Единица измерения п м это: характеристики, фото и отзывы покупателей

Содержание

Международная система единиц (СИ) | Диаэм

Единицы измерения

Международная система единиц (СИ) (фр. Le Système International d’Unités (SI)) — система единиц физических величин, современный вариант метрической системы.

СИ определяет семь основных и производные единицы физических величин (далее — единицы), а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц.

Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела.

Основные единицы системы СИ

Величина	Единица измерения		Обозначение
Величина	русское название	международное название	русское	международное
Длина	метр	metre (meter)	м	m
Масса	килограмм	kilogram	кг	kg
Время	секунда	second	с	s
Сила тока	ампер	ampere	А	A
Термодинамическая температура	кельвин	kelvin	К	K
Сила света	кандела	candela	кд	cd
Количество вещества	моль	mole	моль	mol

Производные единицы системы СИ

Величина	Единица измерения		Обозначение
Величина	русское название	международное название	русское	международное
Плоский угол	радиан	radian	рад	rad
Телесный угол	стерадиан	steradian	ср	sr
Температура по шкале Цельсия¹	градус Цельсия	degree Celsius	°C	°C
Частота	герц	hertz	Гц	Hz
Сила	ньютон	newton	Н	N
Энергия	джоуль	joule	Дж	J
Мощность	ватт	watt	Вт	W
Давление	паскаль	pascal	Па	Pa
Световой поток	люмен	lumen	лм	lm
Освещённость	люкс	lux	лк	lx
Электрический заряд	кулон	coulomb	Кл	C
Разность потенциалов	вольт	volt	В	V
Сопротивление	ом	ohm	Ом	Ω
Электроёмкость	фарад	farad	Ф	F
Магнитный поток	вебер	weber	Вб	Wb
Магнитная индукция	тесла	tesla	Тл	T
Индуктивность	генри	henry	Гн	H
Электрическая проводимость	сименс	siemens	См	S
Активность (радиоактивного источника)	беккерель	becquerel	Бк	Bq
Поглощённая доза ионизирующего излучения	грэй	gray	Гр	Gy
Эффективная доза ионизирующего излучения	зиверт	sievert	Зв	Sv
Активность катализатора	катал	katal	кат	ka

¹) — Шкалы Кельвина и Цельсия связаны между собой следующим образом: °C = K — 273,15

Кратные единицы — единицы, которые в целое число раз превышают основную единицу измерения некоторой физической величины.

Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие десятичные приставки для обозначений кратных единиц:

Кратность	Приставка		Обозначение
Кратность	русская	международная	русское	международное
10¹	дека	deca	да	da
10²	гекто	hecto	г	h
10³	кило	kilo	к	k
10⁶	мега	Mega	М	M
10⁹	гига	Giga	Г	G
10¹²	тера	Tera	Т	T
10¹⁵	пета	Peta	П	P
10¹⁸	экса	Exa	Э	E
10²¹	зетта	Zetta	З	Z
10²⁴	йотта	Yotta	И	Y

Дольные единицы составляют определённую долю (часть) от установленной единицы измерения некоторой величины.

Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие приставки для обозначений дольных единиц:

Дольность	Приставка		Обозначение
Дольность	русская	международная	русское	международное
10^-1	деци	deci	д	d
10^-2	санти	centi	с	c
10^-3	милли	milli	м	m
10^-6	микро	micro	мк	µ (u)
10^-9	нано	nano	н	n
10^-12	пико	pico	п	p
10^-15	фемто	femto	ф	f
10^-18	атто	atto	а	a
10^-21	зепто	zepto	з	z
10^-24	йокто	yocto	и	y

Метр квадратный эквивалентный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Метр квадратный эквивалентный 43 Мощность тепловая системы отопления 40, 41 [c. 339]

К обозначениям единиц и к их наименованиям нельзя добавлять буквы (слова), указывающие на физическую величину или на объект, например п. м. или пм (погонный метр), укм (условный квадратный метр), экм (эквивалентный квадратный метр), нм или Нм (нормальный кубический метр), % весовой (весовой процент), % объемный (объемный процент). Во всех таких случаях определяющие слова следует присоединять к наименованию величины, а единицу обозначать в соответствии со стандартом. Например, эквивалентная площадь 20 м , объем газа (приведенный к нормальным условиям) 100 м , массовая доля 15 %, объемная доля 4 % и т. д. Сказанное выше относится и к международным обозначениям единиц. [c.13]

Так как в помещении, как правило, находятся люди и различные предметы, поглощающую поверхность которых трудно учесть, то для удобства расчетов введены эквивалентные коэффициенты поглощения для людей и предметов на их единицу.

