用于博物館內(nèi)的空氣質(zhì)量檢測的傳感器

博物館作為展示歷史變遷、科學(xué)進(jìn)步和文化更迭的重要場所，對每個(gè)國家或民族都有著不可替代的意義。隨著氣體傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在可以通過技術(shù)手段將看不見的空氣污染可視化，使得博物館能夠更加便捷地進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測和治理。由于人們對空氣污染危害的認(rèn)識日益加深，博物館館方也越來越重視空氣質(zhì)量的監(jiān)測與管理。

博物館環(huán)境的獨(dú)特性

博物館環(huán)境是一種特殊的室內(nèi)環(huán)境，它不僅包括人們活動的主要場所——展廳，還包括放置展出文物的封閉展柜環(huán)境及儲存未展出文物的庫房環(huán)境。因此，博物館在環(huán)境空氣質(zhì)量方面，除了要符合公共場所室內(nèi)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)外，還需滿足文物保存所需的具體要求。

博物館室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求

展廳作為室內(nèi)空間，其空氣質(zhì)量應(yīng)遵循《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2002）。該標(biāo)準(zhǔn)中對各參數(shù)的要求如下表：

此外，《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 66-2015）對文物儲存及保護(hù)提出了詳細(xì)的建議和要求。

影響文物保護(hù)的氣態(tài)污染物

影響文物的因素包括光照、溫度、濕度、顆粒物和氣態(tài)污染物等。其中，氣態(tài)污染物以分子狀態(tài)分散于大氣中，能夠直接與文物接觸，具有極大的破壞性。主要的氣態(tài)污染物包括：

1、溫濕度：

在《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對比了不同材質(zhì)的文物保存的適宜溫濕度：

2.二氧化硫

二氧化硫是一種酸性氣體，是氣態(tài)污染物的主要成分之一，在大氣中分布廣泛，極易與水蒸氣結(jié)合，生成亞硫酸，當(dāng)金屬鹽類存在時(shí)，可充當(dāng)催化劑，將其氧化成硫酸。二氧化硫本身及其反應(yīng)的常見產(chǎn)物亞硫酸和硫酸，都對文物有危害作用：

①所有的纖維制品，如紙、棉、亞麻等，均會被二氧化硫氣體形成的亞硫酸或硫酸蝕損；

②二氧化硫氣體能與大部分染料和顏料等著色劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 從而引起色差變化，對書畫顏料的影響不容忽視。

③二氧化硫還會使皮革表面產(chǎn)生粉化現(xiàn)象, 使其韌性減弱。

④二氧化硫會對金屬和青銅合金產(chǎn)生腐蝕作用, 使其表面失去光澤。

⑤二氧化硫會與石質(zhì)文物中含有的大量碳酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，生成堅(jiān)硬的石膏外殼，體積增加膨脹，導(dǎo)致外殼脫落。

3.二氧化氮

二氧化氮對染料、織物的影響較二氧化硫更為嚴(yán)重。而由于氮氧化物可產(chǎn)生光化學(xué)煙霧及醛類物質(zhì)等二次污染物, 它們對皮革、紙張和紡織品等也具有腐蝕和破壞作用，且會引起涂料變質(zhì)，橡膠龜裂等。因此，氮氧化物對文物的危害也是不容忽視的。

4.臭氧

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,幾乎能毀壞所有的有機(jī)化合物。例如油畫、紡織品、檔案材料、家具、生物標(biāo)本、 皮革、羽毛、毛皮等等,臭氧還能增加銀、鐵的氧化速 度和銀、銅的硫化速度。臭氧對顏料的褪色影響亦已有所研究，臭氧破壞纖維素 的機(jī)理可能是與水反應(yīng)生成過氧化氫的緣故。

5.甲醛

甲醛也是目前室內(nèi)主要的環(huán)境污染物之一。甲醛的主要來源是三合板中的脈醛樹醋。該氣體不僅對人體有害,而且經(jīng)初步研究對無機(jī)材料中的玻璃、陶瓷釉彩、蚌殼、金屬等亦有潛在的危險(xiǎn)作用。

