顆粒物是最棘手的空氣污染物之一，因為它會引發(fā)嚴重的呼吸道疾病?，F(xiàn)在，來自西門子樓宇科技集團的專家開發(fā)出一種能夠精確測定室內(nèi)顆粒物濃度的傳感器。這種傳感器不僅特別適合在中國和印度等顆粒物濃度較高的區(qū)域使用，同時亦適用于歐洲各大城市。將這種傳感器集成到現(xiàn)有的樓宇自控系統(tǒng)中，有助于顯著改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
顆粒物（pm）來自排氣管、住宅煙囪和發(fā)電站，以及明火產(chǎn)生的煙霧，它是我們身邊最危險的空氣污染物之一。多年來，環(huán)保部門一直密切監(jiān)測顆粒物，因為它會導致人們罹患肺部疾病。直徑小于2.5微米的細小顆粒（亦稱pm2.5）的危險性更為顯著，人們在呼吸或吸煙時，會將它們深深吸入肺部。歐洲環(huán)境署估計，每年僅歐洲就有超過40萬人死于pm2.5引起的肺部疾病。
在中國和印度等新興經(jīng)濟體國家，情況更為嚴峻。據(jù)醫(yī)學雜志《柳葉刀》最近發(fā)表的一篇文章，盡管目前的歐盟標準是每立方米空氣中的顆粒物含量不超過25微克，但在新興經(jīng)濟體國家，許多城市的平均顆粒物濃度高達這一限值的4倍以上。因此毫不令人意外的是，在中國，顆粒物傳感器是的個人電子產(chǎn)品之一。直到現(xiàn)在，這種類型的傳感器還不可用于商業(yè)建筑物自控系統(tǒng)。位于瑞士楚格小鎮(zhèn)的西門子樓宇科技集團樓宇自控產(chǎn)品市場經(jīng)理jonathan miles copley表示，“中國大城市的空氣質(zhì)量極為糟糕，因此，西門子中國建議研發(fā)這樣的傳感器，以集成到我們的樓宇自控系統(tǒng)中。”于是便有了剛剛投放市場的pm2.5傳感器。
測量多種類別顆粒物
新的傳感器與煙盒一般大小，可安裝在墻上，定期檢查室內(nèi)空氣中的顆粒物濃度。位于傳感器內(nèi)側(cè)的一個小風扇將空氣吸入。一個激光二極管通過測定顆粒物的光散射強度，記錄精確的pm2.5濃度。copley指出，“這種傳感器經(jīng)專門校準，以測量重要的pm2.5值。它也可估算出pm10的濃度。”pm10是直徑小于10微米的顆粒物，大小接近于引發(fā)過敏的花粉，但不像pm2.5那么危險。盡管如此，它們?nèi)匀粚Ψ尾繕?gòu)成負擔，因而也被記錄下來。然后，傳感器可在屏幕上以不同顏色顯示這兩類顆粒物的當前值——顏色取決于測得的濃度。這些值也將通過數(shù)據(jù)線，發(fā)送至樓宇自控系統(tǒng)。
在中國的首都北京，顆粒物污染是的一個嚴重問題。
目前，西門子樓宇科技集團的專家正在推出不同的app，以配合這種傳感器的使用，確保改善空氣質(zhì)量。他們打算將這種傳感器集成到現(xiàn)有的樓宇自控系統(tǒng)中，以實現(xiàn)這個目標。這種傳感器可以與空氣凈化器相結(jié)合，因為在中國的許多寫字樓，空氣凈化器已經(jīng)成為標配，被污染的室內(nèi)空氣經(jīng)它們過濾之后，再被送回辦公室。未來，這些傳感器將能根據(jù)pm2.5濃度來開關(guān)空氣凈化器，而不是像現(xiàn)在這樣讓它們不間斷運行。這些傳感器僅在必要時啟動空氣凈化器，從而大幅節(jié)電。
此外，西門子樓宇科技集團的專家也在開發(fā)app，用于將顆粒物傳感器與二氧化碳傳感器連接起來，以便控制建筑物的通風系統(tǒng)。在封閉的房間里，人體呼出的二氧化碳會不斷聚積。如今，這種情況下常常使用二氧化碳傳感器來啟動通風系統(tǒng)，向室內(nèi)泵送新鮮空氣。copley說：“在許多大城市，空氣中的顆粒物濃度非常高，因而不適宜進行通風。這時候，顆粒物傳感器可以阻止通風。”
輕松更換激光模塊
除精確測量最細小的顆粒物之外，對用戶而言，西門子顆粒傳感器還具備其他優(yōu)點，譬如，在操作方面。隨著時間的推移，顆粒物傳感器吸入的空氣中攜帶的污垢積聚在激光元件上。通常，整個傳感器要斷電后拆卸，再更換成新的裝置。而西門子樓宇科技集團研發(fā)的這種傳感器則僅需更換小小的激光模塊。copley說：“這就如同為電視遙控器更換電池一樣快捷。”這種傳感器還提供經(jīng)濟模式，所以不必頻繁更換激光模塊。在這種模式下，它每個小時僅執(zhí)行規(guī)定次數(shù)的測量，這無形中延長了污垢積聚周期。
激光模塊的使用壽命亦相應地得到延長。這種傳感器還具備快速啟動功能，允許用戶隨時獲取空氣質(zhì)量信息。當用戶靠近傳感器一米以內(nèi)時，它將被喚醒并快速讀取數(shù)據(jù)。copley說：“然后，短短數(shù)秒鐘內(nèi)，屏幕上將顯示當前顆粒物濃度值。這種超快速空氣分析能力，是我們的裝置的*特性。”
copley認為，除了中國、印度外，其他污染嚴重的區(qū)域，這種傳感器也能發(fā)揮作用。如今，幾乎每個城市都在一定程度上面臨著顆粒物濃度問題，特別是在發(fā)生逆溫現(xiàn)象時——這時候，被污染的空氣像一口大鐘籠罩在城市上空。這種情況下，倫敦或斯圖加特的顆粒物濃度也會一躍沖破標準限值。
環(huán)境空氣質(zhì)量也是激光模塊污垢積聚周期的決定因素。copley指出，在北京，模塊的使用壽命可能僅為短短幾年。而相同裝置在瑞士阿爾卑斯山上的使用壽命則可能延長數(shù)倍。如果由傳感器來控制空氣凈化器，那么，在中國的特大城市，空氣凈化器的使用壽命也將延長，同時確保室內(nèi)空氣如同瑞士群山中的空氣一樣清新。
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