В этом случае произведение эквивалентного коэффициента поглощения Оп на число предметов Ы-а. будет также исчисляться в сэбинах или метрах квадратных, и общее поглощение будет суммой поглощений поверхностей и предметов [c.167]

Площадь поверхности нагрева отопительных приборов исчисляется в эквивалентных квадратных метрах (ЭКМ). Эквивалентный квадратный метр — площадь поверхности нагрева прибора, отдающая 506 Вт (435 ккал/ч) теплоты при разности средней температуры теплоносителя и температуры воздуха помещения, равной 64,5 °С. При этом количество воды, пропускаемой через прибор (сверху вниз), составляет 17,4 кг/ч. [c.178]

Звукопоглощение штучного резонатора будет эквивалентно некоторому количеству квадратных метров поверхности, поглощающей 100% падающей на нее звуковой энергии. Его можно приблизительно оценить, пользуясь формулой [c.64]

Удельная мощность светильников в административном здании может быть рассчитана в электрических ваттах на квадратный метр рабочей площади. На основании подобных расчетов многие современные здания имеют установленную эквивалентную мощность светильников от 20 до 50 Вт/м , что, вероятно, значительно больше необходимого значения. [c.266]

Теплоотдача нагревательных приборов в настоящее время определяется не в квадратных метрах поверхности нагрева, а в эквивалентных квадратных метрах [c.25]

В насадочных экономайзерах вода стекает вниз в виде тонкой пленки, на поверхности которой происходит тепло- и мас-сообмен. При перетекании с одного насадочного элемента на другой образуются брызги, струйки, капли, на поверхности которых также происходит тепло- и массообмен. Площадь поверхности в насадочных аппаратах в единице объема достаточно велика и измеряется десятками и сотнями квадратных метров на кубический метр объема, что зависит от размера насадочных элементов и способа их укладки. Данные о полной геометрической поверхности, свободном объеме (порозности) и гидравлическом (эквивалентном) диаметре сухой насадки разных типов приведены в работе [36]. [c.26]

В соответствии с СН 9-57 за единицу исчисления поверхности нагревательных приборов принят эквивалентный квадратный метр (экм). [c.385]

I В соответствии с СН 9-57 за единицу исчисления поверхности нагревательных приборов принят, эквивалентный квадратный метр (экм). За 1 экм нагревательного [c.716]

Эквивалентная площадь поглощения поверхностью или предметом квадратный метр [c.88]

Длина, пм (погонный метр) Площадь, экм (эквивалентный квадратный метр) [c.335]

За единицу измерения поверхности нагрева отопительных радиаторов принимается поверхность, отдающая в окружающую среду 435 ккал тепла в час при разности средних температур теплоносителя и воздуха 64,5°. Эта единица измерения называется эквивалентным квадратным метром или сокращенно ЭКМ . [c.356]

Эквивалентная площадь eq квадратный метр м т У. З.ЗЗ [c.1]

Молярная электрическая проводимость, эквивалентная электрическая прово- А сименс-квадратный метр на моль См м /моль S m /mol V.4.52 V.4.53 [c.5]

Яркость, эквивалентная яркость L, Lv Ещ.В L-4 кандела на квадратный метр кд/м- d/m V.5.9 [c.9]

Квадратный метр — [м m ] (ке. м) — единица площади, проницаемости пористых сред, эквивалентной площади и полного поглощения поверхности, атомного коэффициента ослабления (см. ф-лу V.6.29e в разд. V,6), полного эффективного [c.274]

Для сравнительной оценки нагревательных приборов введена общая условная единица измерения их теплоотдающей поверхности — эквивалентный квадратный метр (сокращенно экм), отдающий в час воздуху отапливаемого помещения 435 ккал тепла при разности средней температуры теплоносителя прибора и воздуха помещения в 64,5° С. [c.151]

Поверхность нагрева отопительных приборов определяется в эквивалентных квадратных метрах (экм). За один экм принимается поверхность прибора, которая отдает в окружающую среду 545 ккал/ч тепла при разности температур теплоносителей и окружающего воздуха, равной 64,5° С, и при количестве воды, проходящей через прибор, равном 17,4 кг/ч. [c.105]

Внешняя поверхность радиатора называется поверхностью нагрева и измеряется в эквивалентных квадратных метрах (э. к. м.). Э. к. м. — это условная поверхность прибора, отдающая помещению 435 ккал/ч тепла при разности средних температур теплоносителя и воздуха помещения, равной 64,5°. [c.261]

Кандела на квадратный метр (кд/м ) — единица эквивалентной яркости. [c.85]

Эквивалентная яркость кандела на квадратный метр d/m= кд/м> sb asb L сб асб Лб 1 10 кд/м 0,319 кд/м 3,19-10 кд/м [c.66]

Поверхность нагрева нагревательных приборов измеряется в эквивалентных квадратных метрах (э. к, м.) э. к. м. — это по-14—1900 209 [c.209]

Эквивалентный квадратный метр (экм) — это теплотехнический показатель и равен площади поверхности нагревательного прибора, отдающей в 1 ч 435 ккал тепла при разности средней температуры теплоносителя и воздуха 64,5 °С и расходе воды в приборе 17,4 кг/ч по схеме сверху-вниз . [c.257]

Эквивалентное поглощение и 3) С квадратный метр )п ти к а м2 m [c.39]

К обозначениям единиц и их наименованиям нельзя добавлять буквы (слова), указьшающие на физцческую величину или на объект например, п. м. или пм (погонный метр) экм (эквивалентный квадратный метр) нм или Нм (нормальный кубический метр) % весовой (весовой процент). Во всех этих случаях определяющие слова следует присоединять к наименованию величины, а единицу обозначать в соответствии со стандартом. Например, погонная длина 5 м эквивалентная площадь 10 м объем газа (приведенный к нормальным условиям) 100 м массовая доля 10% ИТ. д. [c.40]

