霧霾這么大 家用PM2.5檢測(cè)儀靠譜嗎
入冬以來，北方霧霾天氣頻發(fā)，人們對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，空氣類產(chǎn)品再次迎來搶購高潮。除了口罩、空氣凈化器熱銷外，近兩年引領(lǐng)智能硬件行業(yè)的pM2.5檢測(cè)儀也是持續(xù)火爆，有手持式、箱式，還有手機(jī)樣式的，價(jià)格在幾百元到上千元不等。眾多的pM2.5檢測(cè)儀，檢測(cè)結(jié)果都精準(zhǔn)嗎？花幾百幾千元買的pM2.5檢測(cè)儀，是否靠譜？
其實(shí)我們?cè)凇都す鈖M2.5檢測(cè)儀好還是紅外的好》文中已經(jīng)介紹了pM2.5檢測(cè)儀的核心部件，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)不準(zhǔn)確關(guān)鍵在于核心部件采用的是哪種傳感器，就目前而言，家用pM2.5檢測(cè)儀采用激光pM2.5傳感器檢測(cè)結(jié)果會(huì)更為精準(zhǔn)。
當(dāng)然家用pM2.5檢測(cè)儀與工業(yè)上采用的pM2.5檢測(cè)儀在數(shù)據(jù)精確上有一定的距離，工業(yè)上pM2.5檢測(cè)使用的是最權(quán)威的檢測(cè)方法是稱重法。但是這種方法有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：時(shí)間滯后。從開始測(cè)量到出結(jié)果，最快也要幾個(gè)小時(shí)甚至十幾個(gè)小時(shí)，很顯然，家庭不適用稱重法，而且費(fèi)用投資巨大，不是一般家庭所能承受的。
如果是一臺(tái)家用的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀采用了這種方法，讓您苦等幾個(gè)小時(shí)甚至十幾個(gè)小時(shí)，您能受得了嗎？而如今市場(chǎng)上眾多家用的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀中是如何檢測(cè)顆粒物的呢？今天威果科技就帶您去了解如何采用激光技術(shù)測(cè)量粉塵。
在介紹傳感器之前，我們先要感謝一位大獅——古斯塔夫·米，德國物理學(xué)家，他早在1908年就發(fā)現(xiàn)了一種光學(xué)現(xiàn)象：當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)發(fā)生一種散射，這種散射主要由大氣中的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起，散射的程度跟波長(zhǎng)是無關(guān)的，而且光子散射后的性質(zhì)也不會(huì)改變。這種理論被后人稱為米氏散射理論。正是這個(gè)理論為我們當(dāng)今利用光學(xué)方法檢測(cè)大氣顆粒物提供了理論基礎(chǔ)。
根據(jù)米氏散射理論，我們采用了650nm的激光器，細(xì)微粒子在此波長(zhǎng)散射性好，并且650nm處于紅光區(qū)域，是可見光，易于光路的調(diào)試觀測(cè)。激光器是定向發(fā)光，并且發(fā)出的光束直徑只有零點(diǎn)幾毫米，光束射入氣室后，被大氣中的塵埃粒子所散射，被散射的光射向各個(gè)方向，我們?cè)谂c光束垂直的方向放置光敏探測(cè)器，用來接收散射光。同時(shí)為了防止光束射在氣室內(nèi)壁的反射光產(chǎn)生干擾，我們專門設(shè)計(jì)了一個(gè)光陷阱，此光陷阱就像一個(gè)小小的黑洞，讓光速射入后很難射出，從而大大降低了光束的反射干擾。
實(shí)際上，每顆灰塵粒子產(chǎn)生的散射光的強(qiáng)度是很弱的，也即表現(xiàn)在光敏探測(cè)器上的電脈沖信號(hào)是很小很小的，我們必須通過精密運(yùn)放將其放大，以至于能讓運(yùn)算處理單元——MCU容易識(shí)別。
