文摘

本文描述了设计和开发的低成本、便携式监测系统对室内环境质量(IEQ)。IEQ是一个整体概念,包括元素的室内空气质量(IAQ),室内照明质量(ILQ)声安慰,和热舒适(温度和相对湿度)。单元旨在用于监测温度、湿度、PM10、PM2.5,总挥发性有机化合物的仪器(×3),有限公司₂有限公司,照度,和声音的水平。实验是在不同的环境中进行,包括典型的室内工作环境和室外污染,监测评价单元的潜力IEQ参数。发达成功能够监视系统参数变化,基于特定的事件。自定义IEQ指数设计了速度参数数据用一个简单的评分系统来计算整体IEQ百分比。提出系统的优势,对商业单位,与更好的定制和灵活地实现各种各样的低成本传感器。此外,低成本的传感器模块降低总体成本提供一个全面、便携、实时监控的解决方案。这种发展设施人员和感兴趣的爱好者订婚,主动地参与学习,管理和改善IEQ。

1。介绍

室内环境起着至关重要的作用在我们的幸福因为我们花的时间在室内。欧盟委员会估计,欧洲人大约90%的时间花在封闭的周围,主要是在家里或在工作场所(1]。因此奇怪我们日常环境有能力极大地影响我们的健康积极的还是消极的。室内环境可以两到五倍比户外的毒性(2]。例如,多达20%的欧洲人患有哮喘由于物质吸入室内。烟草烟雾、石棉、氡和苯释放内部建筑被视为关键贡献者欧盟增加癌症病例(1]。2014年,世界卫生组织(WHO)宣布,空气污染是世界上最大的单一环境健康风险,估计有700万人死后(2012年全球总死亡人数的八分之一)由于空气污染暴露(3]。研究室内空气质量(IAQ)心理健康和疾病在短期内不容易明显但可以在长期的重大关切4]。绝大多数的空气污染死亡归因于心血管疾病,如中风、缺血性心脏病、慢性阻塞性肺疾病(COPD)。此外,新的研究已经建立了一个空气污染和增加儿童精神疾病之间的联系。研究结果表明,更高浓度的空气污染,首先从交通,可能会增加儿童和青少年精神疾病(5]。空气污染是目前监控使用静态监测站环境或政府部门,配备仪器测量监管污染物。空气污染物分析器相对笨重,沉重,和昂贵的价格范围在5000€€30000 (6]。大量的资源也需要定期维护和校准他们(7]。

室内空气品质日益增长的担忧导致了各种室内环境质量的发展——(IEQ)监测系统。IEQ是一个整体的概念,包括元素的室内空气品质、室内照明质量(ILQ)声安慰,和热舒适(温度和相对湿度)。通风和空调系统,这些因素影响健康,舒适,居住者的性能。改善室内空气质量的两种最常见的方法是增加通风率,从而减少空气污染,并减少污染物的来源直接(8]。其他方法包括取代过时的电器和引入过滤系统。然而,识别来源的可怜的IEQ并评估改进策略的有效性,化学和物理监测是必要的。此外,这种性质的监测系统需要日常用户订婚并主动地参与管理和改善环境质量。

最近的进展改善IEQ参数的监测包括智能对象,可以管理和控制主人的环境。这涉及到“黑客”常见的物体,如球迷或台灯,让他们能够进行智能操作提高舒适的室内环境9]。其他人使用气体传感器构建一个小型电子鼻子(电子鼻),它可以检测有毒有机蒸气在室内10]。将多个传感器组合成一个单位对更广泛的评估条件与不利健康的影响,如有害气体物质,和条件更影响居民和工人的舒适和幸福。这些参数是有趣的在考虑“智能家居”的发展关于家用电器和更高级别的自动化。

许多欧盟资助项目,包括SENSIndoor EuNetAir, IAQSense,专注于实现选择性,low-ppb测量低成本的气体传感器,有相当不错的效果。这些项目的结果包括新颖的传感器系统,实时监控,VOC传感器系统,preconcentrators,空气质量模型和标准化的方法11- - - - - -13]。然而,这些呼吁传感器操作和读出的深入了解,一定不能用现成的电子模块。项目,如多传感器平台(MSP)已经成功地整合各种传感器到micromechanic IEQ监测参数的方法来提供新方法。这些发展可能会鼓励机构、研究人员和企业产生了更浓厚的兴趣IAQ-related研究的进展和趋势。

