2015 12-09-LASS Gases Sensing-v1

LASS – Gases Sensing劉承榮 Seng Yong (S.Y.) Lau

空氣污染

室外

碳氫化合物

(苯, 甲苯)黴菌

粉塵

(PM10, PM2.5) NO2, SO2 CO, O3

室內

人, 寵物 甲醛 黴菌+ 細菌有機揮發化

合物CO2

台灣室內空氣品質標準

項目 標準值

二氧化碳（CO2） 八小時值 1000 ppm

一氧化碳（CO） 八小時值 9 ppm

甲醛 Formaldehyde（HCHO） 一小時值 0.08 ppm

總揮發性有機化合物(TVOC) 一小時值 0.56 ppm

細菌(Bacteria) 最高值 1500 CFU/m3

真菌(Fungi) 最高值 1000 CFU/m3

粒徑小於等於十微米（μm）之懸浮微粒（PM10）

二十四小時值 75 μg/m3

粒徑小於等於二•五微米（μm）之懸浮微粒（PM2.5）

二十四小時值 75 μg/m3

臭氧（O3） 八小時值 0.06 ppm

室外空氣品質

項目 時間平均值 初級 中級 緊急

二氧化硫 (SO2)

二十四小時 平均值 0.3ppm 0.6ppm 0.8ppm

懸浮微粒（粒徑在10微米以下之粒子）

小時 平均值 - 2,000 μg／m3

連續二小時3,000 μg／m3

連續三小時

二十四小時 平均值 350 μg／m3 420 μg／m3 500 μg／m3

碳 (CO) 八小時 平均值 15ppm 30ppm 40ppm

氧 (O3) 小時 平均值 0.2ppm 0.4ppm 0.5ppm

氮 (NO2)小時 平均值 0.6ppm 1.2ppm 1.6ppm

二十四小時 平均值 0.2ppm 0.4ppm 0.5ppm

附件一、發布各級空氣品質惡化警告之空氣污染物濃度條件 (中華民國空氣品質嚴重惡化緊急防制辦法)

一般室外濃度 (1ppm = 1000ppb)

一氧化碳 (CO) 數百ppb

臭氧 (O3) 數十ppb

二氧化氮 (NO2) 數十ppb

二氧化硫 (SO2) 十ppb以下

氣體偵測技術

半導體式 (MOS) 氣體感測器

• 價格低

• 一般用來偵測有機揮發化合物

• 室內空氣品質, 車室空氣品質

Pellistor/MEMS Pellistor

• 一般用來偵測可燃氣體 (瓦斯警報器)

非分散式紅外線氣體感測器

• 一般用來量測二氧化碳

• 價格高

電化學式氣體感測器

• 一般用於工業控制

• 價格較高

半導體式 (MOS) 氣體感測器

與氣體進行氧化或還原反應

半導體製程, 價格較低

需加熱至 200 ~ 300 ℃

產生電阻變化

非常靈敏, 使用年限較長

耗電量大, 選擇性差 (會跟各種氣體起反應)

每顆sensor出廠基準值都不用

受環境溫濕度影響, 基準值亦隨時間改變

常用氣體: VOCs, O3, NO2, SO2等

電化學式氣體感測器

基本上是一個電池

不同濃度輸出nA等級電流

本身不耗電

選擇性好 (可以跟特定氣體反應)

解析度差: ppm 或 0.1ppm

使用年限較短

常用氣體: CO, NO2, SO2, O3, H2S, O2, Ammonia,

Ethylene Oxide, CL2

Gas

e-

e-

e- e-

e-

e-

Ox Ox

ReRe

Gas

Light SourceOptical Filter

Detector

非分散式紅外線氣體感測器

Smart City 室外空氣品質監測

阿姆斯特丹

使用半導體式 (MOS) 氣體感測器

量測NO2, CO

芝加哥

使用電化學式氣體感測器

量測NO2, SO2, O3, CO

結語

氣體感測技術分類眾多

需依據不同應用需求選擇最适合的感測器

過去氣體感測器主要用在工業應用上

室外空氣品質監測相對為較新應用

目前根據個人所知, 還未有最适合的氣體感測器

可償試不同組合, 找出最适合之感測器