За единицу лучистой энергии принимается количество, эквивалентное одной килокалории. Полное количество энергии, излучаемой телом с одного квадратного метра егоповерхностивтечение часа, измеренное в ккал, называется излучательной или лучеиспускательной способностью. тела и обозначается через Е. Для абсолютно черного тела эта величина определяется по закону Стефана — Больцмана, который гласит, что количество лучистой энергии, излучаемой абсолютно черным телом, пропорционально четвертой степени его абсолютной температуры, т. е. [c.248]

Примечания 1. Эк — поверхность нагрева в эквивалентных квадратных метрах. За единицу экм принимают поверхность нагрева прибора, отдающую в окружающую среду 435 ккал/ч тепла при следующих условиях разность между средними температурами теплоносителя и окружающего воздуха равна 64,5° С, количество пропускаемой через прибор воды —17,4 кг/ч. 2, Чугунные секционные радиаторы изготовляют по ГОСТ 8690—58 двухканальными и собирают из отдельных секций на ниппелях диаметр ом V// с применением прокладок, обеспечивающих герметичность соединения при температуре теплоносителя до 95 С. Радиаторы поставляют с двумя глухими пробками и двумя пробками со сквозными отверстиями, имеющими резьбу 4 или Vs». 3. Радиаторы и ребристые трубы рассчитаны на рабочее давление теплоносителя 6 кгс/см . 4. Цифра 2 впереди обозначения типа штампованных радиаторов означает, что применены спаренные радиаторы, которые поставляет завод с приваренными к приборам соединительными калачами и четырьмя пробками, ввернутыми в присоединительные гайки. Присоединительный штуцер имеет наружную резьбу У,». Штампованные радиаторы рассчитаны на рабочее давление 9 кгс1см . [c.124]

Форма ПМ‑пром — отчет статистики: заполнение, актуальный бланк — Контур.Бухгалтерия

Кто и в какие сроки сдает форму ПМ-пром

Форму ПМ-пром «Сведения о производстве продукции малым предприятием» сдают субъекты малого бизнеса — юридические лица и предприниматели, кроме микропредприятий и ИП с численностью сотрудников до 16 человек.

Кроме того, сдача формы обязательна только для малых предприятий, которые занимаются:

производством в сфере добывающих производств;
производством в сфере обрабатывающих производств;
производством и распределением электроэнергии;
производством и распределением пара и газа;
заготовкой леса;
рыбной ловлей.

Отчет представляется в службу статистики ежемесячно — не позднее 4-го рабочего дня после окончания отчетного месяца. Если 4-й день приходится на выходной, срок сдачи откладывается на следующий ближайший рабочий день.

Юридические лица с обособленными подразделениями заполняют отдельные формы на каждое подразделение и на юридическое лицо без их учета. Готовые формы представляются в территориальный орган Росстата по месту нахождения юрлица или обособленного подразделения.

Если в отчетном периоде респондент не занимался производством и показатели для заполнения формы отсутствуют, он может подать подписанный в установленном порядке отчет без показателей либо официальное письмо, сообщающее об отсутствии запрашиваемых показателей в отчетном месяце.

Как заполнить форму ПМ-пром

Актуальная форма утверждена приложением № 3 к Приказу Росстата от 31.07.2018 № 472. Отчет включает титульный лист и один раздел, состоящий из небольшой таблицы, в которой указаны наименования произведенной продукции за отчетный и прошлый месяц.

Указания по заполнению формы есть в приложении № 3 к приказу. Разберем заполнение по порядку.

Титульный лист

Титульный лист оформлен аналогично другим статистическим формам. Укажите отчетный месяц. Организации вписывают в соответствующее поле полное и краткое наименование компании, юридический адрес и коды ОКПО.>

Индивидуальный предприниматель указывает свои ФИО, почтовый адрес. Затем переходите к заполнению основного блока.

Основной раздел — таблица с данными о производстве

В данные о производстве включена продукция, которую респондент вырабатывает из собственных и давальческих сырья и материалов. Она предназначена для:

продажи другим физическим и юридическим лицам;
собственного капитального строительства;
передачи собственным подразделениям.

Эту продукцию можно зачислить в состав оборотных активов или основных средств, а также израсходовать на нужды собственного производства.

Все виды продукции учитываются в стоимостном выражении — по учетным ценам или фактической производственной себестоимости. При производстве продукции из сырья, полученного от заказчика, данные о производстве указываются в полной стоимости, включая цену самого сырья.

Сама таблица предельно простая и состоит из шести граф.

В графу 1 впишите наименование продукции.

В графах 2 и 3 укажите единицу измерения и ее код по ОКЕИ.

В графе 4 укажите код вида продукции по ОКПД 2.

В графах 5 и 6 укажите, сколько продукции по факту произвели за отчетный и предыдущий месяцы.

Далее форму подписывает руководитель или ответственный работник компании. Кроме подписи указывается ФИО, должность, контакты ответственного и дата заполнения отчета.