也一直在努力设计复杂的监控系统,利用人工神经网络(ANN)对影响室内空气品质的来源进行分类在不同的室内环境(14]。个性化的移动传感系统也在上升,随着便携式室内定位跟踪传感器的发展,使用二氧化碳测量来确定准确personal-proximity室内空气品质阅读(15]。

家庭和小型企业,都有一个有限的各种商用空气质量监测设备,包括一些工业级设备和消费级支持app的设备。工业监控往往与更精确测量单个参数。消费品的价格范围从£150 -£400,取决于他们的测量功能和特性。流行的“全面”产品,如Foobot(Airboxlab S.A.S.美国),Awair(美国Bitfinder),测量温度、湿度、挥发性有机化合物的仪器,和PM2.5。这些产品没有提供一个全面的IEQ有关的其他重要参数的监控解决方案。此外,这些设备是不可移植的,因为他们需要持续连接到一个电源插头。因此,主人仅限于监控方便的地区。最后,许多这些产品不提供实时读数。相反,断断续续的每小时报告生成和发送到手机应用。实时数据是应用程序在疏散或空气清洁系统的关键(16]。

除了个人监控设备,一些社区空气quality-sensing网络已经建立了。著名的例子包括空气质量蛋(美国邪恶的设备)和聪明的公民平台(美国Acrobotic行业)。这个概念涉及的电子硬件,它充当一个网络节点测量和共享IEQ数据。然后用户可以跟踪他们的个人环境使用手机应用或登录到平台与更广泛的社区。虽然这个模型提供了一个有趣的大规模城市IEQ-monitoring方法,建立网络节点的成本可能是大多数家庭负担不起。在1400美元280美元/空气质量蛋,必须花为了提供一个全面的监控节点(17]。基于这些发现,本文提出的系统设计为综合单位降低成本,提供一种可移植的、IEQ实时监控解决方案。此外,它提供的细节如何构造单位现有的商用传感器。

2。材料和方法

在过去的几年中,在中国水平上升的烟雾,PM2.5(颗粒物直径小于2.5微米)和挥发性有机化合物(挥发性有机化合物的仪器)成为室内空气质量的关键指标。然而,还有其他各种参数参与IEQ的监控。先前研究室内空气品质系统常见的有针对性的二氧化碳(有限公司₂)、臭氧(O₃)、一氧化碳(CO)、氧气(O₂)、二氧化氮(没有₂)、温度和湿度(14]。

方法监测室内污染物经常涉及单个传感器和/或传感器的使用卡片或一个定制的芯片系统(SoC)的设计。传感器卡不提供所需的灵活性选择全面的传感器。此外,定制一个IEQ SoC与相当高的设计和制造成本。生产工艺和成本通常所需的产量密切相关。研究小组或不太可能感兴趣的爱好者可以生成一个定制的SoC对小规模开发项目。

因此,大多数研究系统使用第一个选项,即单个传感器组合成一个系统。在某种程度上,这可能被认为是类似于电子鼻子(所谓的电子鼻)。在我们的例子中,这种方法也被使用。

目的是设计一个系统能充电和便携式操作单位,衡量室内空气污染物通过低成本传感器模块。我们选择的传感器与单片机开发板界面上的羽毛(M0)来处理测量信号和确定IEQ实时状态。系统被设计用来存储原始数据到microSD卡后续处理和分析。的值也印刷低功耗OLED显示器,为用户提供持续的反馈。内部通风设备是由microfan。提供最全面的监控IEQ参数,数组十传感器实现。传感器和制造商给出的列表在表1。

传感器的灵活性,两个规范传感器已被纳入设计使某些系统修改。规范传感器范围有着相同的PCB足迹,这使得它可以方便交换传感器,基于应用程序的需求。公司和室内空气品质传感器因此可以替换为6其它传感器,如臭氧(O₃)、二氧化氮(没有₂)、二氧化硫(₂)、硫化氢(H₂S)、呼吸酒精和呼吸道刺激。

