CN109959760A - 挥发性有机化合物的检测警示方法 - Google Patents
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Abstract
一种挥发性有机化合物的检测警示方法，包含步骤：提供一致动传感器模块，由气体传感器及气体传输致动器组成；实施导气及监测，透过气体传输致动器将特定输出量的气体导送至气体传感器处，以取得每一工作监测时间内所监测到的挥发性有机化合物的监测数值；监测数值计算，将气体传感器在单位时间内所监测到的所有监测数值累积计算出代谢比对值；以及比对判断及警示，将该代谢比对值与在该单位时间内人体吸入挥发性有机化合物的危害警示量作比对及判断，若高于该危害警示量，则致动传感器模块发出通知警示，提供使用者因应的防护措施。
Description
技术领域
本发明关于一种挥发性有机化合物的检测警示方法，尤指一种利用致动传感器模块导入气体加以监测的挥发性有机化合物的检测警示方法。
背景技术
近年来，空气污染问题渐趋严重，如何避免空气中各种污染物质危害健康，逐渐成为大众所重视的课题。常见的空气中污染物质包含挥发性有机化合物(Volatile OrganicCompounds，以下简称VOCs)，常温下以气体形式存在，并具有强挥发性，例如为甲醛、甲苯、二甲苯、乙稀苯、丙稀苯及聚稀苯等。VOCs的来源除了燃料燃烧和交通运输所产生的废气，更常经由建筑和装饰材料，例如：油漆、涂料和胶粘剂，悄悄散布在室内居家环境，经年累月对人体累积产生伤害。当居室中VOCs浓度超过一定浓度时，在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力；严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。VOCs伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，其中还包含了很多致癌物质。
目前的VOCs检测技术在检测装置体积小的状况下，对于进行即时、准确地检测仍具改善空间。同时，目前市面上并未具有可供随身携带，以在检测到环境中VOCs达一危害程度时即时警示使用者的装置。故，VOCs检测准确率不高及无法即时对使用者进行警示的缺失，实为目前产业界需解决的问题。
发明内容
本发明是提供一种挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，以下简称VOCs)的检测警示方法，该方法利用致动传感器模块中的气体传输致动器，将空气中气体导送至致动传感器模块中的气体传感器处，并将气体传感器在一单位时间内的每一工作监测时间所监测到的VOCs的监测数值，累积计算出一代谢比对值，并在判断比对该代谢比对值高于在该单位时间内人体吸入VOCs的一危害警示量时，该致动传感器模块发出通知警示予使用者。如此一来，不仅透过导气步骤提升VOCs检测的准确率，更可在检测到环境中VOCs达危害程度时即时警示使用者，借此解决已知技术中VOCs检测准确率不高以及无法即时对使用者进行警示的问题。
在本发明的一广义实施态样中，挥发性有机化合物的检测警示方法包含以下步骤：提供一致动传感器模块，该致动传感器模块包含一气体传感器及一气体传输致动器；实施导气及监测，透过该气体传输致动器导送一特定传输量的气体至该气体传感器处；监测数值计算，将该气体传感器在一单位时间所监测到的所有该监测数值作累积计算，以取得一代谢比对值；以及比对判断及警示，根据该代谢比对值与在该单位时间内人体吸入该挥发性有机化合物的一危害警示量作比对并进行判断，若高于该危害警示量，即由该致动传感器模块发出一通知警示，提供使用者因应的防护措施。
在本发明的较佳实施例中，该挥发性有机物的检测警示方法，更包含当该气体传感器在该工作监测时间所监测到的该监测数值高于一危害警示量时，由该致动传感器模块发出该通知警示，提供使用者因应的防护措施。
在本发明的较佳实施例中，该致动传感器模块包含一微处理器及一通信传输器，其中微处理器为对气体传感器所监测的该多个监测数值的资料做演算处理，并控制气体传输致动器的启动；通信传输器为将微处理器处理计算转换后的输出数据发送给一连结装置，供该连结装置显示输出、储存及传送该输出数据的信息。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的挥发性有机化合物的检测警示方法的步骤图。
图2为本发明较佳实施例的致动传感器模块的方块图。
图3A为本发明较佳实施例的气体传感器于单位时间内的监测结果示意图。
图3B为本发明较佳实施例的危害警示量的数据示意图。
图4为本发明较佳实施例的致动传感器模块的外观结构示意图。
图5为图4所示的致动传感器模块的作动示意图。
附图标记说明
S102-S108步骤
200：连结装置
300：基座
1：致动传感器模块
11：气体传输致动器
111：进气板
1111：中心凹部
1112：汇流排孔
1113：进气孔
112：共振片
1121：中空孔
1122：可动部
113：压电致动器
1131：悬浮板