Отправляйте статистические формы быстрее в Контур.Бухгалтерии. Заполняйте бланк в сервисе и отправляйте в Росстат, не отходя от компьютера. А еще в сервисе удобно вести бухгалтерию, платить зарплату и налоги, сдавать отчетность, которая формируется автоматически. Все новые пользователи получают 14 дней бесплатного пользования.

Пикометр — Справочник химика 21

Для перевода радиусов, указанных в пикометрах (пм), в метры нужно делить на 10 для перевода в нанометры (нм) делить на 1000 в ангстремы (А) — на 100. [c.8]

Использование СИ приводит к появлению непривычных единиц лишь в двух случаях. Во-первых, в качестве единицы длины молекул применяют пм (пикометр, 10″ м или 0,01 А) при этом размеры молекул и длины связей будут порядка 100 пм, что удобно, поскольку пропадают десятичные дроби, или нм (нанометр, 10 м или 10 А). Во-вторых, в качестве единицы объема используют дм (1000 см или 1 л) вместо см или м . Замена литра на дм может показаться не так уж необходимой, однако это упрощает числовые расчеты. [c.7]

Ангстрем о (А) Пикометр (пи) (микромикрон. МК.МК, P-V1.) Нанометр (ны) (миллимикрон. ММК, Л р.

) Микрометр (мкм) (микрон, мк. ц) Миллиметр (мм) Сантиметр (см) Метр (м) [c.194]

Пикометр (ПЛ ) Нанометр (нм) Микрометр (мкм) Миллиметр (м.и) Сантиметр (см) Метр (м) [c.210]

По той же причине свободный катион водорода не существует в водном растворе, он соединяется с одной молекулой воды и образует катион оксония HjO , где все три связи Н—О одинаковы по длине, 4в = 95 пикометров (пм). [c.110]

Для измерения длин световых волн и других очень малых величин ранее обычно применяли следуюш,ие единицы микрон, (мк) = 0,001 мм = 10- см миллимикрон (ммк) = 0,001 мк = 10 см ангстрем (А) = 0,1 ммк = 10 см. В системе СИ микрон записывается как мкм (микрометр), миллимикрон равен 1 нм (нанометр) и ангстрем равен 0,1 нм или 100 пм (пикометр). [c.36]

Для перевода длин связей г, указанных в пикометрах, в метры нужно делить на 10 ДЛЯ перевода в нанометры (нм) делить на 1000 для перевода в ангстремы (а) делить иа 100. Для перевода энергий (энтальпий) связей Е, указанных в кДж/моль, в ккал/моль нужно делить иа 4,184. [c.9]

Расстояние между атомом водорода и атомом кислорода в молекуле воды выражено в пикометрах (пм). Пикометр — современная единица длины, используемая при определении размеров молекул она равна 10- м. Еще недавно в научной литературе использовали единицу длины ангстрем (А). Ангстрем равен 10″ ° м, т. е. 1А=100 им. [c.30]

Принимая радиус Земли приближенно равным 64 Мм, определите объем земного шара в кубических пикометрах. [c.38]

Зеемана эффект Расщепление энергетич. уровней атома на подуровни в магн. поле. Подуровни названы зеемановскими по им. голл. физика Петера Зеемана (Pieter Zeeman, 1865— 1943). Величины расщеплений пропорц. напряженности магн. поля (Н) и равны, напр., лишь десяткам пикометров при Я 1,5 МА/м. Эффект использ. при изучении тонкой стр-ры атомов. На его основе созданы приборы квантовой электроники. [c.82]

Такие представления о формах существования водорода в стал 1 согласуются с данными о размерах (в пикометрах) протонов (порядка 10- [47], молекул водорода (269 [54]), атомов водорода (60 [15]), межатомных расстояний в молекуле водорода (74 [51]) и гараметре кристаллической решетки железа (286 [78]). [c.6]

Длины связей будут выражены в ангстремах А. Один ангстрем равен 10 см. В современной литературе встречаются также нанометр (10 А) и пикометр (Ю А). Длина С—С-связи в алмазе составляет 1,54 А, или 0,154 нм, или 154 пм. [c.11]

Пикометр (пм) равен 10- м. облака 5-электрона [c.43]

Пикометр (пм) — единица измерения длины, численно равная 10 м, или 10- ° см. Например, радиус атома водорода равен 5,3-10 см, или 53 пм. [c.295]

Длины волн рентгеновского излучения обычно выражают в ангстремах (А). С целью распространения системы единиц СИ в этой книге используются нанометры (нм) или пикометры (пм) 1 нм=10 А=1000 пм. ] [c.221]

I—Длина. Характеристика отрезка прямой линии, расстояние между концами отрезка (подробнее см. курс геометрии). Единицы величины / метр (м), сантиметр (см), 1 см = 0,01 м, пикометр (пм), 1 пм = Ь10- м. Частный случай — см. рубрику /св - [c.205]

Длины связей в молекулах сейчас обычно измеряют в пикометрах (пм), где 1 пм=10- 2 м. Например, длина связи, равная 1,54 А, теперь записывается как 154 пм. [c.18]

Ангстрем о А Пикометр (пм) Микро-микрон (мкмк) Нанометр нм) Миллимикрон (ммк) Микрометр (мкм) Микрон (л л ) Миллиметр мм) Сантиметр см) Метр (м) [c.497]

При определении размеров атомов, ионов, молекул, межатомных и межионных расстояний применяют доли метра нанометр (нм), пикометр (пм) и внесисте ую единицу ашрстрем А, соотношения между которыми 1нм — 1СГ м, 1 пм — 10 м и 1 А — 10 м. [c.7]

Соотношение 1 А 100 пм является простым и поэтому легко переходить от одной единицы измерения длины к другой, подобно тому как переходят от метров к сантиметрам. Межатомные расстояния измеряются в пикометрах. [c.7]

Метр (единица) — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Метр (meter, metre) — метрическая единица измерения длин и расстояний. Основная единица измерения в СИ. В СГС кратная к сантиметру.

