Những suy nghĩ về chất lượng dữ liệu đo bằng cảm biến
Cảm biến ô nhiễm không khí giá rẻ đang ngày càng thu hút nhiều sự quan tâm. Nó cung cấp phương pháp quan trắc chất lượng không khí với chi phí thấp hơn so với các phương pháp thông thường, về lý thuyết, việc giám sát ô nhiễm không khí có thể thực hiện được ở nhiều địa điểm hơn. Quá tốt để trở thành sự thật? Ở giai đoạn phát triển hiện tại, rất tiếc chúng ta phải kết luận là có. Các phép đo bằng cảm biến giá rẻ thường có chất lượng dữ liệu thấp hơn và có nhiều nghi vấn hơn so với kết quả từ các trạm quan trắc chính thức do các Quốc gia Thành viên EU thực hiện theo luật pháp Châu Âu và các phương pháp tiêu chuẩn quốc tế. Nếu chất lượng của các phép đo có thể được cải thiện, các cảm biến có thể trở thành một công cụ thay đổi cuộc chơi trong việc giám sát ô nhiễm không khí, quản lý giao thông, phơi nhiễm cá nhân và đánh giá sức khỏe, khoa học công dân và đánh giá ô nhiễm không khí ở các nước đang phát triển. Tài liệu này giải thích hiểu biết hiện tại của chúng tôi về những ưu điểm và nhược điểm của các cảm biến hiện tại. Tiến bộ công nghệ hy vọng sẽ thay đổi bức tranh của bản tóm tắt này trong vài năm tới. Nó cũng là một lời cầu xin để đánh giá và xác nhận các cảm biến với các thử nghiệm tại hiện trường và phòng thí nghiệm để hiểu được ý nghĩa và độ không đảm bảo trong các tín hiệu của chúng.
Một số loại cảm biến hiện nay:
Cảm biến điện hóa dựa trên phản ứng hóa học giữa khí trong không khí và điện cực trong chất lỏng bên trong cảm biến.
Trong cảm biến oxit kim loại (cảm biến điện trở, chất bán dẫn), các khí trong không khí phản ứng trên bề mặt cảm biến và thay đổi điện trở của nó.
Cảm biến dò ion hóa quang học ion hóa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và đo dòng điện thu được.
Máy đếm hạt quang học phát hiện ô nhiễm hạt bằng cách đo ánh sáng bị phân tán bởi các hạt.
Cảm biến quang học phát hiện các khí như carbon monoxide và carbon dioxide bằng cách đo sự hấp thụ ánh sáng hồng ngoại.
Tôi có thể mong đợi chất lượng dữ liệu nào từ cảm biến?
Các tín hiệu từ cảm biến không chỉ phụ thuộc vào chất gây ô nhiễm không khí mà còn phụ thuộc vào sự kết hợp của một số tác động, chẳng hạn như các hợp chất gây nhiễu khác, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và độ trôi tín hiệu (tính không ổn định của tín hiệu). Ở nồng độ cao, tín hiệu từ chất ô nhiễm không khí có thể mạnh, nhưng ở mức không khí xung quanh, tín hiệu yếu hơn so với các hiệu ứng gây nhiễu. Do đó, chất lượng của kết quả cảm biến phụ thuộc vào công nghệ và cách thực hiện (ứng dụng, địa điểm, điều kiện, thiết lập). Do đó, việc tạo lại các phản ứng của cảm biến tại các vị trí đo khác nhau hoặc việc sử dụng cảm biến di động là rất khó. Do ảnh hưởng của các thông số khí tượng đối với tín hiệu cảm biến, không phải lúc nào cũng có thể hiệu chỉnh và / hoặc hiệu chuẩn đơn giản. Tuy nhiên, trong một số tình huống được xác định rõ ràng, độ không đảm bảo đo của các thiết bị này có thể đạt đến mức của các phương pháp đo ‘chính thức’.
Tại sao các phép đo từ cảm biến và từ trạm giám sát lại khác nhau?
Một máy phân tích ô nhiễm không khí bên trong một trạm quan trắc chính thức sử dụng một nguyên tắc được xác định rõ ràng, tiêu chuẩn hóa và chọn lọc. Máy phân tích là loại đã được phê duyệt và thử nghiệm về các chất gây nhiễu và trong các điều kiện khác nhau. Môi trường trong các trạm quan trắc chính thức được kiểm soát, các thiết bị của chúng được kiểm tra thường xuyên và các phép đo phải tuân theo các quy trình kiểm tra chất lượng và hiệu chuẩn nghiêm ngặt. Một số cảm biến có thể nhạy cảm với điều kiện thời tiết (tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm) hoặc có thể gặp khó khăn trong việc phân biệt các chất ô nhiễm. Khi sử dụng cảm biến, các phép đo cần được đánh giá và xác nhận một cách cẩn thận. Tính đại diện trong không gian của nồng độ chất ô nhiễm đo được phụ thuộc vào chất ô nhiễm, nguồn và môi trường xung quanh. Ngay cả khi phép đo được thực hiện một cách chính xác, nó có thể chỉ mang tính đại diện cho một khu vực rất nhỏ. Một giao thức để đánh giá các cảm biến dựa trên các tiêu chí chung đang được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (CEN) phát triển.
Nguồn European Commission
Để lại bình luận