传感器在室内环境空气质量检测中的应用

发表时间:2021/4/29   来源:《科学与技术》2021年29卷3期   作者:卞伟鸣
[导读] 面对我国居民对室内环境空气质量日益重视
        卞伟鸣
        江苏省建筑工程质量检测中心有限公司,江苏 南京 210000
        摘要:面对我国居民对室内环境空气质量日益重视,而且出现的亟待解决的室内空气污染等问题,我们必须要对赖以生存的生活环境采取了必要的保护工作,一个方面,从宏观生态角度来看,就是要提高地球的总体空气质量;另一个方面,更要在微观的细节之上做好对于室内空气污染值当中的测量工作,以便能够及时采取了相应的措施对于污染源进行了控制与预防,从根本之上解决了室内空气之中的污染等问题,为了居民营造了一个舒适、健康的居住环境。因此,为了保证室内环境空气对人体没有危害,就要做好相应的质量检测与治理工作。本文将简要分析在室内环境空气质量检测工作中,空气采集传感器的主要应用。
        关键词:空气质量检测;传感器;装置应用;未来展望
        引言
        我们在对于室内的空气质量进行了控制与检测时,要单靠人类的五官感觉是无法完成的,只有借助了相关的感官装置——传感器才可以对于室内空气质量进行了准确的检测。因此,对于空气质量的检测来说,传感器就是其最为有力的,而且必不可少的检测武器。
        1 室内环境污染背景
        当今社会中人类正在面临着“光化学烟雾污染”、“煤烟污染”之后,其中又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国的专家对于采集的样品检测之后则发现,在室内的空气当中存在着五百多种挥发性的有机物,其中的致癌物质就有二十多余种,致病的病毒二百多余种。其中危害比较大的主要有:甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氡、三氯乙烯、氨以及酯等。大量触目惊心的事实证实了,室内的空气污染已经成为了危害人类健康的“隐形杀手”,也成为了全世界各国所共同关注的问题。据相关数据来统计,全球将近一半的人处于了室内空气的污染当中,室内环境的污染已经引起了35.7%的呼吸道疾病,15%的气管炎与22%的慢性肺病、肺癌与支气管炎等。
        2 对室内空气质量进行检测的必要性
        由于近年来,建筑家装市场使用的家居板材质量参差不齐,劣质的家具板材,是我们采集样品过程中发现的室内空气质量下降的污染源头,进而对人们的身体健康造成了严重的威胁,甚至能让长期处于已污染环境的人,由此患上不治之症。因此,室内空气质量的监测已经成为人们日常生活的关注点。在此过程中,通过利用相关的检测仪器和先进的技术设备对室内空气采集数据进行检测和数据分析,其中包括建筑物的内部和人们的居住环境等显得尤为重要。经过测量可以得出一定的空气污染数值。有利于人们找到缓解室内空气污染的措施。由于空气是人们的生存和发展必不可少的因素,如果空气受到污染就会对人们身体产生严重的影响。只有加强对室内空气的检测,才能了解到何时室内环境需要改善,进而采取一些改善方法。这是一种对人们自身健康负责的表现。
        3 对室内空气质量提供检测服务的设想
        (1)要对室内的空气质量进行调查。其中包括人们的居住环境以及办公环境,尤其是对于密闭空间是进行室内空气质量检测工作,获得的典型数据具有一定的代表性。
        (2)要对室内空气质量检测设备进行了解,然后要进行引进有针对性的检测设备,这样才能加强对室内空气质量的检测力度。
        (3)对于室内空气质量检测工作来说,需要我们每个公民的参与,对于依赖的生存环境要尤为重视。因此作为检测工作的服务者,我们要做好宣传和推广工作。在此过程中,应该先有气象部门和环保部门联合建立行之有效地管理机制。根据相关的规定来进行室内空气质量检测工作。


        4 传感器在室内环境空气质量检测中的应用
        在对于上文之中所提到的主要室内环境的污染物进行了检测的过程之中,还可以应用到传感器,在室内环境的空气质量检测当中传感器可以保证了检测的质量,并且提高了检测的效率,其主要的应用方面有以下几种:
        4.1  TH-110E大气采样器(便携式)
        是一款双通道微小流量的自动恒流型的采样器,采样器由于微电脑来控制,从而实现了在采样过程中的全程智能化,自动控制,全中文的界面,体积自动的换算,携带且便携,操作简便且可靠。其中主要用于室内环境的检测、卫生防疫站、工矿的企业以及科研院所等部门对于环境空气的现场采样。
        4.2  HS05C测氡仪
        是携带式、智能化、新一代辐射防护检测仪表。它基于常温常压空气脉冲电离室,实现氡及其子体的探测,实现空气中氡的快速测量。仪器内置约2.5L/min流量的气泵,每次测量工作之前,仪器会自动增加2分钟的取样时间,也即约5L气流量的现场取样,在进行连续测量过程中,只有第一个测量周期会增加气泵取样流程,后续测量周期均不会增加气泵取样。在测量过程中,仪器将通过空气自由扩散方式取样,跟踪环境变化。
        4.3 红外线传感器
        在空气质量检测传感器中,红外线传感器是重要的组成部分。红外线传感器在应用过程中主要是将吸收原理进行合理的应用,利用各种不同类型的元素将某一个特定的波长进行吸收,从而实现对空气质量的检测。红外线传感器的检测灵敏度较好,抗中毒性也比较强,对于室内环境空气中的很多化合物和污染物都有较强的反应。但是,红外线传感器自身的结构比较复杂,操作起来不是十分便捷,且应用成本相对较高,普及性并不算太好。
        4.4 半导体传感器
        半导体传感器,是带有金属氧化物性质的传感器,在目前的室内环境空气检测工作中应用效果较好。某环境检测部门在对某处建筑进行室内环境空气质量检测的时候,就应用了这种半导体传感器。在应用过程中,检测人员充分利用了被测环境中气体的较好的吸附性质,将传感器内部的半导体元件的电导率进行了改变,这样一来,传感器内部的电流大小就会发生变化,并且会激发传感器的报警电路。检测人员根据传感器的报警电路的反应,就可以明确知道室内环境空气质量是否达标,取得了较好的测量效果。这种半导体传感器,由于其内部具有金属氧化物,因此在进行检测工作的过程中反应比较灵敏,但是需要注意的是,这种传感器很容易受到外部环境的影响,在输出数据的过程中容易出现不稳定的情况,还需要检测人员进行合理把握。目前,半导体传感器的应用,主要集中在气体微漏方面的检测。
        除了上述四种主要的传感器之外,氧气传感器也是监测工作中主要的传感器。这种氧气传感器也被称作伽伐尼电池传感器,主要利用的是传感器内部的阴阳极及相应的氧化反应、还原反应来进行工作。这种传感器在应用过程中需要经常进行更换,成本相对较高。
        5 对未来空气质量检测的展望
        科学技术的进步为了气体检测的仪器仪表行业当中的发展提供了有利的条件,但是在市场与政府政策的推动、人们在安全意识当中的提高了相关在法规法律当中的完善就是气体检测行业发展之中的核心动力,这些则推动了使气体检测的仪器仪表行业中处于了产业高速的增长期。气体的传感器将在充分利用了微机械与微电子折技术、计算机的技术、信号处理的技术、传感的技术、故障诊断的技术、智能的技术等多学科综合技术的基础之上得到了发展。研制出能够同时监测了多种气体的全自动数字式的智能气体,传感器将是在该领域中的重要研究方向。
        6 结语
        为了保护人们居住环境健康,也为了保证室内环境的空气质量,在具体的空气质量检测工作中应灵活运用先进的传感器。传感器的应用,不仅可以保证室内环境空气质量检测工作的质量,还可以带动相关技术的发展,具有重要的现实意义。
        参考文献:
        [1]李冬梅,黄元庆,张佳平,张鑫,辜克兢.几种常见气体传感器的研究进展[J].传感器世界.2020(01)
        [2]肖启洪.电化学传感器法监测室内空气中甲醛[J].环境科学与管理.2019(11)
        [3]张娜.浅谈民用建筑工程室内环境检测及防治[J].黑龙江科技信息.2019(18)
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