Русское условное обозначение: м
Международное условное обозначение: m

Стандарт ГОСТ 8.417 (изменение № 2 от 17 декабря 1984 г.) определяет метр, как расстояние, которое проходит свет в вакууме за время 1/299 792 458 секунды.

Метр и другие единицы измерения[править]

Кратные и дольные единицы метра[править]

Эти и другие единицы получаются применением кратных и дольных приставок СИ.

Другие метрические единицы[править]

Неметрические единицы[править]

Старорусские

Точка = 0,254 мм = 2,54·10⁻⁴ м
Линия = 2,54 мм = 0,00254 м
Дюйм = 25,4 мм = 0,0254 м
Вершок = 44,45 мм = 0,04445 м
Пядь = 0,1778 м
Фут = 0,3048 м
Аршин = 0,7112 м
Прямая сажень = 2,1336 м
Верста = 1066,784 м
Русская миля = 7467,6 м

Европейские

Морские

Астрономические

Другие

Первоначально метр, как единица измерения введён в составе метрической системы мер. Было предложено два эталона метра:

Длина маятника с периодом колебаний в 1 с на широте 45°.
1/40 000 000 длины парижского меридиана (или 10⁻⁷ расстояния от экватора до полюса через Париж).

Парижским собранием 1790 года был принят первый эталон, но ввиду плохой воспроизводимости под влиянием Академии наук 30 марта 1791 года было принято решение взять второе определение.

В 1795 году был изготовлен первый прототип эталона метра из латуни.

В 1799 году из сплава 90% платины и 10% иридия был изготовлен эталон, соответствующий 1/40 000 000 длины парижского меридиана.

В 1889 году был изготовлен более точный международный эталон метра, копии которого были переданы в страны, пользующиеся метрической системой.

В 1960 году было принято решение считать стандартом метра 1 650 763,73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p₁₀ и 5d₅ атома криптона-86. Этот стандарт был зафиксирован в ГОСТ 8. 417—81.

В 1983 году введён новый стандарт на метр: «метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды». В таком виде метр зафиксирован в изменении № 2 ГОСТ 8.417—81 введённом с 1 мая 1985 г (постановление Госсандарта от 17 декабря 1984 г. № 4457).

Конвертер пикометров [pm] в миллиметры [мм] • Конвертер длины и расстояния • Обычные конвертеры единиц • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстоянияМассовый конвертер Конвертер сухого объема и общих измерений при приготовлении пищиКонвертер площадиКонвертер объёма и общих измерений при приготовлении пищиПреобразователь температуры Конвертер модулейПреобразователь энергии и работыПреобразователь мощностиПреобразователь силыКонвертер времениЛинейный преобразователь скорости и скоростиКонвертер углаКонвертер топливной эффективности, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы обмена валютКонвертер женской одежды и размеров обувиКонвертер мужской одежды и размеров обувиКонвертер угловой скорости и удельной скорости вращенияКонвертер угловой скорости и удельной скорости вращения Преобразователь момента инерции Преобразователь момента силы преобразователь крутящего момента преобразователь удельной энергии, теплоты сгорания (на массу) преобразователя удельной энергии, теплоты Co Конвертер температурного интервала (на объем) Конвертер температурного интервала Конвертер температурного расширения Конвертер раствора Конвертер термического сопротивления Конвертер теплопроводности Конвертер удельной теплоемкости ) Конвертер вязкостиКинематический преобразователь вязкостиПреобразователь поверхностного натяженияПроницаемость, проницаемость, проницаемость водяного параКонвертер скорости передачи водяных паровКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL )Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркостиПреобразователь световой интенсивности и световой потокПреобразователь разрешения цифрового изображения Конвертер фокусного расстояния Оптическая сила ( Конвертер диоптрий) в увеличение (X )Преобразователь электрического зарядаПреобразователь линейной плотности зарядаПреобразователь плотности поверхностного зарядаПреобразователь плотности электрического токаПреобразователь линейной плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь удельного электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимости уровней в дБмВт, дБВ, ваттах и других единицах измеренияПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляПреобразователь магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Конвертер радиоактивного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозыКонвертер метрических префиксовКонвертер передачи данныхКонвертер единиц типографии и цифровых изображенийКонвертер единиц измерения объёма древесиныКалькулятор молярной массыПериодическая таблица

Круизное судно Celebrity Reflection в порту Майами. Его длина составляет 1047 футов или 319 м.

Мост Золотые Ворота, пересекающий Золотые Ворота, пролив, соединяющий залив Сан-Франциско и Тихий океан.Его общая длина составляет около 1,7 мили или 2,7 км.

