野外在線式大氣負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)儀的準(zhǔn)確度問題

空氣負(fù)離子指數(shù)是一項(xiàng)重要空氣質(zhì)量評(píng)估參數(shù)，現(xiàn)在很多地方的林業(yè)局、氣象局已經(jīng)將空氣負(fù)離子指數(shù)做為日常環(huán)境因子納入常規(guī)監(jiān)測(cè)，國(guó)內(nèi)部分城市已將空氣負(fù)離子指數(shù)加入到日常天氣預(yù)報(bào)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。不過，我們很多人來說，對(duì)空氣負(fù)離子指數(shù)接觸最多的應(yīng)該是很多景區(qū)在對(duì)外宣傳當(dāng)?shù)丨h(huán)境時(shí)安裝的各種空氣質(zhì)量指示牌，而這其中，空氣負(fù)離子指數(shù)往往是宣傳信息中最重要的一個(gè)參數(shù)。

常見的各大景區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)公示牌

雖然這些數(shù)據(jù)公示牌可以讓人民更好的了解當(dāng)?shù)氐膶?shí)時(shí)空氣質(zhì)量，但是細(xì)看之下，似乎這些公示牌公布的數(shù)據(jù)都有一點(diǎn)不太對(duì)勁，特別是其中的負(fù)氧離子指數(shù)這個(gè)，明顯比我們認(rèn)知的要高很多。實(shí)際中，包括世衛(wèi)組織建議的標(biāo)準(zhǔn)也就是：負(fù)氧離子濃度高于1500個(gè)/立方厘米以上，就算是清新空氣，而我們國(guó)家林業(yè)局也在2016年發(fā)布了：LY /T 2586-2016 空氣負(fù)（氧）離子濃度觀測(cè)技術(shù)規(guī)范，里面也明確定義了空氣負(fù)氧離子指數(shù)與空氣質(zhì)量的對(duì)應(yīng)表，里面也明確指出：負(fù)氧離子濃度高于3000個(gè)/立方厘米以上就屬于一級(jí)空氣。

當(dāng)然，常規(guī)意義上，我們知道對(duì)很多指標(biāo)來講，往往是數(shù)值越高越理想，但是既然我們的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)值設(shè)定等級(jí)劃分值，也就意味著對(duì)于很多場(chǎng)所來講，實(shí)際的空氣負(fù)離子指數(shù)應(yīng)該也就居于標(biāo)準(zhǔn)中2級(jí)~4級(jí)的水平才對(duì)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)首先是要能覆蓋大多數(shù)場(chǎng)景才有意義，不然標(biāo)準(zhǔn)就沒必要將數(shù)值定的這么低。這也就是為什么現(xiàn)在很多人看到包括各種景區(qū)、公園公布的空氣質(zhì)量指數(shù)時(shí)有很大的疑問，因?yàn)樗鼈児汲鰜淼臄?shù)據(jù)往往是比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中定義的最高級(jí)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)還要高很多倍，那這里可能就有一個(gè)問題：到底是這些景區(qū)公布出來的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確？還是它們所安裝的負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)設(shè)備工作狀態(tài)有明顯異常？

廣州極端科技有限公司是一家致力于高端環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的集成供應(yīng)商，特別是在空氣負(fù)離子監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，我們是日本頂級(jí)權(quán)威空氣負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)設(shè)備制造商：COM SYSTEM公司在國(guó)內(nèi)的指定服務(wù)商，COM SYSTEM公司生產(chǎn)的COM-3200PROII、COM-3600、COM-3800、COM-3400等一系列空氣正&負(fù)離子檢測(cè)儀代表了行業(yè)內(nèi)最頂級(jí)的性能和精確度，產(chǎn)品也獲得了包括國(guó)內(nèi)諸多氣象系統(tǒng)、林業(yè)系統(tǒng)、及相關(guān)大型專業(yè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，在國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域有相當(dāng)多的應(yīng)用。廣州極端科技有限公司不但致力于空氣負(fù)離子檢測(cè)儀設(shè)備的銷售&維護(hù)，同時(shí)也對(duì)諸多客戶提供全面的技術(shù)支持服務(wù)。所以，我們也經(jīng)常碰到許多客戶來問我們關(guān)于空氣負(fù)離子檢測(cè)儀數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度問題，對(duì)于，我們也做了相關(guān)的驗(yàn)證。