三个TVOC IEQ-monitoring单元内的传感器部署。他们的运作原则是MEMS金属氧化物半导体(MOS)传感技术由关联公司₂与测量读数TVOC的水平。有限公司₂被广泛用作室内空气质量的措施,因为人们是公司的主要来源₂在一个室内环境。算法用于直接关联公司₂和TVOC的水平。这种方法的局限性在于,任何二级或意想不到的挥发性有机化合物的来源可能导致错误的读数。这些传感器开发替代贵NDIR传感器在建筑自动化和加热,通风和空调的应用。然而,公司的成本₂传感器正迅速下降。而众所周知,这些传感器缺乏准确性,可以使用多个传感器在电子鼻方法获得更多信息不同的挥发性有机化合物污染物。

传感器模块名称的细节,测量范围和精度列于表2。IEQ-monitoring设备的系统图如图1。

制造和组装的原型是在两个阶段完成。创建一个定制的PCB奥腾设计者(美国奥腾),根据系统图如图1。此后,PCB是放置在一个电子产品外壳和连接到其他内部组件,如风扇和显示。免费的PCB设计工具,如鹰(美国欧特克),还可用于兴趣爱好者设计PCB,适合他们的需求。组装阶段如图2。

传感器模块的成本正在£150。包含的电子围栏,单片机,microSD卡阅读器,实时时钟,OLED显示器,硬件成本单位是£200。传感器系统是由商业原型板,只需要插入印刷电路板。这使研究人员和感兴趣的爱好者可以轻松地复制类似的设置。下一节讨论了个人对IEQ传感参数和它们各自的影响。

2.1。温度和湿度

英国/欧盟和美国法律不状态最小或最大工作温度;然而,至少16°C是一般建议(18]。此外,世卫组织建议24°C作为工作的最高温度在安慰19]。都很低或高相对湿度会造成身体不适,随着空气相对湿度的温度直接影响知觉(20.]。非常低(低于20%)相对湿度也会导致眼睛刺激性(21]。高湿环境空气中有很多蒸汽,从而防止汗水从皮肤的出口,因此应避免(22]。相对湿度40 - 70%没有对热舒适产生重大影响。然而,湿度超过这个阈值可以增加呼吸道感染和过敏的发病率20.]。结合高温、室内湿度还会导致霉菌的生长。

2.2。可吸入颗粒物

粒子有两类问题:第一个是粗2.5微米至10微米之间的尘埃颗粒(μ米)直径,PM10。PM10颗粒的例子包括灰尘、花粉和霉菌。第二类包括微粒直径为2.5μ米或更少,称为PM2.5。PM2.5颗粒从固体燃料燃烧和工业生产过程。在美国,PM2.5的24小时平均最高水平是35μ克每立方米(μg / m³)和12μg / m³平均每年。对PM10,短期极限是150μg / m³。目前还没有长期的标准(23]。在英国和欧盟,年度平均暴露PM2.5和PM10的范围不应超过25μg / m³和40μg / m³分别为(24]。美国癌症协会的队列研究追踪调查了120万名美国成年人了26年(1982 - 2008),发现肺癌的死亡率增加了15 - 27%当PM2.5空气浓度增加了10μg / m³(25]。

2.3。总挥发性有机化合物

挥发性有机化合物(挥发性有机化合物的仪器)关注的是室内和室外空气污染物。常见的挥发性有机化合物的仪器包括三氯乙烯、苯、甲苯、醇、丙烯醛。挥发性有机化合物的仪器主要是报告为总挥发性有机化合物(TVOC)读数。这学期认识到合并后的效果可能没有被捕获的化合物,由于低浓度水平。TVOC价值很低,通常表明没有VOC问题;然而,高TVOC值可能导致高水平的单一化合物或从一个巨大的收集化合物含量低(26]。住宅的主要贡献者TVOC水平是家居用品,烟草烟雾,除臭剂,建筑材料。TVOC浓度高的健康影响包括恶心、头晕、眼刺激、头痛、疲劳(27]。来源表明TVOC浓度在50到325磅的是可以接受的,不应该超过500磅(28]。

2.4。二氧化碳

二氧化碳(有限公司₂)是在欧洲列为一种有害健康的物质。在室温和大气压力,它是一种无色、不燃烧的,无臭气体。然而,有限公司₂被认为是在高浓度有毒,以及一种窒息气体。增加浓度水平可能导致刺激眼睛,鼻子,喉咙。有限公司₂水平在350年和1000 ppm之间是典型的占用室内空间具有良好的空气交换。英国/欧盟和美国长期暴露极限(8个小时的时间加权平均)是5000 ppm (29日,30.]。