1131a：第一表面
1131b：第二表面
1132：外框
1133：支架
1134：压电片
114：出气通道
12：气体传感器
13：微处理器
14：通信传输器
A：汇流腔室
B：腔室
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。
请参阅图1与图2。图1为本发明的一较佳实施例的挥发性有机化合物的检测警示方法的步骤图；图2为本发明较佳实施例的致动传感器模块的方块图。首先，在步骤S102中，本发明的VOCs的检测警示方法提供一致动传感器模块1。如图2所示，致动传感器模块1包含一气体传输致动器11及气体传感器12，在本实施例中更包含一微处理器13与一通信传输器14，但不以此为限。其中，气体传输致动器11可致动产生一压力梯度，借此驱动气体朝一特定方向流动。气体传输致动器11的硬件结构将于后详述。气体传感器12用以检测VOCs。微处理器13用以对气体传感器12所监测的该多个监测数值的资料做演算处理，并控制气体传输致动器11的启动。通信传输器14可为将微处理器13处理计算及转换后的一输出数据，发送给一连结装置200，使该连结装置200得以显示、储存及传送该输出数据的信息。
在本发明的一实施例中，所述的连结装置200，具体上可为具有一有线通信传输模块或一无线通信传输模块的显示装置或可携式行动装置，借此以显示或以声、光、震动的至少其中之一以达通报警示的防护措施。通信传输器14可为有线通信传输模块或无线通信传输模块。所述的有线通信传输模块可为一USB、一mini-USB、一micro-USB的至少其中之一的有线连接方式；所述的无线通信传输模块可为一Wi-Fi模块、一蓝牙模块、一无线射频辨识模块及一近场通讯模块的至少其中之一的无线连接方式。然，连结装置200以及通信传输器14的实施态样可依实际需求任施变化，不以此处举例为限。
请继续参阅图1。在步骤S104中，VOCs的检测警示方法利用致动传感器模块1实施导气及监测。此时，致动传感器模块1的气体传输致动器11会将一特定输出量的气体导送至气体传感器12处，使气体传感器12得以对该气体进行检测。当该气体传输致动器11将该特定输出量的气体导送至气体传感器12后，气体传感器12再以每一工作监测时间所监测到的VOCs数值，会作为检测解析用的一监测数值。此工作监测时间可为以秒计算，例如每5秒为一工作监测时间。
在本实施例中，在步骤S106中实施一监测数值计算，气体传感器12将一单位时间内监测到的所有该监测数值作累积计算，以取得一代谢比对值，并据以作为一判断基准。
接着，在步骤S108中实施一比对判断及警示措施，根据该代谢比对值与在该单位时间内人体吸入VOCs的一危害警示量作比对及判断，若高于该危害警示量，即由该致动传感器模块1发出通知警示，提供使用者因应的防护措施。举例而言，该代谢比对值为气体传感器12在该单位时间内每一工作监测时间所监测的监测数值的总和。
请见表一，根据德国国家环境局的公开资料，当检测到VOCs的浓度为65ppb(nL/L)以下，则空气品质级别为绝佳。当VOCs的浓度介于65ppb至220ppb，空气品质级别为良好，但建议所在环境的空气循环流通。当VOCs的浓度介于220ppb至660ppb，空气品质级别为中等，建议对所在环境进行强力循环通风并寻找污染源，暴露量不可超过12个月。当VOCs的浓度介于660ppb至2200ppb，空气品质级别为劣等，必须对所在环境进行强力循环通风并寻找污染源，暴露量不可超过1个月。当VOCs的浓度介于2200ppb至5500ppb，空气品质级别为不健康，为不可接受的状况，仅可在不可避免状况下处于此环境，且强力通风为绝对必要，暴露量限制为数小时内。Ppb单位为nL/L，nL为10-9公升。
表一
以下根据表一资料，进一步举例说明本发明较佳实施例的施作细节，但不以此为限。请参阅图3A与图3B。图3A为本发明较佳实施例的气体传感器于单位时间内的监测结果示意图；图3B为本发明较佳实施例的危害警示量的数据示意图。依据表一资料，当检测到VOCs的浓度为65ppb以下，则空气品质级别为极佳，环境中所在者无须作出反应。换言之，65ppb可谓一安全暴露量的上限值。假设人体重量为70公斤，以一天内吸入空气18000公升来计算，则每小时吸入空气量为750公升，VOCs的吸入总量为750L/h×65ppb＝13.5nL/s，所以在每秒时间内13.5nL是一个安全浓度暴露量，并可据以设定为危害警示量。亦即，当气体传感器12在每一工作监测时间t检测到该监测数值后，微处理器13接收该监测数值，并将该监测数值累积计算，以与该危害警示量进行比对及判断；若高于该危害警示量，则微处理器13控制致动传感器模块1发出通知警示。如图3A所示，当微处理器13判断气体传感器12在每一工作监测时间t所检测到的VOCs的监测数值(例如数值A、B、C、D、F、G、H、I)并未高于危害警示量13.5nL，则不会控制致动传感器模块1发出通知警示；反之，当微处理器13判断气体传感器12在其中一工作监测时间t所检测到的VOCs的监测数值(数值E)高于危害警示量13.5nL，则控制致动传感器模块1发出通知警示。
