室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測和傳感器的運用

劉玉媛，周明理

(北海職業(yè)學(xué)院，廣西 北海 536000)

0 引言

環(huán)境給人們的工作、生活帶來很大影響。當(dāng)前建筑行業(yè)的突飛猛進(jìn)，人們居住環(huán)境也越來越舒適，很多過去室外作業(yè)的工作也轉(zhuǎn)向了室內(nèi)，對于居住條件要求越來越高，精裝、軟裝、硬裝日益成了室內(nèi)設(shè)計最基本的需求。但隨之而來的是室內(nèi)空氣質(zhì)量問題，相較于環(huán)境空氣質(zhì)量，人們對室內(nèi)空氣質(zhì)量更加關(guān)注，空氣質(zhì)量檢測的方法與技術(shù)也在不斷創(chuàng)新?；诖吮尘?，本文主要針對室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測和傳感器的運用進(jìn)行研究分析，希望可以通過技術(shù)的運用使室內(nèi)空氣的檢測與治理不斷強(qiáng)化。

1 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測和傳感器相關(guān)概述

1.1 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測

室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測主要指人們通過一些方法來檢測建筑物內(nèi)部環(huán)境空氣，具體而言就是檢測人們居住的室內(nèi)環(huán)境空氣的污染指數(shù)，進(jìn)而獲得關(guān)于室內(nèi)空氣污染的相關(guān)數(shù)值。室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測也是最近幾年才剛剛興起的，主要是由于室內(nèi)空氣質(zhì)量相對較差，污染問題越來越嚴(yán)重，并且在全球范圍內(nèi)很多居民由于室內(nèi)空氣污染而患病，例如最為常見的白血病、肝癌等。人們對于室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，由此產(chǎn)生了針對室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測[1]。

1.2 傳感器

傳感器也被稱之為電五官，主要是為了能夠獲取人們在外界環(huán)境中無法通過五官而感知到的相關(guān)自然信息，當(dāng)前主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)以及醫(yī)學(xué)臨床診斷等，應(yīng)用效果非常好。傳感器主要的工作原理是經(jīng)過對物體相關(guān)信息感覺或測量，將監(jiān)測到的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其以電信號或其他類型的信息輸出、儲存、處理、分析、顯示等。傳感器的研發(fā)與應(yīng)用，實現(xiàn)了檢測裝置自動控制[2]。

2 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測的必要性及方法

2.1 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測的必要性

空氣是人類生存與發(fā)展之本，空氣如果不純或是被污染，直接會影響到人類的身體健康，甚至很可能會帶來致命傷害。而居室又是人類日常活動最為頻繁的場所，人的一生有三分之二的時間在室內(nèi)度過，如果室內(nèi)的空氣質(zhì)量未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，便會給居民身體健康埋下隱患，便引發(fā)各種疾病。從目前我國室內(nèi)居住環(huán)境實際情況看，室內(nèi)空氣質(zhì)量普遍較低，這主要是因為室內(nèi)裝修過程中，裝修材料的選取、使用未達(dá)到規(guī)定要求，材料不環(huán)保，材料中所含的一些化學(xué)元素長期留存在裝修材料或是家具中，其安置在室內(nèi)后會將部分有毒、有害氣體釋放出來，從而導(dǎo)致室內(nèi)空氣受到污染，影響人們的健康。最近幾年，電視、互聯(lián)網(wǎng)平臺關(guān)于室內(nèi)空氣污染而導(dǎo)致的一系列疾病的報道，都說明室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要性。因此，對室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測非常有必要，便于及時發(fā)現(xiàn)空氣污染是否超標(biāo)，進(jìn)而采取相應(yīng)改善措施[3]。

2.2 室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測的方法

國家標(biāo)準(zhǔn)法主要是儀器用設(shè)施采集空氣，并且將采集到的樣本在實驗室中進(jìn)行檢測，這也是當(dāng)前空氣質(zhì)量檢測最為常用的方法，優(yōu)點是具備較高的準(zhǔn)確性。由于是在國家權(quán)威部門的監(jiān)督管理下形成檢測結(jié)果，因此具有一定的法律效力。不僅能夠以此為依據(jù)進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)研究，而且當(dāng)遇到司法糾紛時，采集到的數(shù)據(jù)可以作為法律證據(jù)。但也存在缺點，所需要的時間相對較長，流程也非常復(fù)雜，檢測費用較高，要想實現(xiàn)全面推廣與應(yīng)用難度較大。此外，采集空氣樣本的時候要有專門的儀器給予支持，并且對于人員專業(yè)性要求較高。