Обзор

Длина описывает самый длинный размер объекта. Для трехмерных объектов его обычно измеряют по горизонтали.

Расстояние, с другой стороны, указывает на то, насколько далеко объекты находятся друг от друга.

Измерение длины и расстояния

Единицы

Основной единицей измерения длины и расстояния в Международной системе единиц (СИ) является метр. Производные метра, такие как километры и сантиметры, также используются в метрической системе. Такие единицы, как дюйм, фут и миля, используются там, где метрическая система не принимается, например, в США и Великобритании.

Расстояния в науке

Науки, такие как биология и физика, работают с очень маленькими расстояниями, поэтому используются дополнительные единицы. Микрометр равен 1 × 10⁻⁶ метра. Он обычно используется в биологии для измерения количества микроорганизмов, а также для измерения длин волн инфракрасного излучения. Он также известен как микрон и обозначается знаком µ. Нанометр (1 × 10⁻⁹ метра), пикометр (1 × 10⁻¹² метра), фемтометр (1 × 10⁻¹⁵ метра) и аттометр (1 × 10⁻¹⁸ метра) также являются использовал.

Плавание под мостом Золотые Ворота. Расстояние под мостом составляет 220 футов или 67,1 м во время прилива

Дальность навигации

Для навигации используются морские мили. Одна морская миля равна 1852 метрам. Исторически это определялось как одна угловая минута вдоль меридиана или 1 / (60 × 180) меридиана. Это позволило упростить расчет широты, поскольку каждые 60 морских миль составляли один градус широты. При расчете скорости с использованием морских миль часто в качестве единиц используются узлы.Один узел равен скорости одной морской мили в час.

Расстояния в астрономии

В астрономии из-за больших расстояний для удобства используются дополнительные единицы.

Астрономическая единица (AU, au, a.u. или ua) равна 149 597 870 700 метрам. Существует постоянная величина, единица расстояния, равная одной астрономической единице. Обозначается буквой A. Земля находится примерно в 1,00 а.е. от Солнца.

Световой год (световой год) равен 10 000 000 000 000 км, или 10 ³ км.Он представляет собой расстояние, которое свет проходит за один юлианский год в вакууме. Он чаще используется в массовой культуре, чем в астрономических расчетах.

Объяснение парсека

Парсек (пк) составляет около 30 856 775 814 671 900 метров, или приблизительно 3,09 × 10 ³ км. Один парсек представляет собой расстояние от Солнца до астрономического объекта, такого как планета, звезда, луна или астероид, угол параллакса которого равен угловой секунде. Одна угловая секунда равна 1/3600 градуса, или примерно 4.8481368 мкрад в радианах. Чтобы вычислить парсек, можно использовать эффект параллакса, который представляет собой видимое смещение объекта, когда на него смотрят с двух разных точек зрения. Астрономы проводят воображаемую линию от Земли (точка E1) до далекой звезды или астрономического объекта (точка A2), линия E1A2. Полгода спустя, когда Солнце находится на противоположной стороне Земли, они проводят еще одну воображаемую линию от текущего положения Земли (точка E2) до нового видимого положения далекой звезды (точка A1), линия E2A1.Затем они также соединяют две позиции Земли, образуя линию E1E2. Солнце находится в середине этой линии в точке S. Расстояние между линиями E1S и E2S равно 1 а.е. Если провести линию, перпендикулярную E1E2, проходящую через S, она также пройдет через точку пересечения E1A2 и E2A1, точку I. Расстояние от солнца до этой точки, то есть линии SI, равно 1 пк, если угол, образованный линиями A1I и A2I, равен двум угловым секундам. См. Диаграмму ниже для лучшей визуализации.Здесь угол P равен одной угловой секунде.

На этом снимке:

A1, A2: видимые положения далекой звезды
E1, E2: положения Земли
S: положение Солнца
I: точка пересечения
IS = 1 парсек
∠P или ∠XIA2: угол параллакса
∠P = 1 угловая секунда

Другие единицы измерения

Лига является устаревшей единицей в большинстве стран. Он все еще используется в некоторых областях, таких как Юкатан и сельские районы Мексики.Он определяется как расстояние, которое человек может пройти за один час. Морская лига определяется как три морских мили, что составляет около 5,6 км. Лига широко использовалась в литературе, например, в «Двадцати тысячах лье под водой» Жюля Верна.

Локоть — это длина от кончика среднего пальца до локтя. Эта единица широко использовалась с античности до раннего Нового времени.

Ярд используется в имперской системе мер и равен трем футам или 0,9144 метрам. В некоторых странах, таких как Канада, он используется только при измерении ткани, а также на спортивных площадках, таких как бассейны и площадки для игры в крикет.

Определение измерителя

Изначально измеритель был определен как 1/10 000 000 расстояния между Северным полюсом и экватором. Позже он был переопределен как длина прототипа метрового стержня, созданного из сплава платины и иридия. Далее он был переопределен как равный 1 650 763,73 длинам волн оранжево-красной эмиссионной линии в электромагнитном спектре атома криптона-86 в вакууме. Позже это было переопределено еще раз, используя скорость света. Это определение используется сегодня и гласит, что один метр равен длине пути, пройденного светом в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Расчеты

В геометрии расстояние между двумя точками A и B с координатами A (x₁, y₁) и B (x₂, y₂) вычисляется по формуле:

В физике расстояние — это скалярная величина. и никогда не отрицательный. Его можно измерить одометром. Расстояние измеряется по траектории движения объекта. Его не следует путать со смещением, которое представляет собой вектор, измеряющий прямую линию, которая представляет собой кратчайшее расстояние между точками отправления и прибытия объекта.

