⽅式⼯作，其测量的空⽓质量主要取决于设备⼯程设计。光学原理对计算颗粒数量⾮常有效，但这种设备主要⽤于估算颗粒物质量浓度，⽽且由于颗粒物具有不同光学属性（例如形状和颜⾊）及不同质量密度，导致设备容易产⽣估算误差。因此质量估算好坏在很⼤程度上取决于⽣产商将测得光学信号转化为颗粒物质量浓度的算法。此外，内部⽓流⼯程对传感器精度和漂移也有显著影响，因为颗粒很容易积聚在光学元件（激光器、光电⼆极管、束流捕集器）上，如果⼯程设计不当，就会导致元件性能随时间流失⽽逐渐下降。

⼯作原理

虽然 OPC 的基本原理看起来很简单，但从实施⾓度看，并⾮所有 OPC 都以相同⽅式⼯作，其测量的空⽓质量主要取决于设备⼯程设计。光学原理对计算颗粒数量⾮常有效，但这种设备主要⽤于估算颗粒物质量浓度，⽽且由于颗粒物具有不同光学属性（例如形状和颜⾊）及不同质量密度，导致设备容易产⽣估算误差。因此质量估算好坏在很⼤程度上取决于⽣产商将测得光学信号转化为颗粒物质量浓度的算法。此外，内部⽓流⼯程对传感器精度和漂移也有显著影响，因为颗粒很容易积聚在光学元件（激光器、光电⼆极管、束流捕集器）上，如果⼯程设计不当，就会导致元件性能随时间流失⽽逐渐下降。