Detección de la calidad del aire interior y aplicación de sensores [Resumen] La calidad del aire interior tiene un impacto vital en las personas. El uso de sensores para detectar la calidad del aire es un método popular en la actualidad. Detección A partir de la aplicación de principios en este aspecto, se analizan las ventajas y desventajas de los sensores de gas actuales, así como las tendencias y perspectivas de desarrollo de los sensores de gas.
[Palabras clave] Sensor de gas de calidad del aire contaminación ambiental interior
1. La importancia del aire para las personas
Las personas no pueden prescindir de oxígeno en todo momento y obtener oxígeno. al inhalar aire. Un adulto necesita inhalar hasta 6.500 litros de aire cada día para obtener suficiente oxígeno. Por tanto, el aire contaminado tiene un impacto directo en la salud humana. Las personas pasan más del 90% de sus vidas en interiores. Se puede observar que el impacto de la calidad del aire interior en las personas es aún más importante.
2. Antecedentes de la contaminación ambiental en interiores
Hoy en día, los seres humanos se enfrentan a la "contaminación por humo de carbón" y a la "contaminación por smog fotoquímico", y luego está el tercer problema, principalmente el "aire interior". contaminación". Tres contaminación ambiental. Las pruebas realizadas por expertos estadounidenses han descubierto que hay más de 500 compuestos orgánicos volátiles en el aire interior, incluidos más de 20 carcinógenos y más de 200 virus que causan enfermedades. Los principales que resultan más nocivos son: radón, formaldehído, benceno, amoniaco, éster, tricloroetileno, etc. Una gran cantidad de hechos impactantes confirman que la contaminación del aire interior se ha convertido en un "asesino invisible" que pone en peligro la salud humana y también se ha convertido en una preocupación común de todos los países del mundo. Según las estadísticas, casi la mitad de la población mundial está expuesta a la contaminación del aire interior. La contaminación ambiental interior ha causado el 35,7% de las enfermedades respiratorias, el 22% de las enfermedades pulmonares crónicas y el 15% de la traqueítis, la bronquitis y el cáncer de pulmón.
3. Algunas ideas sobre el desarrollo de servicios de calidad del aire interior
1. Empezar a investigar la situación básica de la calidad del aire en hogares y oficinas.
2.Comprender e introducir los equipos de prueba de calidad del aire interior.
3. Para llevar a cabo actividades publicitarias a gran escala, el departamento meteorológico y el departamento de protección ambiental deben primero establecer conjuntamente un mecanismo de gestión para los problemas de calidad del aire interior.
4. Realizar investigaciones e investigaciones especiales sobre las regulaciones, normas técnicas, métodos de medición de la contaminación interior e instrumentos de medición del departamento internacional de protección ambiental relacionados con la calidad del aire interior.
4. La poderosa arma del detector de aire - sensor
La tecnología de detección es un medio técnico indispensable e importante para que las personas comprendan y transformen el mundo. Los sensores son una herramienta importante para el desarrollo, adquisición, transmisión y procesamiento de recursos de información en actividades como experimentos científicos y producción industrial. Aquí hay seis sensores que juegan un papel importante en la detección de la calidad del aire.
1. Sensor semiconductor de óxido metálico. Los sensores semiconductores de óxido metálico utilizan la adsorción del gas que se va a medir para cambiar la conductividad del semiconductor y activar el circuito de alarma mediante la comparación de los cambios de corriente. Dado que el sensor semiconductor se ve muy afectado por el entorno durante la medición, la forma lineal de salida es inestable. Los sensores semiconductores de óxido metálico, debido a su respuesta muy sensible, se utilizan actualmente ampliamente en el campo de la medición de microfugas de gases.
2. Sensor de combustión catalítica. El principio del sensor de combustión catalítica es uno de los principios más utilizados para detectar gases combustibles. Tiene las características de buena forma lineal de señal de salida, índice confiable, precio económico y sin interferencia cruzada con otros gases no combustibles. El sensor de combustión catalítica adopta el principio del puente de Wheatstone. La resistencia de detección sufre una combustión sin llama con el gas combustible en el ambiente. Es la temperatura la que cambia la resistencia de la resistencia de detección, rompiendo el equilibrio del puente y provocando una salida estable. La amplificación, estabilización y procesamiento posteriores al circuito revelan en última instancia valores confiables.
3. Sensor electrolítico de potencial constante. Los sensores electrolíticos de potencial constante son actualmente la tecnología más utilizada en los sitios de detección de intoxicaciones. Las tecnologías extranjeras son líderes en este sentido, por lo que la mayoría de estos sensores dependen de las importaciones. La estructura de un sensor de gas electrolítico de potencial constante: en una celda cilíndrica hecha de plástico, se instalan un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un electrodo de referencia. Los electrodos se llenan con electrolito y en su interior se coloca un diafragma hecho de tetrafluoroetileno poroso. paquete superior. La conexión entre el preamplificador y los electrodos del sensor aplica un cierto potencial entre los electrodos para poner el sensor en condiciones de funcionamiento.
Se produce una reacción de oxidación o reducción entre el gas y el electrodo de trabajo en el electrolito, y se produce una reacción de reducción u oxidación en el contraelectrodo. El potencial de equilibrio del electrodo cambia y el valor del cambio es proporcional a la concentración del gas.