經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)脈沖的幅度和寬度與灰塵粒子的直徑存在著近似的正比關(guān)系，由此可以根據(jù)脈沖來判斷灰塵的顆粒直徑。
氣室中氣流的速度我們可以設(shè)計(jì)為一個(gè)固定值，或者基本認(rèn)為是一個(gè)固定值，那么單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)是不是就可以和空氣中單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)目扯上關(guān)系啦？舉例來說吧，假如幅度近似為5寬度近似為2的脈沖表示的是pm10顆粒，而幅度近似為3寬度近似為1的脈沖表示的是pm2.5顆粒，那么記錄下來這兩類脈沖每秒中分別出現(xiàn)的次數(shù)，您是不是就近似算出了空氣中的pm10和pm2.5的濃度了？聰明的你，相信后面的事就不用我細(xì)說了。
在這個(gè)霧霾彌漫的時(shí)代，一款能夠偵測(cè)空氣中粉塵的空氣質(zhì)量檢測(cè)神器，幫助您了解當(dāng)前的空氣質(zhì)量，檢測(cè)看得見，讓粉塵無處遁形，高雅低調(diào)的外觀背后，潛藏?zé)o限可能。
我們不無預(yù)想，為空氣凈化器配置該傳感器，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前空氣質(zhì)量，作為對(duì)付日趨嚴(yán)重的霧霾的一種全新手段，凈化結(jié)果可視化顯示，一目了然，這無不錦上添花。
最后，家用pM2.5檢測(cè)儀靠譜嗎？必須靠譜！但你確保你用的是空氣電臺(tái)，威果科技致力打造的智能空氣質(zhì)量檢測(cè)儀，可測(cè)pM2.5、VOC、甲醛、二氧化碳、溫度、濕度，一款有漢威研究院工業(yè)基因，16年專注氣體傳感器研發(fā)制造，空氣電臺(tái)，不止于檢測(cè)！
隨著霧霾天氣的頻發(fā)，人們對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，促使一些商家順勢(shì)推出了各種“防霾”產(chǎn)品。除了口罩、空氣凈化器熱銷外，最近市面上還出現(xiàn)了各種pM2.5測(cè)試儀，有手持式、箱式，還有手機(jī)式樣的，價(jià)格在幾百元到上萬元不等。眾多的pM2.5測(cè)試儀，檢測(cè)結(jié)果都準(zhǔn)嗎？花幾百幾千元買的pM2.5測(cè)試儀器，是否靠譜？
一、工作原理不同
與霧霾形成息息相關(guān)的pM2.5突然成為人所共知的概念，但是pM2.5測(cè)試的原理及過程卻少有人知。測(cè)量pM2.5的方法主要分為3種：重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。測(cè)試儀的檢測(cè)要經(jīng)過切割器分離空氣——“甩”掉多余顆粒物——濃度檢測(cè)三大程序。切割器的作用是將采樣空氣中的顆粒物按照直徑大小進(jìn)行分離，直徑小于2.5微米(0.0025毫米)的顆粒物將順利“闖入”濃度檢測(cè)裝置，而大顆粒物則會(huì)被“甩”出。
由于測(cè)量難度大，專業(yè)的pM2.5測(cè)試儀價(jià)值多在30萬元左右，昂貴的甚至價(jià)逾百萬。目前市場(chǎng)上簡(jiǎn)易測(cè)試儀售價(jià)多為幾百、幾千元，實(shí)際上并不能準(zhǔn)確測(cè)出pM2.5的含量。這些非專業(yè)儀器利用光散射的原理測(cè)定顆粒物濃度，這種方法并沒有被各國環(huán)保部門采納為標(biāo)準(zhǔn)方法，但是有依據(jù)此原理制成的專業(yè)儀器，在科研中也有運(yùn)用?？諝庵械念w粒物濃度越高，對(duì)光的散射就越強(qiáng)。光的散射相對(duì)容易測(cè)，把它測(cè)出來，理論上就可以算出顆粒物濃度了。
