使得室内污染物不能及时排除室外,在室内存储、蓄积,造成室内空气恶化。人们在人工环境中所处的时间越来越长,结果引发了各种与室内环境相关的病症。所谓“凶宅”、“鬼屋”或“风水不好”的房屋,不少是积累了大量有毒有害物质的缘故[8]。
在20世纪70年代末期,认为IAQ代表一系列污染物浓度的指标,采用通风换气等手段稀释污染物浓度,使危害降低;近几年研究表明,IAQ还包含其它因素,如空气温度、湿度、及气流速度等,同时注意到IAQ是一个变量,涉及到设计、施工、和运行管理等多专业、多学科。污染源控制属于起点控制,而通风换气控制属于终点控制,每种单一的控制都不能解决目前的IAQ问题,因此IAQ成为现代建筑科学、医学卫生、建筑环境工程、建筑设计等诸方面的研究课题[9]。
三 国内外研究现状
气体传感器测定甲醛成为近年来甲醛检测研究的新热点。早在1983年,压电类甲醛传感器就已问世。这种传感器可以不需要对样品进行任何处理就可以测定,但易受水分子的影响而使晶体震动频率发生漂移,故基本无实用性。为适应室内空气甲醛现场快速检测的要求,目前已开发出不少甲醛快速测定仪,这些仪器可直接在现场测定甲醛浓度,操作方便,适用于室内和公共场所空气中甲醛浓度的现场测定,也适用于环境测试舱法测定木质板材中的甲醛释放量。但这些仪器的工作原理、响应性能、适应范围等都不同。[1]
在测试甲醛、苯等害气体方面,国外比较出名的有:美国ESC公司生产的Z一300甲醛检测仪、英国PPM公司生产的PPM-400甲醛检测仪;国内的有:江苏安普电子工程有限公司生产的400型甲醛分析仪、北京宾达绿创科技有限公司生产的甲醛测定仪抑一308等。[4]
这些仪器可实现对有害气体的检测功能,适用于专业检测机构或实验研究机构。准确测定甲醛、苯、氨等有害气体的设备昂贵(如英国PPM公司生产的PPM400甲醛仪约两万多元),测定时间较长,每隔一段时间就需进行重新标定,需要专业人员进行操作,很难连续测定;目前国内外产品的设计差异主要集中在监测传感器和控制单片机芯片的选用,操作方面国外的产品操作界面方便,功能加完备。
四 室内空气检测器的核心功能部件
1传感器
其中涉及温湿度传感器,有害气体传感器,氧气传感器还有无线传感器,用来检测室内各种指标。
2 信号处理
即处理光电传感器采集到的低频信号的模拟电路(包括放大、滤波、整形等)。 3 A/D转换器
即模拟电路与数字电路相互转换。 4 报警电路设置
相应的检测物指标没有达到要求时系统自动发生警报。
5 单片机电路
即利用单片机控制整个装置的核心(包括显示电路,时钟电路、复位电路等)。[7]
五 系统硬件结构及原理
本文研究的室内便携式智能空气品质监测仪是以ATMEL工公司的一款8位超低功耗单片机AT89S52为控制核心,系统结构如图所示。室内空气中有害气体甲醛、苯、氨分别通过传感器组中的传感器1、传感器2、传感器3输出一个与甲醛、苯、氨浓度相对应的电流信号,该信号经过放大滤波后通过多路转换器分时间段进行采样保持,最后经过A/D转换电路按一定得采样频率将模拟信号转换为数字信号送入单片机进行数据采集以便进行显示处理,温湿传感器直接与单片机相连。单片机对采样值进行数字处理后驱动液晶显示器分别显示出被测室内空气中的甲醛、苯、氨的浓度值及温湿度。若被测室内空气中甲醛、苯、氨的浓度某种有超过国家标准或设定的危险值时报警电路对应的发出声光报警信号。[3]
系统结构图
AT89S52芯片
六 小结
本设计主要是AT89S系列单片机在室内空气检测系统中的应用。基于单片机的空气质量检测系统可以在工业现场实时检测工业目标气体浓度,并完成数据采集、分析、显示、存储、报警等任务,具有操作简便、检测快速和便携性强的特点。通过单片机最小系统实现了空气的测量系统,由传感器采集到脉冲信号,经过信号的放大、滤波和整形电路将输出的信号通过单片机的外部中断获取并最终显示出来。利用单片机自身的功能检测室内空气的各种指标。本次所设计的测量仪系统实现简单、功能稳定、使用方便,应用广泛,具有实际意义。