Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
c. Ảnh hưởngcủa khí CO2 trong nhà đến sức khỏe con người

c. Ảnh hưởngcủa khí CO2 trong nhà đến sức khỏe con người

Tải bản đầy đủ - 0trang

Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



2000 – 5000



Gây nhức đầu, buồn ngủ và trì trệ, khơng khí ngột ngạt;

Kém tập trung, giảm sự chú ý, tăng nhịp tim và buồn nôn nhẹ.



5000



Giới hạn tiếp xúc với môi trường làm việc (8 giờ) ở hầu hết các

nước.



>40 000



Phơi nhiễm có thể dẫn đến thiếu ôxy nghiêm trọng dẫn đến tổn

thương não vĩnh viễn, hôn mê, thậm chí tử vong.

(Nguồn: www.kane.co.uk)



1.9.3 Các tiêu chuẩn để so sánh với nồng độ CO và CO2 đo đạc được

Bảng 1.5 Các tiêu chuẩn về nồng độ CO và CO2 trong nhà

Thông số



ASHRAE



Canada(a)



WHO/Europe(b)



US EPA(c)



CO2



1000 ppm



3500 ppm



-



-



CO



9 ppm (8h)



11 ppm (8h)



8,6 ppm (8h)



9 ppm (8h)



25 ppm (1h)



25 ppm (1h)



35 ppm (1h)



51 ppm (30 phút)

86 ppm (15 phút)

Chú thích: (a) Health Canada Exposure Guidelines for Residential Indoor Air Quality (Sổ tay

hướng dẫn mức độ phơi nhiễm cho chất lượng khơng khí trong nhà của Canada)

(b) WHO Air Quality Guidelines for Europe (Sổ tay hướng dẫn chất lượng khơng khí trong nhà của

Tổ chức Y tế thế giới đối với châu Âu)

(c) Tiêu chuẩn về chất lượng khơng khí xung quanh của US EPA



1.10. Một số loại thiết bị đo chất lượng khơng khí trong nhà

1.10.1 Thiết bị đo nồng độ khí CO2, nhiệt độ, độ ẩm cầm tay Model: pSensePlus

Thiết bị đo nồng độ khí CO2, nhiệt độ, độ ẩm cầm tay pSense-Plus có thể được

sử dụng để kiểm tra các mức CO2 của hệ thống HVAC, hệ thống thơng gió, văn

phòng, trường học, nhà kính …

Đặc tính kỹ thuật:

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



16



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



-



 Cảm biến đo CO2

Nguyên lý đo: Hồng ngoại không phân tán

Chế độ lấy mẫu: khuếch tán

Tuổi thọ cảm biến: > 15 năm

 Dải đo:

CO2: 0 ~ 999 ppm

Nhiệt độ: 14 ~ 140 oF (-10 ~ 60oC)

Độ ẩm tương đối: 0.1% ~ 99.9%RH

 Độ chính xác:

CO2: ±30 ppm

Nhiệt độ: ±0.9oF (0.6oC)

Độ ẩm tương đối: ±3%RH

 Nguồn điện:

Pin trong: 4 viên pin kiềm AA cho phép làm việc liên tục trong 24h

Nguồn ngồi: Nắn dòng

 Thời gian khởi động: 30 giây

 Màn hình LCD: 26 x 44 mm

 Mức âm thanh cảnh báo: 80dB

 Hiệu chuẩn: hiệu chuẩn bằng tay với không khí sạch

 Kích thước: 209.4 x 70 x 57.7 mm

 Trọng lượng: 200 g



Hình 1.2 Thiết bị đo nồng độ khí CO2, nhiệt độ, độ ẩm cầm tay pSensePlus.



SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



17



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



1.10.2 Thiết bị đo nồng độ khí CO Testo 317-3

Máy đo khí CO Testo 317-3 là thiết bị theo dõi phát hiện khí CO mơi trường

xung quanh và sẽ báo cho người sử dụng bằng âm thanh và ánh sáng khi nồng độ

khí CO vượt q giới hạn cho phép.

Thơng số kỹ thuật:

-



Dải đo 0 đến +1999 ppm

Cấp chính xác: ±10 ppm (0 đến+99 ppm)±10 % (+100 đến +499 ppm)±20 %

(>+500 ppm)

Độ phân dải: 1 ppm

Điều chỉnh được ngưỡng cảnh báo

Nhiệt độ hoạt động -5 to +45°C



Hình 1.3 Máy đo nồng độ CO Testo 317-3.

1.10.3 Nhận xét chung về các máy đo trên thị trường

Trên đây chỉ là hai máy đo tiêu biểu cho các thông số được lựa chọn đo trên

thị trường. Các máy đo cầm tay trên có ưu điểm là gọn nhẹ, cho kết quả chính xác

tuy nhiên giá thành của máy tương đối cao và chỉ có thể cho ra kết quả tức thời. Do

mục tiêu của nghiên cứu cần phải theo dõi các thông số CO, CO2, nhiệt độ và độ ẩm

trong một khoảng thời gian liên tục vì vậy những máy đo cầm tay như thế này là

khơng thích hợp. Trong chương sau, em sẽ giới thiệu chi tiết các cảm biến được lựa

chọn để lắp thiết bị riêng cho nghiên cứu.

