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助力監控看不到的污染物,物聯網氣體傳感器

更新時間:2017-11-07點擊次數:758

時序進入秋冬季節轉換期,在PM2.5細懸浮微粒及源自各工業區排放之污染物同時發威下,已使近來天空逐漸蒙上一層灰色面紗,為免將來呼吸新鮮空氣成為一種奢望,目前氣象環保單位與科技業界皆已積*力投入氣體感測技術研發,以期透過隨時隨地監測身處環境空氣污染狀態,進而實時展開應變措施,借此確保自身健康與人身安全。

  

  環境污染來源VOCs*

  

  PM2.5系指空氣中氣動粒徑等于或小于2.5微米(μm)的粒狀污物,其形成可分為原生性(primary)及衍生性(secondary),型態有固態與液態,PM2.5之前趨物主要由碳、硫氧化物、氮氧化物、氨、VOCs(固定污染源揮發性有機物)構成,其中VCOs被認為是導致室內空氣質量不佳的主要微量化學組成成份,相關有機物對人體健康容易造成慢性、長期的不利影響,產生喉嚨/眼睛刺激過敏、頭昏眼花、頭痛與倦怠感,且長期曝露在VOCs (如甲醛) 下,更可能傷害神經系統、助長癌癥發展與肝腎毒素累積。

  

  整體而言,VOCs環境污染源可說*,且多以無色無味狀態存在于環境周圍,使人們無意間不斷吸入而不自知。除遍布于居家之建材、清潔用品、家俱附帶之黏著劑、地毯塵螨、地板材料之外;廠房與汽車之器具設備與引擎/發動機,也常掩藏諸多燃燒物、氧化物等發射源與各種碳氫化合物。更有甚者,包括人們每日上班的辦公室,及其所擺置之PC與多功能事務機,也多蘊含許多苯、苯乙烯、石碳酸…等有毒物質,一旦吸入過多VOCs,將明顯影響人體新陳代謝,導致膽固醇過高、肝臟運作狀態異常、并衍生糖尿病等慢性疾病,而由肺泡所吸吐之有毒氣體,也往往容易長久停留在肺部甚至滲入呼吸系統,對人體造成*的傷害。

   除了居家安全健康監測之外,氣體傳感器更可進一步將觸角延伸至工安、食品安全與醫療領域;將小型氣體質譜分析系統應用于半導體化學制程控制,監測廠區有毒氣體/制冷劑是否外泄,或將氣體傳感器嵌入RFID標簽,監測fu敗肉品產生的腐胺和尸胺。更有甚者,由于人類呼吸包含1,000種以上化學成份,因此未來透過氣體傳感器可有效擷取粒子數量,以監測呼吸中微量化學成份濃度,借此分析生命體征與疾病征兆;如監測氨濃度以判斷肺部疾病、腎衰竭征兆,監測異戌二烯濃度判斷疲勞或睡眠呼吸中止癥征兆,監測丙酮濃度監控糖尿病患者病情變化,監測呼氣及體味進行癌癥診斷。

  因應此一環境污染對人體健康產生的潛在威脅,也使監測各種化學成份濃度的應運而生,希望針對各種有毒物質進行有效監測,使人們得以及早因應并進行各項防范措施。

  

  氣體-空污防治新利器、開啟消費者健康安全應用大未來

  

  舉例而言,未來家中如有過敏體質嬰幼兒,可透過加裝氣體傳感器于嬰兒房,監測過敏源與塵螨,一旦監測到濃度異常,則自行啟動空氣清凈機進行空氣有毒物質過濾(見圖1)。而對于常需于浴廁廚房烹飪灑掃之家庭主婦,也可透過手持式或嵌入式氣體傳感器,監測潛藏于廚具、浴廁、天花板/地板之甲醛、甲苯、丙酮,進而在成份過濃或異常時展開應急處理。如家中有獨居老人時,也可安裝CO/CO2傳感器于浴廁周圍,在其衛浴過程中因一氧化碳/二氧化碳過濃導致身體不適時,自動開啟全熱交換機進行空氣調節與通風設備控制。而對于常需開車上班的家中成員,也可借助加裝氣體傳感器于車內椅背,監測不易察覺的內燃機損壞衍生之有毒氣體外泄,以及早處理避免可能的行車安全疑慮。除此之外,目前也已有業者開發出以docking連接器插入智能手機方式的酒精,透過對手機呼氣方式于4秒內完成酒精濃度檢測,并由專屬APP提供低/中/高層次的警告指標。

  

  而在預防醫學與自主建康管理觀念日益普及的年代,未來透過加裝氣體傳感器于智能手機或穿戴裝置,以監測新陳代謝率變化并持續追蹤后續改善狀況,同時借助量測皮膚丙酮計算燃燒脂肪,或搭配流量計進行呼吸鑒定,皆是氣體傳感器協助運動紀錄/健康管理的可能應用情境。

 

北京富瑞恒創科技有限公司,成立于2009年8月,成立至今已經和國內多家教育機構,全國各地多家企業有過長期的合作關系,專注于新型材料試驗機的研究,長期聘請清華大學精密儀器系的專家為技術顧問,并成立新型材料檢測儀器研發中心。
    北京富瑞恒創科技有限公司是集專業設計、開發、生產與銷售于一體的高新技術股份制企業,專注于新型材料試驗機的研制、材料檢測技術的提高及材料試驗方法的創新,是國內的材料試驗檢測儀器的生產企業。

富瑞恒創儀器研發部擁有行業內zui的、的研發力量及技術團隊,,并成立新型材料檢測儀器研發中心,是對推動國內材料檢測技術的提高和試驗方法創新的重要技術保證力量。富瑞恒創同時還與中科院自動化研究所、國防科技大學等全國數十所科研院所開展緊密合作,并為中國國fang軍工企業及航天科技企業和重點實驗室定制生產了大量標準和非標準的測試儀器。

  凡此種種,皆顯示出氣體傳感器可觀的發展前景,及未來有效對抗環境污染確保人類健康安全的無限潛力。

  

  在物聯網即將來臨的時代,如何透過遍布各處的傳感器,隨時隨地監測環境異常狀態,借助傳感器彼此連動與應急處理,以達到充份保障人類生活安全無虞,已成為物聯網應用zui主要的精神所在?;仡欉^往,量測各種物理量變化的力學Sensor與磁學Sensor,已在3C/智能手持裝置發展鼎盛的年代開創一波的市場商機,環顧手邊的智能手機、游戲機,無不可見透過人機接口感測操控使娛樂生活更便利的成功案例。

  

  而展望未來,人類面對的將是更多環境安全、食品安全、醫療安全等社會層面的艱巨挑戰,特別對于無處不在的空氣污染威脅,更需仰賴更多精密的感測技術來進行有效防范,而具備化學成份濃度監測特性的氣體傳感器,正好符合此一市場的急切需求,可以預見在不久的將來,此一技術也將扮演開啟污染防治的關鍵之鑰,透過更多多重氣體感測技術的交互運用,使人們得以及早因應處理,借此重新找回潔凈環境,享受人人皆有健康安全的美麗未來。

  

  

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