6.顆粒物

顆粒性物質(zhì)能吸附污染氣體，因此它含有廣泛的對文物有損傷的污染物。其性質(zhì)組成隨地區(qū)、顆粒大小而有不同。城市中的粒狀污染物大約5% 一 20%是含有硫酸或是硫酸鹽的顆粒,這些會使織 物、石、建筑等受污損。

推薦的空氣質(zhì)量檢測傳感器

為了確保博物館內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并保護(hù)文物，以下是一些推薦使用的傳感器及其模塊：

測棒型溫濕度傳感器 - CAEL-S16

特點(diǎn)：由M12金屬連接器快速安裝，類比輸出含緩沖器，確保輸出不失真。金屬測棒有效隔絕惡劣環(huán)境中的電磁干擾。全范圍0~100%RH量測，溫度量測范圍高達(dá)+105°C (221°F)。測棒壓力范圍高至10 bar，類比兩通道可變量輸出，RS485 Modbus支援浮點(diǎn)數(shù)及整數(shù)雙格式，公制和英制雙單位。

應(yīng)用領(lǐng)域：半導(dǎo)體及微電子工業(yè)、制藥工業(yè)、造紙工業(yè)、環(huán)境試驗(yàn)箱、干燥設(shè)備、噴涂設(shè)備、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖場、溫室、儲藏室、樓宇自動控制、環(huán)境和通風(fēng)控制等。

美國SPEC Sensors 空氣質(zhì)量 SO?模擬輸出模塊 - ULPSM-SO? 968-006

特點(diǎn)：快速集成到系統(tǒng)中，低功耗，簡單模擬信號輸出，線性電流信號轉(zhuǎn)換為線性電壓信號，保持傳感器在理想的操作環(huán)境下。

美國SPEC Sensors 空氣質(zhì)量 NO?模擬輸出模塊 - ULPSM-NO? 968-004

特點(diǎn)：快速集成到系統(tǒng)中，低功耗，簡單模擬信號輸出，線性電流信號轉(zhuǎn)換為線性電壓信號，保持傳感器在理想的操作環(huán)境下。

美國SPEC Sensors 空氣質(zhì)量 臭氧模擬輸出模塊 - ULPSM-O? 968-005

特點(diǎn)：快速集成到系統(tǒng)中，低功耗，簡單模擬信號輸出，線性電流信號轉(zhuǎn)換為線性電壓信號，保持傳感器在理想的操作環(huán)境下。

日本NEMOTO 電化學(xué)甲醛傳感器NE-HCHO-S

特點(diǎn)：高靈敏度，可靠性高，適用于木質(zhì)建筑材料或滅菌后殘留濃度甲醛的檢測和測量，適用于各種設(shè)備。

德國EC Sense 甲醛傳感器 - TB600C-HCHO-100

特點(diǎn)：精度高，壽命長，響應(yīng)速度快，回零快，即插即用，抗中毒性好，使用簡單，UART數(shù)字信號輸出，耐久可靠，優(yōu)良的精度、可重復(fù)性、線性、一致性，零點(diǎn)無漂移。

日本FIGARO 激光顆粒物傳感器 PM2.5傳感器 - TF-LP01

特點(diǎn)：利用散射原理對空氣中粉塵顆粒進(jìn)行檢測，體積小、檢測精度高、重復(fù)性好、一致性好、實(shí)時(shí)響應(yīng)可連續(xù)采集、抗干擾能力強(qiáng)、采用超靜音風(fēng)扇，傳感器出廠100%檢測和標(biāo)定。

結(jié)論

通過使用上述傳感器和模塊，博物館可以實(shí)現(xiàn)對溫濕度、SO?、NO?、O?、甲醛和顆粒物的有效監(jiān)測，從而更好地保護(hù)文物并提升參觀者的體驗(yàn)。這些傳感器不僅具備高精度和穩(wěn)定性，還能適應(yīng)多種復(fù)雜環(huán)境，為博物館提供全面的空氣質(zhì)量解決方案。