4. Sensor de oxígeno de batería galvánica. La estructura del sensor de oxígeno tipo batería Galvani: en un lado del recipiente de plástico se instala una membrana transpirable de politetrafluoroetileno de 10-30 μm de espesor con buena permeabilidad al oxígeno, y los metales preciosos (platino, oro, plata) están firmemente adheridos al interior. del contenedor, etc.) cátodo, y formar un ánodo en el interior del otro lado del contenedor o en la parte libre del contenedor (use plomo, cadmio, un metal con alta tendencia a ionizarse). Utilice hidróxido de potasio. Cuando el oxígeno pasa a través del electrolito, se produce una reacción redox en el cátodo y el ánodo, ionizando el metal del ánodo y liberando electrones. El tamaño de la corriente es proporcional a la cantidad de oxígeno. Dado que el metal del ánodo se consume durante toda la reacción, el El sensor debe reemplazarse periódicamente. En la actualidad, la tecnología nacional se ha vuelto cada vez más madura y es completamente posible producir en el país tales sensores 5. Sensores de infrarrojos. Los sensores infrarrojos utilizan el principio de absorción de varios elementos en una longitud de onda específica. Tienen buena resistencia al envenenamiento, respuesta sensible y pueden reaccionar con la mayoría de los hidrocarburos. Pero la estructura es compleja y el costo elevado.
6.Sensor de gas de fotoionización PID. El PID se compone de partes principales como una fuente de luz UV y una cámara de iones. Hay electrodos positivos y negativos en la cámara de iones para formar un campo eléctrico. El gas a medir se ioniza bajo la irradiación de la lámpara UV para generar positivo y negativo. iones, que forma una corriente entre los electrodos y se amplifica y emite una señal. PID tiene las ventajas de alta sensibilidad, sin problemas de envenenamiento, seguridad y confiabilidad.
V. Análisis en profundidad del estado de desarrollo actual de la industria de instrumentación de detección de gas
En los últimos años, con el rápido desarrollo de la economía de China, la industria de instrumentación también se ha desarrollado rápidamente. Desde 2004, la producción y las ventas superaron por primera vez la marca de los 100 mil millones de yuanes, y el desarrollo de la industria entró en la vía rápida. En 2006, el valor de producción total de la industria superó los 200 mil millones de yuanes; el valor de producción de la industria de instrumentación alcanzó los 307,8 mil millones de yuanes, con una tasa de crecimiento del 28,5% según las estadísticas de la Asociación de la Industria de Instrumentos. En el primer semestre de 2008, el valor de producción total de la industria de instrumentación alcanzó los 175,59 mil millones de yuanes al año; Aumento interanual del 23,8%, del cual la tasa de crecimiento de los instrumentos analíticos y de monitoreo ambiental llegó al 32%.
El progreso de la ciencia y la tecnología ha proporcionado las condiciones para el desarrollo de la industria de instrumentación de detección de gases. La promoción de políticas gubernamentales y de mercado, la mejora de la conciencia de seguridad de las personas y la mejora de las leyes y regulaciones pertinentes. las principales fuerzas impulsoras para el desarrollo de la industria de detección de gases. Estas promociones han puesto a la industria de instrumentación de detección de gases en un período de rápido crecimiento industrial.
Desde la perspectiva del desarrollo tecnológico, los instrumentos de detección de gases comunes tienen sus propios gases aplicables y campos de aplicación de acuerdo con los diferentes principios de uso de sensores. Las nuevas tecnologías y los nuevos productos se están convirtiendo en la corriente principal de los instrumentos de detección de gases en el mundo. futuro.
6. Perspectivas para la detección futura de la calidad del aire
Con la mejora continua del nivel de vida de las personas y el creciente énfasis en la protección del medio ambiente, la detección de diversos gases tóxicos y nocivos, la atmósfera El control de la contaminación, los gases residuales industriales y la detección de la calidad de los alimentos y del medio ambiente han planteado requisitos más estrictos para los sensores de gas. La aplicación exitosa de nuevas tecnologías de desarrollo de materiales, como la tecnología nanométrica y de película delgada, proporciona buenos requisitos previos para la integración e inteligencia de los sensores de gas. Los sensores de gas se desarrollarán aprovechando al máximo tecnologías integrales multidisciplinarias, como tecnología micromecánica y microelectrónica, tecnología informática, tecnología de procesamiento de señales, tecnología de detección, tecnología de diagnóstico de fallas y tecnología inteligente. El desarrollo de sensores de gas inteligentes digitales totalmente automáticos que puedan monitorear múltiples gases al mismo tiempo será una importante dirección de investigación en este campo.
Referencias:
[1] Chen Ai. Materiales y sensores sensibles [M]. Beijing: Higher Education Press
[2] Gao Xiaorong. Tecnología [M]. Chengdu: Xi'an Jiaotong University Press.
[3] Peng Jun. Tecnología de sensores y detección [M]. Beijing: Higher Education Press. ] Wang Yuanqing Principios y aplicaciones de nuevos sensores [M]. Beijing: Machinery Industry Press.
[5] Zhao Maotai. /p>
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