实验室评估和校准三低成本粒子传感器对颗粒状物质的测量

实验室评估和校准三低成本粒子传感器对颗粒状物质的测量(中文12000字,英文PDF)
摘要：颗粒传感器具有体积小、成本低的显著优点，近年来随着测量颗粒浓度的便携式显示器的使用，颗粒传感器引起了人们的广泛关注。然而，大多数传感器系统并没有完全经由标准化标定协议评估，他们的数据质量也没有被完善记录。在本研究中，三种基于光散射（Shinyei PPD42NS, Samyoung DSM501A和Sharp GP2Y1010AU0F）的低成本颗粒传感器由美国环境保护署2013年的空气传感器研究所推荐的校准方法来评估。通过使用一台SidePak粉尘仪（TSI Inc., St. Paul, MN, USA）、一台静电扫描粒径谱仪（TSI Inc.）和一台自身标准测试仪器为传感器GP2Y1010AU0F的AirAssure™ PM2.5室内在线监测仪（TSI Inc.），将检查下面六个方面的性能表现：响应的线性化，测量的精度，探测的范围，对颗粒成分的依赖性，对颗粒尺寸的依赖性以及相应的温湿度影响。本研究有如下发现：(a)三个传感器与SidePak的实测浓度结果相反，都表现出了高度线性化，其 值高于颗粒浓度范围为0-1000 下的0.8914，而且线性化依赖于已研究过的颗粒浓度的范围；(b)浓度范围为0-1000 时，传感器的标准差分布在15到90 这个范围里；(c)三个传感器的输出都高度依赖于颗粒成分及其尺寸，这导致了高达10次的不同输出结果；(d)湿度影响传感器的响应。