2.5。一氧化碳

一氧化碳(CO)是一种有毒的,无色、无臭、无味的气体。常见的来源包括烟草烟雾、发动机排放和排放不当电器。英国家庭平均水平,没有燃气灶具,从比较(ppm)百万之0.5到5不等。水平适当调整燃气灶具附近通常5 - 15 ppm和差调整炉附近可能30 ppm或更高版本(31日]。在高浓度急性健康影响包括头晕、头痛、恶心、心血管效应,和死亡32]。在英国和欧盟和美国,长期水平应保持低于9 ppm (24,33]。

2.6。照度

可怜的工作场所照明与健康不良影响,从眼疲劳、头痛、疲劳和肌肉骨骼障碍(MSDs)姿势问题。黑暗或昏暗的工作场所也可以导致严重的伤害或死亡。在英国没有法定workplace-lighting水平/欧盟;然而,HSE表明办公室和工作区应该平均200 - 500勒克斯照度活动有关写作,阅读,和打字。这些水平不应低于100勒克斯(34]。推荐的水平在美国从75到500勒克斯。

2.7。良好的水平

噪音测量分贝(dB)和通常与居住者的声学舒适性相关的建筑。有一声安慰和主人之间的直接关系生产力在商业建筑35]。听觉安慰的中性声压级典型空调办公室被发现在45和70分贝之间,平均为57.5 dB (36]。8个小时的持续时间的暴露在工作场所,噪音不得超过65 - 80分贝的上阈值(37]。

根据上述指导方针,表3代表一个总结IEQ指数的发展预计表明是否阅读环境水平或与健康风险有关。

一些高度相关的室内气体的组件(比如甲醛和苯不包括在拟议的IEQ单位。有一个非常有限的低成本、现成的气体传感器,能提供必要的精度和灵敏度测量这些参数。进一步的研究和开发活动需要测试和比较商业上可用的选项,为了这些参数包含在未来的迭代的IEQ单位。

2.8。传感器校准

传感器系统对安全性要求苛刻的应用程序必须进行严格的测试校准传感器目标气体。这个设备不用于对安全性要求苛刻的应用程序;然而,一些基本的校准测试。这是相当困难的TVOC浓度和颗粒物质,合成和系统的这些参数的变化超过复杂性和资金用于设备的发展。此外,小研究小组或感兴趣的爱好者不太可能会有重复的手段必要的校准程序。

温度、湿度和有限公司₂读数为发达IEQ单位校准使用商用测量系统(美国Extech CO210)。本单位使用不需维护的NDIR有限公司₂传感器和零售价为£250。一个自动基线校准之前完成测试。CO210和IEQ单位离开1小时稳定在实验室环境。在实验室没有人类活动的持续时间。记录温度、湿度和有限公司₂水平如表所示4。

这个校准试验的结果表明,IEQ单元的值略低于“实际”值,使用CO210测量。温度和有限公司₂阅读不是不确定性边界内,所述的制造商。根据这些差异,温度和有限公司₂阅读的IEQ单位调整了1.9°C和70 ppm,分别。

2.9。基线校正

为了更好地理解的基线特征IEQ单位,设备内部是一个外壳,连同CO210,接触空气零。零合成空气,空气是常用的作为载气。是过滤含有小于0.1 ppm的总碳氢化合物。zero-air发生器流量被设置为500毫升/分钟。设备被放置在一个密封的塑料外壳,近似尺寸为220毫米(l)×180毫米(W)×280毫米(H)。因此圈地的体积大约11升。一旦IEQ单位已经企稳,zero-air燃气管道连接到外壳的入口。一些IEQ参数,如温度、光线和声音保持不变(预期)。其他参数的结果如图3- - - - - -7。

一些有趣的特征观察在这个基线校正。IEQ参数PM2.5、PM10、湿度和有限公司₂的行为符合预期时,展示急剧下降。温度、湿度和有限公司₂CO210读数非常匹配,表明这些参数校准成功。可吸入颗粒物、湿度和有限公司₂不达到0的水平;然而,这可能是因为外壳泄漏。有趣的是,这三个TVOC传感器有截然不同的读数,当暴露在相同的环境。

