野外在线式大气负氧离子监测仪的准确度问题

空气负离子指数是一项重要空气质量评估参数，现在很多地方的林业局、气象局已经将空气负离子指数做为日常环境因子纳入常规监测，国内部分城市已将空气负离子指数加入到日常天气预报的一个标准指标。不过，我们很多人来说，对空气负离子指数接触最多的应该是很多景区在对外宣传当地环境时安装的各种空气质量指示牌，而这其中，空气负离子指数往往是宣传信息中最重要的一个参数。

常见的各大景区空气质量指数公示牌

虽然这些数据公示牌可以让人民更好的了解当地的实时空气质量，但是细看之下，似乎这些公示牌公布的数据都有一点不太对劲，特别是其中的负氧离子指数这个，明显比我们认知的要高很多。实际中，包括世卫组织建议的标准也就是：负氧离子浓度高于1500个/立方厘米以上，就算是清新空气，而我们国家林业局也在2016年发布了：LY /T 2586-2016 空气负（氧）离子浓度观测技术规范，里面也明确定义了空气负氧离子指数与空气质量的对应表，里面也明确指出：负氧离子浓度高于3000个/立方厘米以上就属于一级空气。

当然，常规意义上，我们知道对很多指标来讲，往往是数值越高越理想，但是既然我们的国家标准将数值设定等级划分值，也就意味着对于很多场所来讲，实际的空气负离子指数应该也就居于标准中2级~4级的水平才对，因为标准首先是要能覆盖大多数场景才有意义，不然标准就没必要将数值定的这么低。这也就是为什么现在很多人看到包括各种景区、公园公布的空气质量指数时有很大的疑问，因为它们公布出来的数据往往是比国家标准中定义的最高级的一级标准还要高很多倍，那这里可能就有一个问题：到底是这些景区公布出来的数据不准确？还是它们所安装的负氧离子监测设备工作状态有明显异常？

广州极端科技有限公司是一家致力于高端环境空气质量监测的集成供应商，特别是在空气负离子监测领域，我们是日本顶级权威空气负氧离子监测设备制造商：COM SYSTEM公司在国内的指定服务商，COM SYSTEM公司生产的COM-3200PROII、COM-3600、COM-3800、COM-3400等一系列空气正&负离子检测仪代表了行业内最顶级的性能和精确度，产品也获得了包括国内诸多气象系统、林业系统、及相关大型专业机构的认可，在国内相关领域有相当多的应用。广州极端科技有限公司不但致力于空气负离子检测仪设备的销售&维护，同时也对诸多客户提供全面的技术支持服务。所以，我们也经常碰到许多客户来问我们关于空气负离子检测仪数据的准确度问题，对于，我们也做了相关的验证。

我们的工程师在某景区进行的实地检测对比景区自己监测的数据

检测设备为：COM-3200PRO II空气负离子检测仪（有第三方CMA机构检测认证）

多点采样检测，湿度比较大的低洼场所最高值为3000~4000个/立方厘米

瀑布边上是测量到的最大值为：9000个/立方厘米左右

通过对比，我们发现，我们的检测设备测量到的数据平均在2000个/立方厘米左右，最高值为靠近水源的位置：如靠近瀑布边上，测量数据多在3000~4000个/立方厘米左右，最大值位于瀑布边上，最高值可以去到9000~10000个/立方厘米左右。单看测量数据，该景区的空气质量是妥妥的高于一级空气的标准，空气质量相当优异。但是景区自己的公布的监测数据明显比我们实地测量的值要高上几个数量级，明显比常理正常值偏高了很多，而恰恰是这些有明显飘高的数据就会让一些真正专业的人员看出不对，甚至还有可能认为是弄虚作假的问题。但是在我们看来，很可能主要原因就出在设备的使用不当方面，因为对于专业的监测设备来讲，不但要考虑设备的自身误差参数，更重要的还要考虑设备的安装地点、使用环境、日常维护等多种外在的干扰因素，这样才能全面的制定设备的日常维护事项，尽可能的消除测量误差。