Круговое расстояние — это расстояние, которое проходит круглый объект, например колесо. Его можно рассчитать, используя частоту или радиус колеса.

Список литературы

Эту статью написала Екатерина Юрий

Статьи «Конвертер единиц измерения» отредактировал и проиллюстрировал Анатолий Золотков

У вас возникли трудности с переводом единиц измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Вычисления для конвертера Length and Distance Converter выполняются с использованием математических вычислений с unitconversion.org.

2.5: Основные единицы измерения

Цели обучения

Укажите различные системы измерения, используемые в химии.
Опишите, как префиксы используются в метрической системе, и определите, как префиксы милли-, санти- и килограммы сравниваются с базовой единицей.

Сколько длится ярд? Это зависит от того, кого вы спрашиваете и когда задали вопрос.Сегодня у нас есть стандартное определение двора, которое вы можете увидеть на каждом футбольном поле. Если вы переместите мяч на десять ярдов, вы получите первый удар, и не имеет значения, играете ли вы в Лос-Анджелесе, Далласе или Грин-Бей. Но когда-то этот двор произвольно определялся как расстояние от кончика носа короля до кончика его протянутой руки. Конечно, проблема здесь проста: новый король, новая дистанция (а затем вам нужно пометить все эти футбольные поля).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): стандарт измерителя (слева) и стандарт килограмма (справа).

Базовые блоки СИ

Все измерения зависят от использования хорошо известных и понятных единиц. Английская система единиц измерения (дюймы, футы, унции и т. Д.) Не используются в науке из-за сложности преобразования одной единицы в другую. Метрическая система используется, потому что все метрические единицы основаны на кратных 10, что делает преобразование очень простым. Метрическая система была первоначально введена во Франции в 1795 году. Международная система единиц — это система измерения, основанная на метрической системе.Аббревиатура SI обычно используется для обозначения этой системы и означает французский термин Le Système International d’Unités . СИ была принята международным соглашением в 1960 году и состоит из семи основных единиц, указанных в таблице \ (\ PageIndex {1} \).

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Базовые единицы измерения СИ
Кол-во	Базовый блок SI	Символ
Длина	метр	\ (\ text {m} \)
Масса	килограмм	\ (\ text {kg} \)
Температура	кельвин	\ (\ text {K} \)
Время	секунд	\ (\ text {s} \)
Количество вещества	моль	\ (\ text {mol} \)
Электрический ток	ампер	\ (\ text {A} \)
Сила света	кандела	\ (\ text {cd} \)

Первые единицы часто встречаются в химии. Все другие измеряемые величины, такие как объем, сила и энергия, могут быть получены из этих семи основных единиц.

К сожалению, метрическая система не применяется повсеместно

На карте ниже показано принятие единиц СИ в странах по всему миру. В США законодательно принята метрическая система измерений, но в повседневной практике она не используется. Великобритания и большая часть Канады используют комбинацию метрических и британских единиц.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Области мира, использующие метрическую систему (отмечены зеленым).Лишь несколько стран, в том числе США, не спешат или сопротивляются усыновлению.

Множители префикса

Преобразования между метрическими системными единицами просты, потому что система основана на степени десяти. Например, метры, сантиметры и миллиметры — это метрические единицы длины. В 1 сантиметре 10 миллиметров, а в 1 метре 100 сантиметров. Метрические префиксы используются для различения единиц разного размера. Все эти префиксы происходят от латинских или греческих терминов.Например, мега происходит от греческого слова \ (\ mu \ varepsilon \ gamma \ alpha \ varsigma \), что означает «великий». В таблице \ (\ PageIndex {2} \) перечислены наиболее распространенные префиксы метрик и их связь с центральным блоком, у которого нет префикса. Длина используется в качестве примера, чтобы продемонстрировать относительный размер каждой единицы с префиксом.

Таблица \ (\ PageIndex {2} \): Префиксы SI
Префикс	Аббревиатура единицы	Значение	Пример
гига	\ (\ text {G} \)	1 000 000 000	1 гигаметр \ (\ left (\ text {Gm} \ right) = 10 ^ 9 \: \ text {m} \)
мега	\ (\ text {M} \)	1 000 000	1 мегаметр \ (\ left (\ text {Mm} \ right) = 10 ^ 6 \: \ text {m} \)
килограмм	\ (\ text {k} \)	1 000	1 километр \ (\ left (\ text {km} \ right) = 1000 \: \ text {m} \)
га	\ (\ text {h} \)	100	1 гектометр \ (\ left (\ text {hm} \ right) = 100 \: \ text {m} \)
дека	\ (\ text {da} \)	10	1 декаметр \ (\ left (\ text {dam} \ right) = 10 \: \ text {m} \)
		1	1 метр \ (\ left (\ text {m} \ right) \)
деци	\ (\ text {d} \)	1/10	1 дециметр \ (\ left (\ text {dm} \ right) = 0. {- 12} \: \ text {m} \)

Есть несколько небольших приемов использования метрических сокращений.Большинство сокращений пишутся строчными буквами. Мы используем «\ (\ text {m} \)» для счетчика, а не «\ (\ text {M} \)». Однако, когда дело доходит до объема, базовая единица измерения «литр» сокращается как «\ (\ text {L} \)», а не «\ (\ text {l} \)». Таким образом, мы бы записали 3,5 миллилитра как \ (3.5 \: \ text {mL} \).