Ngoài ra, nồng độ CO2 trong nhà còn được dùng để đánh giá tỷ lệ thơng gió

trong nhà.

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



18



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



1.11. Phân tích số liệu

1.11.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm R

R là một phần mềm sử dụng cho phân tích thống kê và đồ thị. Về bản chất, R

là ngơn ngữ máy tính đa năng, có thể sử dụng cho nhiều mục tiêu khác nhau, từ tính

tốn đơn giải, tốn học giải trí (creational mathematics), tính tốn ma trận (matrix),

đến các phân tích thống kê phức tạp.



Hình 1.4 Giao diện phần mềm thống kê R.

Hai nhà sáng tạo ra R là hai nhà thống kê học tên là Ross Ihaka và Robert

Gentleman. Kể từ khi ra đời, rất hiều nhà nghiên cứu thống kê và toán học trên thế

giới ủng hộ và tham gia vào việc phát triển R, do chủ trương của những người sáng

tạo ra R là theo định hướng mở rộng (open access). Cho đến nay, chỉ qua chưa đầy

5 năm phát triển, nhưng có nhiều nhà thống kê học, tốn học, nghiên cứu trong mọi

lĩnh vực đã chuyển sang sử dụng R để phân tích dữ liệu khoa học. Trên tồn cầu, đã

có một mạng lưới gần một triệu người sử dụng R, và con số này đang tăng lên theo

cấp số nhân.

Chính vì độ phổ biến của R được sử dụng trong việc phân tích các dữ liệu

khoa học và R là phần mềm miễn phí nên nghiên cứu này lựa chọn sử dụng R để

phân tích các dữ liệu thu thập được.

1.11.2 Các thuật toán dùng để phân tích số liệu

Kết quả đo đạc các thơng số về điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 sau khi được

thu thập sẽ được phân tích để tìm ra mối tương quan giữa số người đối với từng

thông số và giữa các điều kiện khác nhau với kết quả thu được từ các bài kiểm tra

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



19



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



học sinh. Từ đó, xây dựng mơ hình tuyến tính đa biến của CO2 đối với các biến độc

lập còn lại.



Số liệu đo đạc



Tìm mối tương quan giữa

các thông số, số người và

điểm từ bài kiểm tra tốn



Xây dựng mơ hình

tuyến tính

Hình 1.5 Sơ đồ các bước phân tích số liệu.

 Hệ số tương quan được tính tốn dựa trên cơng thức sau:

∑ ( − ̅ )( − )

=

∑ ( − ̅) ∑ ( − )



=







1

− (∑



)(∑



)



(2.1)



( − 1)



 Thuật tốn xây dựng mơ hình tuyến tính từ nhiều biến của phần mềm R

Trong một nghiên cứu thông thường với một biến số phụ thuộc và nhiều biến

số độc lập x1,x2,x3,…,xk mà k có thể lên đến hàng chục, hàng trăm. Các biến độc

lập đó thường có liên hệ với nhau. Có rất nhiều tổ hợp biến độc lập có khả năng

tiên đốn biến phụ thuộc y. Khi k cao, số lượng mơ hình cũng lên rất cao.

Vấn đề đặt ra là trong các mô hình đó, mơ hình nào có thể tiên đốn y một

cách đầy đủ, đơn giản và hợp lý. Trong trường hợp có nhiều mơ hình như thế,

tiêu chuẩn thống kê để chọ một mơ hình tối ưu thường dưa vào tiêu chuẩn thơng

tin Akaike (AIC).

Xét một mơ hình tuyến tính =∝+

+

thơng số và có thể tính AIC bằng cơng thức sau:

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



+ ⋯+



, ta có k+1



20



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



= log



+2



(2.2)



Trong đó:

RSS: tổng bình phương phần dư, được tính bằng cơng thức:

=∑

n: số lượng mẫu



( −



)

(2.3)



Mơ hình nào có giá trị AIC thấp nhất được xem là mơ hình “tối ưu”.



SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



21



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu này sử dụng pháp phương đo thực nghiệm để nghiên cứu điều

kiện vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm), CO và CO2 tại địa điểm nghiên cứu. Sau đây là sơ

đồ các bước thực hiện của nghiên cứu:



Lựa chọn thông số đo

(nhiệt độ, độ ẩm,

CO2, CO)



Thiết kế thiết bị



Lựa chọn sensor



Thiết kế mạch



Đo thực nghiệm



Đo tại phòng học



Phân tích số liệu



Sử dụng phần mềm R



Kết quả và nhận xét



Hình 2.1 Sơ đồ các bước thực hiện của phương pháp nghiên cứu



SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



22



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



2.1. Thiết bị đo đạc

2.1.1. Đo nhiệt độ và độ ẩm

Mạch đo nhiệt độ và độ ẩm dựa trên module cảm biến DHT22. Module này

có chức năng đo nhiệt độ, độ ẩm của môi trường xung quanh, với đơn vị tính là oC

(đối với nhiệt độ) và %RH (đối với độ ẩm).



