Dylos 空气微粒计数器实验,第一部分

Posted on September 8th 2013
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测量空气质量最常见的方法,只要是有关PM10 与 PM2.5微粒的检测,就会使用Beta衰减检测器(Beta Attenuation Monitors),又叫做BAM(请看右侧的图片)。 这些都是专业仪器,也是中国,美国和其他大都数国家官方唯一用来检测空气质量的仪器。最有名的制造商是位于美国的Met-One公司。

BAM的工作原理非常简单:它可以测量beta粒子(电子)穿不通过一层薄薄的悬浮微粒物质(PM)后减少的数量。随着PM层厚度的增加,能穿过的beta粒子数量越低。



BAM仪器的唯一的主要问题就是它的价格。它的价格预计在12万人民币左右(1万5千欧元)。在中国,目前官方监测站大约有500个BAM仪器(平均每个城市 大约有10个监测站)。但是这些还不够,由于还有许多城市不能提供PM2.5读数。在泰国,有21个自动(提供每小时读数的)监测站, 但是却没有一个可以提供PM2.5数据的监测站。在越南,全国只有3个监测站。

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因此,在等待全世界各国政府过买更多最新的Beta 衰减检测器的时候,有没有别的事情可以做呢?答案是有的!事实上,有一种相对可负担得起的仪器可以用来检测空气质量中的PM10 和 PM2.5的数值。其中最有名的是Dylos空气微粒计数器(Dylos Air Particule counter)




如果你想了解更多有关Dylos空气微粒计数器的工作原理,请参考Matthias 在逆向工程方面杰出的研究,或者直接访问Dylos的网站(www.dylosproducts.com/). 您也可以参考resarch纸 “ A low-cost instrument for environmental particulate analysis based on optical scattering”来了解测量理论。


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为了证明dylos仪器同样可以用来作为检测空气质量的仪器,我们在我们的实验室里用Dylos DC 1100 Pro, 带PC接口设置了一个实验。这个专业版的仪器可以在亚马逊上买到,价格是319美元 (1888人民币)。虽然相比之下Dylos DC 1100 较便宜些,但是需要注意的是必须要购买专业版的仪器 (Pro, 带PC接口),因为它提供一个电脑接口,可以强制自动提取数据。

如果你想在中国购买Dylos DC 1100 Pro, 带PC接口仪器,请确定你购买的正确的专业版仪器。目前,在京东上海没有找到出售专 业版仪器的卖家,在淘宝上只有几个卖家。如果你真的想尽快买到我们推荐的Dylos DC 1100 Pro, 带PC接口 专业版仪器,但是又不想等待到货时间,可以购买价格更贵的Dylos DC 1700,但是Dylos DC1700仅是做了一些简单的升级,并不会改变我们检测出的空气质量检测结果。


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为了把自动提取的数据传输到服务器,还需要:Raspberry PI (278人民币) 和一个连接USB数据线(20人民币), 清单总计:2188人民币左右。

Dylos DC1100 pro
with PC interface
Serial to USB cable Raspberry PI


The documentation and scripts for connecting the Dylos particules counter to the Raspberry PI, and automatically uploading the dylos data to the World Air Quality project server are available freely from github: github.com. If you have any questions, you can contact us with the subject "Dylos Experiment".

Also, please note that when you setup your Dylos Particule Counter outside, you need to be carefull where you locate it. Ideally, it should be in a place which is not too windy, as the wind can have a significant impact on the readings (The reason is that the Dylos counter is using a simple fan to get the air inflow, and the volume of air inflow per minute needs to be constant in order to have accurate readings ~ This simple fan is one of the reason why this kind of material is so affordable compared to the professional MetOne BAM sensors).


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为了更好地比较Dylos与BAM两种仪器的读数,因为给我们提供Dylos数据的监测站在三里屯SOHO附近,因此,我们采用了朝阳区农业展览馆监测站提供的BAM数据。

这里是两种数据的实时结果:蓝色的数据线是Dylos的读数(每分钟更新),红色的数据线表示的是BAM的数据(每小时更新)。第一幅曲线图比较的是PM10的读数,第二幅图比较的是PM2.5的读数。



(点击照片可以打开全部的实时数据)



如图所见,Dylos与BAM读数间的相似度非常高,但也并不总是对得上的。在这篇文章的第二部分(将在两个后,收集到足够的数据后发表),我们将提供更多有 关读书的统计分析数据。

如果你有兴趣参加这个实验,建立你自己的Dylos监测站,请与我们联系。我们会为你提供所有的程序代码与设置 细节,安置你的数据库传感器,这样你就可以实时观测到你自己的读数了。

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    关于空气质量与空气污染指数

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    空气质量指数空气质量指数级别(状况)及表示颜色对健康影响情况建议采取的措施
    0 - 50一级(优)空气质量令人满意,基本无空气污染各类人群可正常活动
    51 -100二级(良)空气质量可接受,但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响极少数异常敏感人群应减少户外活动
    101-150三级(轻度污染)易感人群症状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼
    151-200四级(中度污染)进一步加剧易感人群症状,可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者避免长时间、高强度的户外锻炼,一般人群适量减少户外运动
    201-300五级(重度污染)心脏病和肺病患者症状显著加剧,运动耐受力降低,健康人群普遍出现症状儿童、老年人及心脏病、肺病患者应停留在室内,停止户外运动,一般人群减少户外运动
    300+六级(严重污染)健康人群运动耐受力降低,有明显强烈症状,提前出现某些疾病儿童、老年人和病人应停留在室内,避免体力消耗,一般人群避免户外活动
    (参考详见http://zh.wikipedia.org/wiki/空气质量指数)

    如果你想了解更多有关空气质量与污染,详见维基百科或者 AirNow

    有关健康建议详见北京的Richard Saint Cyr MD医生的博客:www.myhealthbeijing.com


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