如图3A所示，代谢比对值为数值A+B+C+…+I的总和，但不以此为限。再者，请同时参阅图3B及表一资料，若采以体重70公斤所允许的VOCs暴露量为在2200ppb体积浓度连续暴露不得超过1小时的危害警示量作为比对计算的基准，该危害警示量的计算方式如下：以一天内吸入空气18000公升来计算，则每小时吸入空气量为750公升，VOCs的吸入总量为750L/h×2200ppb＝458.3nL/s，所以在1小时的单位时间内，有危害警示量为458.3nL/s×3600sec＝1.65ml，因此若采VOCs暴露量为在2200ppb体积浓度连续暴露不得超过1小时的危害警示量为标准，则当气体传感器12在1小时内所监测到的所有工作监测时间所得到的监测数值累积计算出的代谢比对值高于有危害警示量1.65ml时，则属于高浓度暴露警示，致动传感器模块1即刻发出通知警示，提供使用者因应的防护措施，迅速离开，或者在不可避免状况下可使用，必须强力通风此环境。
又，以体重70公斤所允许的VOCs暴露量为在660ppb体积浓度连续暴露不得超过1个月的危害警示量作为比对计算的基准，该危害警示量的计算方式如下：以1天内吸入空气18000公升来计算，则每小时吸入空气量为750公升，VOCs的吸入总量为750L/h×660ppb＝137.5nL/s，所以在1个月的单位时间内，有危害警示量为137.5nL/s×3600sec×24h×30＝356.4ml，因此若采VOCs暴露量为在660ppb体积浓度连续暴露不得超过1个月的危害警示量为标准，则当气体传感器12在1个月内所监测到的所有工作监测时间所得到的监测数值作累积计算出的代谢比对值高于有危害警示量356.4ml时，则属于该中浓度暴露警示，致动传感器模块1即刻发出通知警示，提供使用者因应的防护措施，寻找污染源或者仅在不可避免状况下处于此环境，并必须强力通风此环境。
相仿地，以体重70公斤所允许VOCs暴露量为在220ppb体积浓度连续暴露不得超过12个月的危害警示量作为比对计算的基准，该危害警示量的计算方式如下：以1天内吸入空气18000公升来计算，则每小时吸入空气量为750公升，VOCs的吸入总量为750L/h×220ppb＝45.8nL/s，所以在12个月的单位时间内，有危害警示量为45.8nL/s×3600sec×24h×30×12＝1424.56ml，因此若采VOCs暴露量为在220ppb体积浓度连续暴露不得超过12个月的危害警示量为标准，则当气体传感器12在12个月内所监测到的所有工作监测时间所得到的监测数值作累积计算出的代谢比对值高于有危害警示量1424.56ml时，则属于该低浓度暴露警示，致动传感器模块1即刻发出通知警示，提供使用者因应的防护措施，通风此环境。
请参阅图4与图5。图4为本发明较佳实施例的致动传感器模块的外观结构示意图；图5为图4所示的致动传感器模块的作动示意图。致动传感器模块1的气体传输致动器11、气体传感器12、微处理器13与通信传输器14装设于一基座300上。其中，气体传输致动器11的结构包含一进气板111、一共振片112以及一压电致动器113。进气板111具有一中心凹部1111、至少一汇流排孔1112以及至少一进气孔1113。其中，中心凹部1111构成一汇流腔室A，该进气孔1113导入气流后，气流会经由对应该进气孔1113的汇流排孔1112引导至汇流腔室A中。共振片112具有一中空孔1121对应于汇流腔室A，且中空孔1121的周围为一可动部1122。
所述的压电致动器113与共振片112相对应设置，由一悬浮板1131、一外框1132、至少一支架1133以及一压电片1134所构成。悬浮板1131具有一第一表面1131a及一第二表面1131b，且可弯曲振动。外框1132环绕设置于悬浮板1131的外侧。支架1133连接于悬浮板1131与外框1132之间，以提供弹性支撑。压电片1134的边长小于或等于悬浮板1131的边长，且贴附于悬浮板1131的一第一表面1131a上，用以施加电压以驱动悬浮板1131弯曲振动。共振片112与压电致动器113之间具有一间隙形成一腔室B。
所述的气体传输致动器11的作动方式为驱动压电致动器113，使压电片1134形变而带动悬浮板1131以支架1133为支点进行往复式振动。压电致动器113与共振片112的可动部1122会产生共振，因而在腔室B中振动并产生一压力梯度，吸引外界大气经由进气板111的进气孔1113导入，以形成一气流。该气流经汇流排孔1112汇集至中心凹部1111的汇流腔室A，再流经共振片112的中空孔1121进入腔室B内。气流会更进一步由支架1133间所形成的空隙向下流动至压电致动器113及基座300之间，并由出气通道114喷向气体传感器12，且此气体传输致动器11所导送的气体量是为一特定输出量，以供气体传感器12可监测与外界大气一致的气体，增进检测结果的即时度及准确度。