但在實(shí)際運(yùn)用中，事情并沒有這么簡(jiǎn)單。光的散射與顆粒物濃度之間的關(guān)系是很不確定的，受到諸多因素的影響，例如顆粒物的化學(xué)組成、形狀、比重、粒徑分布，而這些都取決于污染源的組成。這意味著光散射和顆粒物濃度之間的換算公式隨時(shí)隨地都可能在變，需要儀器使用者不斷地用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行校正，沒有經(jīng)過科學(xué)訓(xùn)練的業(yè)余人士不大可能辦得到。
有研究者做過理論計(jì)算：利用光散射儀測(cè)定pM2.5，至少有30-40%的不確定性。這種不確定性是這類儀器固有的，質(zhì)量可靠的專業(yè)儀器尚且如此，更何況市面上儀器的質(zhì)量并不都是理想的呢。
二、測(cè)試數(shù)據(jù)不靠譜
國家室內(nèi)車內(nèi)環(huán)境及環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心主任宋廣生對(duì)網(wǎng)上售賣的pM2.5檢測(cè)儀也存懷疑，他認(rèn)為檢測(cè)儀只賣幾百元是不太可能的，一般環(huán)境檢測(cè)中心所使用的檢測(cè)機(jī)器必須經(jīng)過長(zhǎng)期的檢驗(yàn)與比對(duì)，數(shù)據(jù)要經(jīng)過標(biāo)定后才能投入使用，如果普通人從網(wǎng)上購買了機(jī)器，也需要經(jīng)過這個(gè)流程。
pM2.5監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)很精細(xì)的工作，需要專業(yè)的儀器和技術(shù)手段，且有很嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系。網(wǎng)上號(hào)稱30秒、5分鐘更新一次數(shù)據(jù)的檢測(cè)儀就不具備可信度。空氣中pM2.5濃度一般在百萬分之一級(jí)別(ppM級(jí))，很低，專業(yè)的pM2.5監(jiān)測(cè)需要持續(xù)一小時(shí)采取空氣中的顆粒物，使顆粒物量累積足夠大便于準(zhǔn)確測(cè)量，短短5分鐘的數(shù)據(jù)顯然無法達(dá)到準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的量。
市場(chǎng)上賣的簡(jiǎn)易儀器是沒有分離裝置的，只能大概測(cè)一個(gè)數(shù)據(jù)，但都不屬于專業(yè)測(cè)試儀器，只能對(duì)空氣質(zhì)量做一個(gè)暫定量測(cè)試或者作出一個(gè)趨勢(shì)性預(yù)測(cè)，但是離pM2.5的概念就相差太遠(yuǎn)了。
三、普通百姓購買pM2.5測(cè)試儀意義不大
對(duì)于花樣繁多的pM2.5測(cè)試儀，普通市民是否有必要購買呢？pM2.5檢測(cè)儀是一種專業(yè)的檢測(cè)儀，對(duì)于普通老百姓來說，購買的意義不大。 因?yàn)閷I(yè)檢測(cè)儀價(jià)格是非常昂貴的，所以市場(chǎng)上出現(xiàn)的這種是非專業(yè)的檢測(cè)儀。市民拿著非專業(yè)的檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，它的確可以告訴人哪個(gè)地方有污染。但檢測(cè)儀能測(cè)的，我們的鼻子也都能測(cè)得到，例如屋子里剛剛有人抽煙了，你一進(jìn)來，鼻子就能告訴你有人抽煙了，再比如某個(gè)地方掃地暴土揚(yáng)塵，你也能感覺出來，所以用pM2.5檢測(cè)儀意義不大。
此外，購買pM2.5檢測(cè)儀的目的主要是為了獲取pM2.5數(shù)值，目前全國已有161個(gè)pM2.5監(jiān)測(cè)城市，到今年年底還將增加177個(gè)，環(huán)保局每天都會(huì)實(shí)時(shí)更新pM2.5數(shù)據(jù)，普通老百姓通過電視、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等都可以查詢到準(zhǔn)確、公開透明的pM2.5數(shù)值，所以買pM2.5檢測(cè)儀真的意義不大。