的最小测量读出TVOC2是125磅。这个值可以是0磅,与TVOC1协议。然而,这不能确诊,必须假定为0至125磅。十亿分之TVOC3的最低读出为0,所以基线值大约240磅不同意TVOC1或TVOC2。根据制造商,这些传感器校准一个“典型”TVOC混合物,在一个室内环境。如果化合物的比例在环境明显不同,TVOC的输出将受到影响,一些挥发性有机化合物化合物会对传感器的或大或小的影响。TVOC3校准基于isobutylene-equivalent水平。如果没有其他传感器校准使用相同的参考气体,不可能匹配的响应。这些结果似乎也表明,zero-air输气管道在我们实验室驱散某些挥发性有机化合物的仪器无法检测到TVOC1或TVOC2但TVOC3做出回应。公司和室内空气品质传感器没有回应zero-air曝光,表明该传感器已经定居到基线水平。

2.10。IEQ指数

室内空气品质指数是一个数字所使用的政府机构向公众沟通如何或预测成为目前空气污染(38]。索引表所示2代表了一种进步相比,一个典型的室内空气品质指数,因为额外的IEQ影响因素也被考虑在内。这些索引是有用的,因为它是困难的为非专家用户识别如何污染空气或污染的标准是什么。它一直认为IAQ-monitoring设备应该有能力通知用户有关当前空气质量直观的显示,例如,简单的颜色描述(好,温和,不健康的,非常不健康的),可以实时显示空气质量水平(16]。

IEQ-monitoring系统在本文中,提出一个简单的IEQ指数指标了。读数与环境相关的水平被归类为“好”或“平均”,取决于他们是否落入低或上半部分前面定义的环境水平。对于温度,环境水平的上半部分将被认为是“好”,而较低的值将被视为“平均水平。“IEQ参数读数超过环境水平将归类为“差”或“坏的。“价值观,略超过环境的极限水平将归类为“穷人。“这些通常值介于环境水平和健康风险的水平。健康风险水平被认为是“坏。“IEQ指数评分系统总结在表5和6。

30%分配给总挥发性有机化合物的仪器是平均分配在三个传感器。基于四IEQ类别,百分比分布热舒适可以概括为10%,10%,ILQ,室内空气品质声安慰,10%和70%。

100%的IEQ分数假定一个完美的分数。对于这个场景是真的,所有IEQ参数需要属于“好”的界限,在桌子上5。如果任何参数不是“好”,完成下面的计算来确定影响整体IEQ得分:完美的IEQ分数降低的IEQ影响参数,乘以相关评分的影响。这是如下所示:

如表所示6有12个IEQ参数(称为参数编号)。个人参数评估,根据他们的分数和影响,来确定整个IEQ得分。这个计算可以进一步使用一个例子来解释。如果灯光关掉,阅读将降至低于100勒克斯照度,并将“坏的范畴。“IEQ照度的影响为10%。“坏”的得分影响是1.0。如果这是唯一的IEQ参数,不是“好”,IEQ分数只是计算:

基于这一评分系统,如果所有参数都是“很好,”IEQ得分是100%。如果所有的参数被认为是平均水平,IEQ分数将为80%。如果所有数据都是“穷人”,IEQ分数是50%。最后,如果所有的测量都归类为“坏”,IEQ得分将为0%。这些类别分为IEQ指标,如表所示7。这些也是与IEQ百分比显示给用户。

这个评分系统是相当简单的,但是提供进一步发展的起点。有各种因素考虑;例如,IEQ影响因子可能需要调整按照排名基于潜在的健康风险。此外,确定一个参数的采样周期,是“好”,“平均”,“贫穷”或“坏”,起着至关重要的作用。短期暴露限制通常是用小时计算时间;然而,用户可能会更频繁的更新。

这里使用10分钟的采样周期。因此阅读从个人IEQ参数将平均在10分钟。整个IEQ分数然后计算并显示给用户。显示还显示哪些参数是导致IEQ更低,连同一个关联的(A), (P),或(B)评级,“平均”“贫穷”和“坏”,分别。

完全组装IEQ-monitoring设备如图8。两个IEQ分数显示在图所示9,包括一个完美的IEQ分数和90%的IEQ分数受到“坏”室内照明质量的影响,从前面的示例。