我們的工程師在某景區(qū)進(jìn)行的實(shí)地檢測(cè)對(duì)比景區(qū)自己監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)

檢測(cè)設(shè)備為：COM-3200PRO II空氣負(fù)離子檢測(cè)儀（有第三方CMA機(jī)構(gòu)檢測(cè)認(rèn)證）

多點(diǎn)采樣檢測(cè)，濕度比較大的低洼場(chǎng)所最高值為3000~4000個(gè)/立方厘米

瀑布邊上是測(cè)量到的最大值為：9000個(gè)/立方厘米左右

通過對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)，我們的檢測(cè)設(shè)備測(cè)量到的數(shù)據(jù)平均在2000個(gè)/立方厘米左右，最高值為靠近水源的位置：如靠近瀑布邊上，測(cè)量數(shù)據(jù)多在3000~4000個(gè)/立方厘米左右，最大值位于瀑布邊上，最高值可以去到9000~10000個(gè)/立方厘米左右。單看測(cè)量數(shù)據(jù)，該景區(qū)的空氣質(zhì)量是妥妥的高于一級(jí)空氣的標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量相當(dāng)優(yōu)異。但是景區(qū)自己的公布的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)明顯比我們實(shí)地測(cè)量的值要高上幾個(gè)數(shù)量級(jí)，明顯比常理正常值偏高了很多，而恰恰是這些有明顯飄高的數(shù)據(jù)就會(huì)讓一些真正專業(yè)的人員看出不對(duì)，甚至還有可能認(rèn)為是弄虛作假的問題。但是在我們看來，很可能主要原因就出在設(shè)備的使用不當(dāng)方面，因?yàn)閷?duì)于專業(yè)的監(jiān)測(cè)設(shè)備來講，不但要考慮設(shè)備的自身誤差參數(shù)，更重要的還要考慮設(shè)備的安裝地點(diǎn)、使用環(huán)境、日常維護(hù)等多種外在的干擾因素，這樣才能全面的制定設(shè)備的日常維護(hù)事項(xiàng)，盡可能的消除測(cè)量誤差。

對(duì)于空氣負(fù)離子檢測(cè)儀數(shù)據(jù)飄高的問題，我們也有全面的了解，也一直為不同的客戶提供預(yù)防&解決方案。在這里我們總結(jié)一下原因，希望對(duì)大家有幫助：

1.      工作環(huán)境對(duì)于測(cè)量的影響

空氣負(fù)氧離子的產(chǎn)生源于空氣、陽(yáng)光、綠植、大地和水分，空氣負(fù)離子不是一種獨(dú)立的物質(zhì)，它是空氣中的氧分子和水分子在獲得&丟失自由電子后，變成的帶負(fù)電荷且?guī)а踉拥牟环€(wěn)定離子，自由電子的獲得，主要就是來源于陽(yáng)光（宇宙射線）、大地（天然放射性物質(zhì)）、綠色植物自身的光合作用等，所以不同的工作環(huán)境，本身對(duì)負(fù)氧離子的產(chǎn)生有很大的影響，所以即使是同一片區(qū)域，不同的位置的空氣負(fù)離子濃度本身也會(huì)有很大的不同。

2.      設(shè)備自身特點(diǎn)外在因素對(duì)測(cè)量的干擾

負(fù)離子檢測(cè)儀本質(zhì)上是一個(gè)高靈敏度的微電流探測(cè)系統(tǒng) ，它是由一組帶電壓的均勻電場(chǎng)電極和信號(hào)處理模塊組成，當(dāng)帶電荷的負(fù)離子通過均勻電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)受到電場(chǎng)力的作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)而撞擊到電極上并產(chǎn)生放電信號(hào)，信號(hào)處理模塊通過收集這些放電信號(hào)就可以計(jì)算出離子的濃度。均勻電極可以是一組平板，也可是一組圓筒，當(dāng)然相比平板，圓筒式結(jié)構(gòu)可以更好的產(chǎn)生均勻電場(chǎng)，有效延長(zhǎng)帶電離子通過電場(chǎng)的距離和時(shí)間，這樣可以有效提升測(cè)量精度。

