美國(guó)2B 106-L 型用于傳感器校準(zhǔn)
ENEA 的研究人員使用 SentinAir 系統(tǒng)和 106-L 型校準(zhǔn)和評(píng)估二氧化碳低成本傳感器
[編者注：本研究使用了包含 CO2 測(cè)量模塊的 106-L 型臭氧監(jiān)測(cè)儀版本。 我們的 106-L 型不再提供該選項(xiàng)。 本文的 很后部分描述了我們當(dāng)前的相關(guān)測(cè)量選項(xiàng)。]
問題：低成本氣體傳感器是監(jiān)測(cè)室內(nèi)或室外環(huán)境空氣質(zhì)量的替代方案。
然而，它們的性能取決于它們的操作測(cè)量技術(shù)，并且數(shù)據(jù)質(zhì)量可能會(huì)有很大的不同。此外，它們需要在將要部署的站點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，以 很大限度地提高其性能質(zhì)量。在室內(nèi)環(huán)境中，二氧化碳監(jiān)測(cè)對(duì)于保持良好的空氣質(zhì)量水平至關(guān)重要。
在某些情況下，此操作是通過低成本氣體傳感器執(zhí)行的，但要有效完成此任務(wù)，必須仔細(xì)評(píng)估二氧化碳傳感器的性能，并在必要時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)。低成本傳感器的評(píng)估或校準(zhǔn)是通過比較來自參考儀器的數(shù)據(jù)與傳感器輸出來執(zhí)行的。
解決方案：在室內(nèi)環(huán)境中評(píng)估或校準(zhǔn) CO2 氣體傳感器的一種相當(dāng)快速的方法是使用 SentinAir 系統(tǒng)和 2B Technologies 的 106-L 型，配備維薩拉的 CARBOCAP 二氧化碳模塊 GMM112。通過使用這兩種儀器，用戶可以對(duì) CO2 氣體傳感器進(jìn)行快速評(píng)估，例如 Alphasense 的 IRC-A1 和 Dynament 的 TDS0058，它們都安裝在 SentinAir 設(shè)備內(nèi)。 106-L 型用作 CO2 參考儀器，其串行端口通過 USB 適配器連接到 SentinAir 設(shè)備以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。此操作不需要其他設(shè)備或儀器。
圖 1：SentinAir 系統(tǒng)生成的 CSV 文件圖。 CO2 參考數(shù)據(jù)來自配備 CO2 模塊的 2B Tech Model 106-L
結(jié)果：2B 儀器和兩個(gè) CO2 傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在記錄中，帶有時(shí)間戳，構(gòu)成可從 SentinAir 下載的 CSV（逗號(hào)分隔值）文件。通過將來自 Model 106-L 的值作為參考，可以 應(yīng)用線性回歸模型來評(píng)估傳感器性能或用于校準(zhǔn)目的。 相關(guān)系數(shù) (R2)、截距、模型斜率、平均絕對(duì)誤差 (MAE) 和標(biāo)準(zhǔn)偏差 (SD) 是有助于確定傳感器性能的指標(biāo)。 來自上述儀器設(shè)置的數(shù)據(jù)示例可在圖 1 中找到，而從中計(jì)算的指標(biāo)總結(jié)在表 1 和圖 2 中。
圖 2：散點(diǎn)圖顯示傳感器數(shù)據(jù)與作為參考的 106-L 型之間的關(guān)系。
表 1：從線性回歸模型計(jì)算的 CO2 性能指標(biāo)。
2B Tech 儀器的作用：帶有集成 CO2 傳感器的 106-L 型被用作本研究中低成本傳感器的校準(zhǔn)參考。 通過根據(jù) 106-L 型參考校準(zhǔn)傳感器，可以放心地將傳感器部署為測(cè)量室內(nèi)或室外環(huán)境中空氣質(zhì)量的一種手段。 此版本的 106-L 型被稱為“GO3 CO2 實(shí)驗(yàn)包”，直到 2017 年，2B Technologies 作為 106-L 型的可選升級(jí)版出售。CO2 測(cè)量現(xiàn)在可作為我們個(gè)人的一部分 空氣監(jiān)測(cè)儀 (PAM) 和社區(qū)空氣監(jiān)測(cè)儀 (CAM)，也在 2021 年晚些時(shí)候推出時(shí)用于我們的 AQSync 儀器。除了二氧化碳，PAM 還能夠測(cè)量一氧化碳 (CO)、細(xì)顆粒物 （PM1、PM2.5 和 PM10）、溫度、壓力和相對(duì)濕度。
底線：雖然 2B Technologies 不再提供 GO3 CO2 實(shí)驗(yàn)包，但我們有多種其他產(chǎn)品能夠?yàn)槟膽?yīng)用提供 CO2 測(cè)量。除了上述 PAM 之外，CAM 還提供聯(lián)邦等效方法 (FEM) 質(zhì)量臭氧測(cè)量以及 CO、CO2、PM1、PM2.5、PM10、溫度、壓力和相對(duì)濕度的測(cè)量。 CAM 安裝在防風(fēng)雨外殼中，可以安裝在固定位置（例如燈桿上）。該設(shè)備能夠?qū)?shù)據(jù)直接上傳到我們的在線數(shù)據(jù)庫，在該數(shù)據(jù)庫中可以在 Google Earth 樣式的疊加層上查看或由 很終用戶下載為 CSV 文件。
目前由 2B Technologies 開發(fā)的是我們的 AQSync 監(jiān)控包。這款一體化儀器將于 2021 年推出，將提供 很重要的空氣污染物測(cè)量，包括 O3、NO、NO2、CO、CO2、PM1 和 PM2.5，以及環(huán)境溫度 (T)、壓力 ( P)、相對(duì)濕度 (RH)、風(fēng)速和風(fēng)向。該軟件包將利用 FEMgrade 測(cè)量 O3 和 NO2，同時(shí)對(duì)其他污染物采用經(jīng)過驗(yàn)證的準(zhǔn)確測(cè)量技術(shù)。 AQSync 將提供蜂窩連接，因此收集的數(shù)據(jù)將自動(dòng)上傳到我們的在線數(shù)據(jù)庫，供用戶訪問和下載。 AQSync 將作為新興傳感器網(wǎng)絡(luò)的路過校準(zhǔn)站。這些傳感器可以與 AQSync 提供的參考級(jí)測(cè)量值搭配使用，并且可以在現(xiàn)場(chǎng)部署之前調(diào)整其校準(zhǔn)參數(shù)。 AQSync 還將作為發(fā)展中國(guó)家的完整空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站。這些客戶無需購買一整套昂貴的儀器，而是能夠?yàn)樗麄兊谋O(jiān)測(cè)站購買一個(gè) AQSync。這將降低基礎(chǔ)設(shè)施成本，同時(shí)保持根據(jù)當(dāng)?shù)卣ㄒ?guī)監(jiān)測(cè)空氣污染的能力。
106-L 型臭氧監(jiān)測(cè)儀被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署批準(zhǔn)為用于環(huán)境臭氧監(jiān)測(cè)的 FEM。該儀器已通過認(rèn)證，可測(cè)量 0-500 ppbv 之間的環(huán)境臭氧濃度。
該儀器的精度為 1.5 ppb 或讀數(shù)的 2%（以較大者為準(zhǔn)）。該儀器可提供標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式外殼、壁掛式防風(fēng)雨外殼或 OEM 版本。
請(qǐng)聯(lián)系 2B Technologies 討論使用 Model 106-L、PAM、CAM 或 AQSync 進(jìn)行空氣監(jiān)測(cè)應(yīng)用。