对于空气负离子检测仪数据飘高的问题，我们也有全面的了解，也一直为不同的客户提供预防&解决方案。在这里我们总结一下原因，希望对大家有帮助：

1.      工作环境对于测量的影响

空气负氧离子的产生源于空气、阳光、绿植、大地和水分，空气负离子不是一种独立的物质，它是空气中的氧分子和水分子在获得&丢失自由电子后，变成的带负电荷且带氧原子的不稳定离子，自由电子的获得，主要就是来源于阳光（宇宙射线）、大地（天然放射性物质）、绿色植物自身的光合作用等，所以不同的工作环境，本身对负氧离子的产生有很大的影响，所以即使是同一片区域，不同的位置的空气负离子浓度本身也会有很大的不同。

2.      设备自身特点外在因素对测量的干扰

负离子检测仪本质上是一个高灵敏度的微电流探测系统 ，它是由一组带电压的均匀电场电极和信号处理模块组成，当带电荷的负离子通过均匀电场时，就会受到电场力的作用发生运动方向偏转而撞击到电极上并产生放电信号，信号处理模块通过收集这些放电信号就可以计算出离子的浓度。均匀电极可以是一组平板，也可是一组圆筒，当然相比平板，圆筒式结构可以更好的产生均匀电场，有效延长带电离子通过电场的距离和时间，这样可以有效提升测量精度。

日本COM SYSTEM公司的专利双轴圆筒式负离子传感器结构

正因为负离子检测仪的传感器采集的是电极的放电信号，所以导电物质（特别是空气中的水汽）就会很容易产生干扰的放电信号，从而导致传感器电极异常放电导致测量数据偏高，所以常规情况下，环境湿度对负离子检测仪的影响比较大，因为负离子检测仪要动采样，所以空气流过传感器内部时温度会比环境要稍低一点，所以空气中的水气本身会产生一定的冷凝，形成水膜附着在传感器电极表面，导致异常放电信号。所以，正常环境湿度超过80%的情况下，我们就会建议减少仪器的工作时间，同时使用完以后，一定要注意给仪器进行干燥处理。

3.      供电及清洁对测量产生的干扰

从上面我们知道，负离子检测仪内部实际是一个恒压环境，包括采样风扇，也是一套恒流系统，这样才能形成一个稳定的工作环境。但是由于室外工作环境的不确定性，很多时候电压的异常波动会造成整个系统工作环境的不稳定，进而会影响系统数据处理的不稳定性，造成测量数据产生较大误差。

另外定期的维护对检测仪的稳定工作也至关重要，因为不同于其它检测设备，空气负离子检测仪不能做IP防水、防尘处理，所以工作时间久了以后，空气中的污染物容易附着在仪器传感器电极上面，甚至我们以常碰到过小昆虫、小蜘蛛等直接将窝建在了仪器内部，这些不确定的外在因素都会严重干扰设备的正常运行，造成测量上的误差。

4.      设备工作寿命对测量的影响

做为一款高精密的检测设备，实际是它有确定的使用周期的，对空气负离子检测仪来讲，如果是常规实验室使用，维护得当，使用5~6年是完全没有问题的，但是相比稳定的室内环境，室外环境的复杂程度要高很多，这本身对负离子检测仪的使用周期有严重的影响，特别是相比常规实验室这种非连续性使用来说，很多景区的负氧离子监测设备是需要长年24小时的工作状态，这本身对于设备来讲就是在超负荷的使用，所以设备的使用周期会大大缩短。

另外，为了保证检测仪在使用过程中的准确性，实际上厂家是有要求：建议每年校准一次，以消除因为设备老化&损坏造成的测量误差加大。但是对于景区这种高负荷连续工作场景来说，校准&维护周期实际是需要缩短很多（我们一般是建议每3~4个月必须进行维护&校准），而正是因为安装环境的复杂以及维护的缺失，导致很多在线式的空气负离子监测设备实际在安装以后一两个月以内测量数据就会明显失真飘移。这一点尤其值得关注。