日本COM SYSTEM公司的專利雙軸圓筒式負(fù)離子傳感器結(jié)構(gòu)

正因?yàn)樨?fù)離子檢測(cè)儀的傳感器采集的是電極的放電信號(hào)，所以導(dǎo)電物質(zhì)（特別是空氣中的水汽）就會(huì)很容易產(chǎn)生干擾的放電信號(hào)，從而導(dǎo)致傳感器電極異常放電導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)偏高，所以常規(guī)情況下，環(huán)境濕度對(duì)負(fù)離子檢測(cè)儀的影響比較大，因?yàn)樨?fù)離子檢測(cè)儀要?jiǎng)硬蓸樱钥諝饬鬟^傳感器內(nèi)部時(shí)溫度會(huì)比環(huán)境要稍低一點(diǎn)，所以空氣中的水氣本身會(huì)產(chǎn)生一定的冷凝，形成水膜附著在傳感器電極表面，導(dǎo)致異常放電信號(hào)。所以，正常環(huán)境濕度超過80%的情況下，我們就會(huì)建議減少儀器的工作時(shí)間，同時(shí)使用完以后，一定要注意給儀器進(jìn)行干燥處理。

3.      供電及清潔對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的干擾

從上面我們知道，負(fù)離子檢測(cè)儀內(nèi)部實(shí)際是一個(gè)恒壓環(huán)境，包括采樣風(fēng)扇，也是一套恒流系統(tǒng)，這樣才能形成一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境。但是由于室外工作環(huán)境的不確定性，很多時(shí)候電壓的異常波動(dòng)會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)工作環(huán)境的不穩(wěn)定，進(jìn)而會(huì)影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的不穩(wěn)定性，造成測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差。

另外定期的維護(hù)對(duì)檢測(cè)儀的穩(wěn)定工作也至關(guān)重要，因?yàn)椴煌谄渌鼨z測(cè)設(shè)備，空氣負(fù)離子檢測(cè)儀不能做IP防水、防塵處理，所以工作時(shí)間久了以后，空氣中的污染物容易附著在儀器傳感器電極上面，甚至我們以常碰到過小昆蟲、小蜘蛛等直接將窩建在了儀器內(nèi)部，這些不確定的外在因素都會(huì)嚴(yán)重干擾設(shè)備的正常運(yùn)行，造成測(cè)量上的誤差。

4.      設(shè)備工作壽命對(duì)測(cè)量的影響

做為一款高精密的檢測(cè)設(shè)備，實(shí)際是它有確定的使用周期的，對(duì)空氣負(fù)離子檢測(cè)儀來講，如果是常規(guī)實(shí)驗(yàn)室使用，維護(hù)得當(dāng)，使用5~6年是完全沒有問題的，但是相比穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境，室外環(huán)境的復(fù)雜程度要高很多，這本身對(duì)負(fù)離子檢測(cè)儀的使用周期有嚴(yán)重的影響，特別是相比常規(guī)實(shí)驗(yàn)室這種非連續(xù)性使用來說，很多景區(qū)的負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)設(shè)備是需要長(zhǎng)年24小時(shí)的工作狀態(tài)，這本身對(duì)于設(shè)備來講就是在超負(fù)荷的使用，所以設(shè)備的使用周期會(huì)大大縮短。

另外，為了保證檢測(cè)儀在使用過程中的準(zhǔn)確性，實(shí)際上廠家是有要求：建議每年校準(zhǔn)一次，以消除因?yàn)樵O(shè)備老化&損壞造成的測(cè)量誤差加大。但是對(duì)于景區(qū)這種高負(fù)荷連續(xù)工作場(chǎng)景來說，校準(zhǔn)&維護(hù)周期實(shí)際是需要縮短很多（我們一般是建議每3~4個(gè)月必須進(jìn)行維護(hù)&校準(zhǔn)），而正是因?yàn)榘惭b環(huán)境的復(fù)雜以及維護(hù)的缺失，導(dǎo)致很多在線式的空氣負(fù)離子監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)際在安裝以后一兩個(gè)月以內(nèi)測(cè)量數(shù)據(jù)就會(huì)明顯失真飄移。這一點(diǎn)尤其值得關(guān)注。