室内空气环境质量监测技术及传感器的应用
摘 要： 本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的 发展 趋势和前景。
关键词：室内空气;质量检测
随着经济的快速发展，人类对生活的物质需求几乎达到了顶峰，尤其是工业的发展，中国的主要能源供应资源仍然是煤，中国是世界煤消费最大国，同时还是世界原油消费第二大国。我国目前的空气污染相当于发达国家五六十年代污染最严重时的水平。大气污染以煤烟性污染为主，主要污染物为烟尘和氧化硫，其中工业二氧化硫排放量约占70%。全国600多个城市中，大气环境质量符合国家一级标准的城市不到1%;全国大、中城市的总悬浮微粒和降尘基本都超过国家规定的标准，给中国人民的健康带来破坏性影响。
同时中国城镇供水面临很多的问题，据统计，在660个大中型城市中，约有400个已存的各种各样的水问题;有1/4已达到警界标准。地下水资源已被渐渐污染，还有20%的水资源已无法再生为清洁水。而这所有的水问题都与企业生产过程中的排污有着密不可分的关系。
那么在这样的环境条件下，我们居住的空间空气环境怎样才能良好改善，怎样预防污染呢?以下是本文论述的室内空气质量监测与传感器的应用技术。
一、空气对于人的重要性
人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。
二、室内环境污染背景
当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。
三、关于开展室内空气质量服务的几点设想
1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。
2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。
3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。
4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。
四、空气检测仪的强力武器——传感器
检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是 科学 实验和 工业 生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的论文联盟WWW.LWLM.COM整理传感器。
1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。
2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。
3.定电位电解式传感器。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。
4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出 电子 ,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器
5.对未来空气质量的展望 纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功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。
综上所述，随着社会经济的不断深化改革，科技的迅速发展，越来越多的先进设备应用到环境监测上，环境保护工作的任务日益繁重，自身的健康也同时被众人所重视，室内环境监测也被各个环保机构重视，那么设备应用的好坏直接影响着室内环境监测工作的发展，必须明确环境监测设备的地位，合理的配置相关资源，建立科学的系统质量管理体系，保障监测数据的准确有效，促进环保事业的发展，为人类创造良好的生存生活环境。
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