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日常生活中如家務(wù)活動(dòng)、人員走動(dòng)、烹飪、抽煙、打印等各種生活及辦公活動(dòng)都會(huì)或多或少增加室內(nèi)粉塵顆粒物濃度;另外,寵物、室內(nèi)各種裝飾表面的散發(fā)以及室內(nèi)環(huán)境中滋生的各種微生物也都是室內(nèi)產(chǎn)生顆粒物的來源。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)研究數(shù)據(jù),烹飪過程中每分鐘產(chǎn)生可吸入顆粒物4.1±1.6mg,其中PM2.5約占40%,數(shù)量為1.7±0.6mg,烹飪活動(dòng)產(chǎn)生的顆粒物粒徑絕大多數(shù)在0.5μm以下。辦公室等環(huán)境中香煙燃燒釋放的顆粒約占室內(nèi)顆粒的50%-80%,在會(huì)議室和休息室中則高達(dá)80%-90%,香煙燃燒每分鐘可釋放細(xì)小顆粒1.67mg,其中粒徑小于2.5μm的顆粒的計(jì)重發(fā)生率為0.99mg/min,1μm以下顆粒的計(jì)數(shù)發(fā)生率為1.92×1011個(gè)/min。室內(nèi)污染物之間如臭氧和萜烯通過化學(xué)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生新的顆粒物,使室內(nèi)顆粒物的濃度增加2.5-5.5μg/m3左右。
1、粉塵顆粒物為什么要檢測(cè)
顆粒物粉塵經(jīng)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體后,沉積在人體的部分顆粒物由顆粒物的粒徑大小決定,粒徑越小進(jìn)入人體的部位越深,進(jìn)而影響人體心臟和大腦等重要器官的健康。
①、2.5-10μm的粗顆粒物沉積在上呼吸系統(tǒng)如咽喉和氣管等部位;
②、1-2.5μm的細(xì)顆粒物沉積在下呼吸系統(tǒng)如支氣管等;
③、0.1-1μm的更細(xì)顆粒物能夠進(jìn)入人體肺部
④、小于0.1μm的超細(xì)顆粒物則能直接穿透肺泡進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)。
其中顆粒物的粒徑越小,對(duì)應(yīng)的數(shù)量濃度和總表面積越大,相對(duì)而言其表面能夠吸附的有機(jī)污染物(如多環(huán)芳烴)、酸性氧化物、重金屬、病毒和真菌等有毒有害的物質(zhì)就會(huì)越多,因此顆粒物的粒徑越小,其對(duì)人體健康的危害程度就越大。
粉塵顆粒物防治主要分為檢測(cè)和治理兩個(gè)方面,只有實(shí)現(xiàn)了環(huán)境粉塵的有效檢測(cè),才能有針對(duì)性地實(shí)施治理方案,從而改善人們的生活及工作環(huán)境,遠(yuǎn)離空氣污染粒子的危害。
2、粉塵顆粒物濃度檢測(cè)方法
①、紅外光散射法測(cè)量粉塵質(zhì)量濃度,目前國內(nèi)外測(cè)量方法大致可以分為稱重法、光散射法、β射線法等等。這幾種方法中,光散射法具有檢測(cè)速度快、重復(fù)性好、數(shù)據(jù)處理及時(shí)等優(yōu)勢(shì),在粉塵濃度檢測(cè)中得到廣泛運(yùn)用。光散射是指光纖通過不均勻的介質(zhì)而偏離其原來的傳播方向并散開到所有方向的現(xiàn)象。粉塵顆粒通過光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生散射光,顆粒大時(shí)散射光信號(hào)強(qiáng),散射光光強(qiáng)與顆粒粒徑成正比。光通過介質(zhì)時(shí),會(huì)與介質(zhì)發(fā)生相互作用,除了被介質(zhì)散射外,還會(huì)被介質(zhì)吸收,其中吸收關(guān)系符合紅外吸收的朗伯比爾定律。當(dāng)平行光通過均勻介質(zhì)時(shí),以朗伯比爾定律為基礎(chǔ),通過測(cè)量入射光強(qiáng)和出射光強(qiáng),經(jīng)過計(jì)算得到粉塵濃度。
②、小粒徑的顆粒物檢測(cè),由上圖可知,在人們的日常生活中,會(huì)產(chǎn)生部分小粒徑室內(nèi)污染物質(zhì)。傳統(tǒng)的紅外粉塵檢測(cè)技術(shù)只可檢測(cè)到1μm以上的顆粒,僅用加熱電阻來推動(dòng)采樣氣流,采樣數(shù)較少,數(shù)據(jù)計(jì)算完全交由上機(jī)位進(jìn)行,測(cè)量精度相對(duì)不足。隨著紅外光源、傳感器技術(shù)研究的深入,行業(yè)內(nèi)對(duì)紅外粉塵傳感器進(jìn)行了改良升級(jí),研發(fā)出一種能對(duì)小粒徑顆粒物進(jìn)行精確檢測(cè)的紅外粉塵檢測(cè)技術(shù)。
3、GDS06紅外pm2.5傳感器
GDS06紅外PM2.5粉塵傳感器利用光學(xué)散射的原理,獲取顆粒物濃度大小。因?yàn)槲⒘:头肿釉诠獾恼丈湎聲?huì)產(chǎn)生光的散射現(xiàn)象,與此同時(shí)還會(huì)吸收部分照射光的能量。當(dāng)一束平行單色光入射到被測(cè)顆粒場(chǎng)時(shí),會(huì)受到顆粒周圍散射和吸收的影響,光強(qiáng)將被衰減??汕蟮萌肷涔馔ㄟ^待測(cè)濃度場(chǎng)的相對(duì)衰減率。而相對(duì)衰減率的大小基本上能線性反應(yīng)待測(cè)場(chǎng)灰塵的相對(duì)濃度。光強(qiáng)的大小和經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)強(qiáng)弱成正比,通過測(cè)得電信號(hào)就可以求得相對(duì)衰減率,進(jìn)而就可以測(cè)定待測(cè)場(chǎng)里灰塵的濃度,再應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行PWM、UART 通信。
勒夫邁紅外傳感器應(yīng)用領(lǐng)域:空調(diào),空氣凈化器,車載凈化設(shè)備,便攜檢測(cè)儀,新風(fēng)系統(tǒng),智能檢測(cè)儀等。