2.11。电子产品外壳和电池寿命

电子产品外壳的尺寸测量(l)165毫米×(W)105毫米×(H)55毫米。设备的总质量大约是570 g电池和430克。播放发泄,一个封闭的网格,被加工成附件的顶板。TSL2561照度(光)传感器被直接放置在网提供足够的环境光。在图所示的侧板8隐藏一个microfan,它提供了内部通风。

提出IEQ-monitoring设备的一个关键优势是,它可以使用标准的电源插头或使用可充电电池。因此设备便携,可以放置在位置和环境,通常是更不容易。设备的电池寿命可以从输入额定电流,计算出电池的毫安小时(mAh)和系统的负载电流。10000 mAh的单元驱动力量。设备的最大负载电流测量是大约103 mA。因此提出IEQ-monitoring单元的电池寿命估计为68小时。这包括一个0.7换算系数,包括外部因素考虑保障,这也会影响电池寿命(39]。尽管如此,这估计是可能被夸大了,因为羽毛M0需要一个最低输入电压。随着电力银行排放,USB电源电压低于5 V。最终,电压将不足以电力设备。考虑到这个限制,48小时的连续操作是一个更现实的估计。系统能够运行了大约60小时,间歇使用,超过几天。

3所示。结果

进行了三个实验来评估监控单元的潜力IEQ参数,包括化学存在(空气清新剂),室外污染和模拟人类活动。

3.1。化学物质的存在

工程学院的实验(华威大学)。系统被放置在一个中等大小的办公室/实验室,位于建筑的地下室。办公室通常有五人在工作时间。办公室没有窗户;然而,天花板灯提供照明和空调系统运行连续通风。有人建议,监控设备应该定位在一个身高75至120厘米,占据空间,被认为是为居住者呼吸区(40]。设备因此放在桌子上,正前方的主人的工作领域之一。

商用喷洒空气清新剂被用来揭露IEQ系统化学的存在。这些产品都是广告发布的中和气味芬芳。这些类型的空气清新剂已经广泛使用在工作场所,学校,家庭,等等。然而,他们能发出并生成一系列潜在的有害空气污染物。从室内空气品质的角度来看,空气清新剂被表示为一个在建筑(挥发性有机化合物的主要来源41]。这个单位可以设置为自动喷洒香水,9 - 18岁还是36分钟的间隔。喷空气清新剂将在九分钟的间隔。一些IEQ参数,如温度、湿度、光,声音保持不变。有限公司₂仅仅显示微小的变化。这个实验的结果数据所示10和11。

三香”事件”中清晰可见传感器响应。公司和室内空气品质传感器没有任何反应,类似的人物7从基线校正实验。采样周期,计算平均读数,10分钟。表8提供了一个简易的平均读数为每个IEQ参数,预处理和postfragrance事件,连同相关的指标。

基于数据和指标见表7IEQ分数计算。TVOC3是唯一的参数,不是“好。“IEQ 15 - 25分钟因此98%的分数。IEQ分数为25 - 35分钟包括“穷”PM2.5, TVOC1“平均”,“坏”TVOC3。因此,这一时期的整体IEQ评分

空气清新剂的使用引起了整个办公室的IEQ减少了12.5%。两人坐在办公室里的环境中接触化学实验。都说认为香水是“很强”后的第一个5分钟。以下4分钟被描述为“令人愉快的。“然而,香味又公布,由于九分钟释放定时器的设置,产生另一种香味,等等。随后的香味事件也被评为IEQ总分的85.5%,略高于平均水平。用户反馈这一实验如图12。

3.2。室外污染

尽管TVOC的重大改变传感器在化学测试,公司和室内空气品质传感器显示响应。这可能是由于更高的规范传感器测量范围(ppm和含量。因此额外的实验进行演示传感器的潜在监控各自IEQ参数。IEQ设备搬迁多层停车场的出口,华威大学。实验是在下午晚些时候进行的,退出停车场的车辆数量。一些参数,如温度、湿度、光和保持不变。结果从公司、室内空气品质和TVOC传感器数据所示13和14。

四个不同污染“事件”中可见传感器响应。这些发生在3、4、7和7.5分钟。TVOC传感器显示,6分钟后还有一个事件并没有注册的公司和室内空气品质传感器。我们可以证实,有五辆退出停车场在给定的时间框架。前两个事件涉及汽车停止设备附近的时间更长,等待加入交通流量的差距。事件在7和7.5分钟的汽车可以立即加入流量,不需要停止并等待。事件在6分钟一辆摩托车,传递迅速,这或许可以解释为什么这一事件没有出现作为响应不敏感和室内空气品质传感器。