综上所述，本发明的挥发性有机化合物的检测警示方法利用致动传感器模块的气体传输致动器，将一特定输出量的气体导送至气体传感器处进行监测，提高检测的准确率。当气体传感器在每一工作监测时间所得到的VOCs的监测数值，被判断为高于一危害警示量，则致动传感器模块发出通知警示，以即时提醒使用者所在环境中的VOCs浓度过高；同时，将气体传感器在设定的单位时间所有工作监测时间所得到的VOCs的监测数值，累积计算出一代谢比对值；当代谢比对值被判断为高于一危害警示量，则致动传感器模块发出通知警示并提供使用者因应的防护措施，令使用者可避免暴露在具有VOCs的环境中造成累积性伤害。
本发明得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
Claims (11)
1.一种挥发性有机化合物的检测警示方法，包含以下步骤:
(a)提供一致动传感器模块，该致动传感器模块包含一气体传感器及一气体传输致动器；
(b)实施导气及监测，透过该气体传输致动器导送一特定输出量的气体至该气体传感器处，该气体传感器再以每一工作监测时间内所监测到的一挥发性有机化合物的数值作为一监测数值；
(c)监测数值计算，将该气体传感器在一单位时间内所监测到的所有该监测数值作累积计算，以取得一代谢比对值；以及
(d)比对判断及警示，根据该代谢比对值与在该单位时间内人体吸入该挥发性有机化合物的一危害警示量作比对并进行判断，若高于该危害警示量，即由该致动传感器模块发出一通知警示，提供使用者因应的防护措施。
2.如权利要求1所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该步骤(b)更包含步骤(b1)：当该气体传感器在该工作监测时间所监测到的该监测数值高于该危害警示量时，由该致动传感器模块发出该通知警示，提供使用者因应的防护措施。
3.如权利要求1所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该致动传感器模块更包含一微处理器及一通信传输器，该微处理器为对该气体传感器所监测的该多个监测数值的资料做演算处理，并控制该气体传输致动器的启动，该通信传输器为将该微处理器处理计算转换后的一输出数据发送给一连结装置，供该连结装置显示、储存及传送该输出数据的信息。
4.如权利要求3所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该连结装置用以实施通报警示的防护措施。
5.如权利要求3所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该连结装置为具有一有线通信传输模块的显示装置，以显示通报警示的防护措施。
6.如权利要求3所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该连结装置为具有一无线通信传输模块的显示装置，以显示通报警示的防护措施。
7.如权利要求3所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该连结装置为具有一无线通信传输模块的可携式行动装置，以显示或以声、光、震动的至少其中之一以达通报警示的防护措施。
8.如权利要求5所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该有线通信传输模块为一USB、一mini-USB、一micro-USB的至少其中之一的有线连接方式。
9.如权利要求6所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该无线通信传输模块为一Wi-Fi模块、一蓝牙模块、一无线射频辨识模块及一近场通讯模块的至少其中之一的无线连接方式。
10.如权利要求1所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该气体传输致动器包括：
一进气板，具有至少一进气孔、至少一汇流排孔及构成一汇流腔室的一中心凹部，其特征在于，该至少一进气孔供导入气流，该汇流排孔对应该进气孔，且引导该进气孔的气流汇流至该中心凹部所构成的该汇流腔室；
一共振片，具有一中空孔对应于该汇流腔室，且该中空孔的周围为一可动部；以及
一压电致动器，与该共振片相对应设置；
其中，该共振片与该压电致动器之间具有一间隙形成一腔室，以使该压电致动器受驱动时，使气流由该进气板的该至少一进气孔导入，经该至少一汇流排孔汇集至该中心凹部，再流经该共振片的该中空孔，以进入该腔室内，由该压电致动器与该共振片的该可动部产生共振以传输气流。
11.如权利要求10所述的挥发性有机化合物的检测警示方法，其特征在于，该压电致动器包含：
一悬浮板，具有一第一表面及一第二表面，且可弯曲振动；
一外框，环绕设置于该悬浮板的外侧；
至少一支架，连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑；以及
一压电片，具有一边长，该边长是小于或等于该悬浮板的一边长，且该压电片是贴附于该悬浮板的该第一表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。
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