Hình 2.2 Sơ đồ kích thước của cảm biến DHT22.

Các thông số kỹ thuật của cảm biến DHT22 được thể hiện qua bảng sau:

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của cảm biến DHT22

Model



DHT22



Nguồn điện



3.3-6V DC



Tín hiệu đầu ra



Tín hiệu kỹ thuật số thơng qua xung đơn



Phần tử cảm biến



Tụ polyme (polymer capacitor)



Dải hoạt động



Độ ẩm: 0-100%RH;

Nhiệt độ: -40~80oC



Độ chính xác



Độ ẩm: ±2%RH (tối đa ±5%RH);

Nhiệt độ: < ±0.5 oC



Độ nhạy



Độ ẩm: 0.1%RH;

Nhiệt độ: 0.1oC



Độ lặp lại



SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



Độ ẩm: ±0.1%RH ;

23



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



Nhiệt độ: ±0.2oC

Độ trễ của độ ẩm



±0.3%RH



Tính ổn định dài hạn



±0.5%RH/năm



Chu kỳ cảm biến



Trung bình 2s



Kích thước



14*18*5.5mm

(Nguồn: Aosong Electronics Co., Ltd)



2.1.2. Đo nồng độ CO2 trong nhà

Mạch đo nồng độ khí CO2 dựa trên cảm biến cơng nghiệp MG811, có các

chỉ tiêu kỹ thuật như: Độ nhạy và tính chọn lọc cao, ít phụ thuộc vào nhiệt độ và

độ ẩm, độ bền cao và có khả năng tái lặp lại chính xác. Vì vậy cảm biến được

ứng dụng trong thiết kế các quá trình và thiết bị như điều hòa khơng khí, điều

khiển q trình lên men, báo cháy, v.v....

Cấu tạo của cảm biến MG811 được thể hiện trong hình 2.3 (a), (b), (c.).



Hình 2.3(a) Cấu tạo của cảm biến MG811.



Hình 2.3(b) Cấu tạo của cảm biến MG811.

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



24



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



Hình 2.3(c) Cấu tạo của cảm biến MG811.

Trong đó:

(1): là lớp điện phân đặc.

(2): là điện cực vàng.

(3): Đầu platin.

(4): Bộ phận đốt nóng.

(5): Ống sứ.

(6): Hai lớp lưới bằng thép khơng gỉ 100m.

(7): Nhựa Bakelite.

(8): Vòng bằng Nickel và Đồng.

(9): Chân nối bằng Nickel và Đồng.

Nguyên lý làm việc dựa vào nguyên tắc của pin điện phân. Pin này bao gồm

các thành phần:

Khơng khí ── Au|NASICON|| carbonate|Au ─ khơng khí ─ CO2.

Khi pin này tiếp xúc với CO2, xảy ra các phản ứng sau:

Tại cực âm: 2Li + + CO2 + 1/2O2 + 2e -  Li2CO3

Tại cực dương: 2Na+ + 1/2O2 + 2e-  Na2O

Phương trình tổng hợp: Li2CO3 + 2Na +  Na2O + 2Li + + CO2

Sức điện động sinh ra phụ thuộc vào phương trình Nernst:

EMF = Ec - (R x T) / (2F) ln (P(CO2))

Trong đó:

P(CO2)—CO2: áp suất riêng phần

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



25



Luận văn tốt nghiệp

Nghiên cứu điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong phòng học trung tâm Anh ngữ ILA theo thời gian



Ec: Constant Volume

R: Gas Constant volume

T: nhiệt độ tuyệt đối oK

F: hằng số Faraday



Hình 2.4 Mạch điện cơ bản cho cảm biến MG811.

Mạch điện cơ bản được cho trên hình 2.2. Từ hình trên thấy sensor đốt nóng

được cấp điện từ nguồn ngồi. Khi nhiệt độ đủ cao thì sensor tương đương với một

chiếc pin, giữa 2 cực của nó sẽ xuất hiện một điện áp tùy thuộc vào phương trình

Nernst.Trong mạch bộ khuếch đại thuật tốn OA có trở kháng vào cỡ 100-1000GΩ

và dòng vào dưới 1pA.

Các thơng số kỹ thuật của cảm biến MG811 được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.2 Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến MG811

Ký hiệu



Tên thông số



Thông số



Lưu ý



VH



Điện áp



6.0±0.1V



AC hoặc DC



RH



Điện trở



30.0±5%Ω



Nhiệt độ phòng



IH



Dòng nhiệt



@200mA



PH



Cơng suất nhiệt



@1200mW



Tao



Nhiệt độ vận hành



-20 ~ +50oC



Tas



Nhiệt độ lưu giữ



-20 ~ +70oC



EMF



Đầu ra



30 – 50mV



350 – 10000ppm

CO2



(Nguồn: Hanwei Electronics Co. ,Ltd)

SVTH: Nguyễn Bình Phương Ngân Trinh

GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương



26



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

c. Ảnh hưởngcủa khí CO2 trong nhà đến sức khỏe con người

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×