3 室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測傳感器的運用

檢測技術(shù)是人們認(rèn)識和改造世界的一種必不可少的重要技術(shù)手段，而傳感器則是科學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)等活動中對信息資源的開發(fā)獲取、傳輸與處理的一種重要工具。下面介紹幾種在空氣質(zhì)量檢測方面發(fā)揮重要作用的傳感器[4]。

3.1 金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器

此傳感器主要用于吸附將要檢測的氣體，氣體使半導(dǎo)體電導(dǎo)率發(fā)生變化，在對比電流變化情況時，將報警電路激發(fā)出來。但金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器在進(jìn)行檢測過程中非常容易受到環(huán)境影響，導(dǎo)致出現(xiàn)不穩(wěn)定的輸出線形。此傳感器具備的優(yōu)點是反應(yīng)靈敏快捷，所以當(dāng)前多使用于對氣體微漏情況進(jìn)行檢測。

3.2 催化燃燒式傳感器

此傳感器用于空氣質(zhì)量檢測，優(yōu)點是輸出的信號線形非常好，并且指數(shù)也較為可靠，相對而言價格較低，不會與其他非可燃?xì)怏w發(fā)生交叉，受干擾的概率很小。其工作原理是惠斯通電橋，感應(yīng)電阻以及環(huán)境中可能發(fā)生燃燒的氣體產(chǎn)生無焰燃燒，溫度變化導(dǎo)致感應(yīng)電阻阻值出現(xiàn)變化，將電橋的平衡打破，促使其將穩(wěn)定電流信號輸出，之后，放大、穩(wěn)定以及處理電路，將可靠數(shù)值顯示出來。

3.3 定電位電解式傳感器

此傳感器主要用于檢測現(xiàn)場毒性，國外技術(shù)較為領(lǐng)先，在當(dāng)前市場中多為引進(jìn)。此傳感器的主要構(gòu)成，是以塑料制作而成的筒狀池體，安排工作電極、對電極以及參比電極，在不同的電極間把電解液充滿。在頂部封閉時，采用的是多孔四氟乙烯材料隔膜。除此之外還要連接上前置放大器、傳感器電極，并且在電極間施加適當(dāng)?shù)碾娢?，保持傳感器一直處于工作狀態(tài)。電極出現(xiàn)了還原以及氧化反應(yīng)之后，電極平衡電位也會有所改變，并且此時的氣體濃度與變化的數(shù)值呈正比[5]。

4 對未來空氣質(zhì)量檢測的展望

人們生活水平不斷提高，環(huán)保意識也越來越強(qiáng)，面對日常的大氣污染、工業(yè)排放的廢氣廢水、食品添加劑等危及健康的風(fēng)險，室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測傳感器必須不斷創(chuàng)新。納米技術(shù)采用的是一種新型的材料，這為空氣質(zhì)量檢測未來發(fā)展帶來了機(jī)遇；將氣體傳感器與微機(jī)械、微電子、計算機(jī)、信號處理、故障診斷、智能技術(shù)等有效結(jié)合，也是實現(xiàn)空氣質(zhì)量檢測創(chuàng)新發(fā)展，而空氣質(zhì)量檢測數(shù)字化、智能化則是未來發(fā)展趨勢。

5 結(jié)語

總而言之，室內(nèi)空氣污染問題越已成為業(yè)界當(dāng)前急需解決的難題。最近幾年，國家在環(huán)境保護(hù)方面出臺了很多政策，這足以說明國家對于環(huán)保的重視。在對大環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行改善的同時，也要做好室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測。采用先進(jìn)技術(shù)，用先進(jìn)的傳感器設(shè)備，確保室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測更加準(zhǔn)確，進(jìn)而為居民創(chuàng)造健康又舒適的生活環(huán)境。