3.3。模拟人类活动

前面的实验证实大多数传感器展示出了一些有希望的结果可能监控各自IEQ参数。这听起来还没有被证明水平和照度。一个单独的实验来验证这些参数进行的。展示一个真实的声音和光线变化的例子,一个讲座场景创建。这涉及到建立一个扬声器系统,将IEQ单元在一个中等大小的教室和调整光照条件。30分钟,灯光被留在房间里沉默了。此后,灯光就暗了下来,记录房间讲座。30分钟后,灯光转身,录音停止了。实验结果如图所示15。

可以听到的录音清晰。在第一个10分钟,平均声级大约是53 dB,这被认为是“平均。“平均光级25勒克斯,这被认为是“坏。“在此期间,整个IEQ分数为88%,高于平均水平。

4所示。讨论

传感器响应如图10和11和13- - - - - -15证明系统显示了潜在的监控变化IEQ参数和计算IEQ得分,基于10分钟的平均时间。在数据11和14TVOC传感器显示,不同大小的反应,用磅;然而,他们通常一致响应特定事件。这表明他们的敏感性挥发量是不一样的。因此必须包括所有三个传感器,为了更好地理解在不同环境中挥发性有机化合物的仪器的混合物。如图所示在基线校正实验,一些传感器可能无法应对某些挥发性有机化合物的仪器,而其他人做什么。

图13显示了室内空气品质传感器在100 ppm阅读饱和;然而,它甚至没有超过1 ppm在室内化学暴露实验。看来,这个传感器更敏感比那些驱逐出机动车污染物释放的化学实验。进一步的实验需要确定哪些室内污染物使用该传感器可以测量。

本文主要关注相关的流程设计、开发和制造的IEQ-monitoring设备。IEQ分数指的是一个简单的查表和可能被视为过于简单,由于各种IEQ参数之间的复杂的相互作用和相关性。再测试(一天或周)将在未来,分析单元的可靠性遵循长期IEQ参数的变化以及这如何可能影响整个IEQ。然而,一些额外的仪器将需要提供准确的参考数据。10分钟的采样周期,还可以增加或减少监控参数在不同时期的变化。

有许多因素有关人类感官不能充分考虑在这种情况下。例如,除了平均照度、色彩(温度/连续谱)和调制是应该考虑的重要方面。此外,除了意味着噪音分贝,变化,山峰,权重是重要的定量特性来考虑。声学的一个基本的问题是有关声音的物理措施主观印象。感知噪声(PN)水平可能不结合获得的读数。估计PN的方法包括对频段加权求和;然而,进一步的工作和先进的音频处理技术要求调查这个限制。

同样,最先进的ASHRAE这样标准没有被认为是,对温度和湿度。CBE热舒适工具包括下列参数控制因素:空气温度、平均辐射温度、风速、湿度、代谢率,和衣服,确定符合ASHREA-55标准可接受的热环境。进一步的工作要求和设计活动调查这些参数,包括他们的IEQ指数。

5。结论

本文描述了设计和开发的低成本、便携,电池监控装置对室内环境质量(IEQ)。使用商用低成本传感器和DIY (DIY)方法的最快和最有效的发展提供了原型。单位监测温度、湿度、PM10、PM2.5, TVOC(×3),有限公司₂、公司、室内空气品质、照度和声音的水平。开发一个定制的IEQ指数评价与评分系统记录的测量来计算整体IEQ百分比。

这个系统的潜力被实验证实,并演示了在各种环境中,包括暴露于一个典型的室内工作环境(空气清新剂、灯光和声音)和室外空气污染。该设备成功能够记录IEQ参数的变化。提出系统的优势,对商业的替代品,与快速原型设计,更好的定制,灵活地实现各种各样的低成本传感器。此外,低成本的传感器模块减少成本提供一个全面的、可移植的、和实时监控解决方案,不到£200。我们未来的努力现在专注于进一步降低系统的大小在污染——和agricultural-monitoring应用程序和部署它们。简洁、简单和可重复的校正策略将被开发为这个工作做准备。这种发展是为了便于研究人员,爱好者或日常用户订婚,主动地参与学习,管理和改善IEQ。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。