На практике, по возможности, вы должны выражать единицы в небольшом и управляемом числе. Если вы измеряете вес материала, который весит \ (6.5 \: \ text {kg} \), это проще, чем сказать, что он весит \ (6500 \: \ text {g} \) или \ (0.65 \: \ text {dag} \). Все три верны, но единицы \ (\ text {кг} \) в этом случае представляют собой небольшое и легко управляемое число. Однако, если для решения конкретной проблемы нужны граммы, а не килограммы, используйте граммы для согласованности.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Сокращения единиц измерения

Дайте аббревиатуру для каждой единицы и определите аббревиатуру в терминах базовой единицы.

килолитр
микросекунда
дециметр
нанограмм

Решения

	Пояснение	Ответ
a	Префикс килограмм означает «1000 ×», поэтому 1 килограмм равен 1000 л.	кл
б	Префикс micro подразумевает 1/1000000 единицы, поэтому 1 мкс равняется 0,000001 с.	мкс
c	Префикс деци означает 1/10, поэтому 1 дм равен 0,1 м.	дм
д	Префикс нано означает 1/1000000000, поэтому нанограмм равен 0. 000000001 г.	нг

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Дайте аббревиатуру для каждой единицы и определите аббревиатуру в терминах базовой единицы.

километр
миллиграмм
наносекунда
сантилитр

Ответ:: км

Ответ б:: мг

Ответ c:: нс

Ответ d:: cL

Сводка

Метрические префиксы происходят от латинских или греческих терминов.Префиксы используются, чтобы сделать единицы управляемыми.
Система СИ основана на десятичных единицах. В системе СИ семь основных единиц. Пять из этих единиц обычно используются в химии.

Материалы и авторство

Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или широко) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

Укажите каждый из следующих ниже примеров того, какой вид измерения: длина, площадь, объем, масса, плотность, время, температура: a.

Коды единиц измерения (UOM)

Воспроизведенные ниже коды единиц измерения используются в документах «Расширенное уведомление об отгрузке», «Счет-фактура», «Товар» и «Заказ на поставку».

Код	Описание
СУМКА	Сумка
БКТ	Ковш
BND	Пачка
ЧАША	Чаша
BX	Ящик
CRD	Карточка
CM	Сантиметра
CS	Ящик
CTN	Коробка
ДЗ	Дюжина
EA	каждый
футов	Фут
GAL	галлонов
ВАЛОВОЙ	Брутто
IN	дюймов
КОМПЛЕКТ	Комплект
ЛОТ	Лот
м	Метр
ММ	Миллиметр
ПК	Штука
ПК	Пакет
ПК100	Пакет 100
ПК50	Пакет 50
PR	Пара
СТОЙКА	Стеллаж
RL	Рулон
НАБОР	Набор
SET3	Набор из 3 шт.
SET4	Набор из 4 шт.
SET5	Набор из 5 шт.
SGL	Одноместный
SHT	Лист
SQFT	квадратных футов
ТРУБКА	Трубка
ярдов	Двор

Измерение и моделирование концентраций твердых частиц: применение методов пространственного анализа и регрессии для оценки качества воздуха

Abstract

В этом документе представлены уровни PM _2,5 и PM ₁₀ на разных станциях в городе Сабзевар, Иран. Кроме того, это исследование было попыткой оценить методы пространственной интерполяции для определения концентраций PM _2,5 и PM ₁₀ в городе Сабзевар. Твердые частицы были измерены Haz-Dust EPAM на 48 станциях. Затем четыре модели интерполяции, включая радиальные базисные функции (RBF), обратное взвешивание расстояний (IDW), обычный кригинг (OK) и универсальный кригинг (Великобритания), были использованы для исследования состояния загрязнения воздуха в городе.Среднеквадратичная ошибка (RMSE), средняя абсолютная ошибка (MAE) и средняя абсолютная ошибка в процентах (MAPE) использовались для сравнения четырех моделей. Результаты показали, что концентрации PM _2,5 на станциях составляли от 10 до 500 мкг / м ³. Кроме того, концентрации PM ₁₀ для всех 48 станций находились в диапазоне от 20 до 1500 мкг / м ³. Концентрации, полученные за девять месяцев, превышали нормативные пределы. Были различия в значениях MAPE, RMSE, MBE и MAE. Результаты показали, что MAPE в методе IDW был ниже, чем в других методах: (41,05 для PM _2,5 и 25,89 для PM ₁₀). Лучшим методом интерполяции для твердых частиц (PM _2,5 и PM ₁₀) оказался метод IDW.

•: Измерения концентраций PM ₁₀ и PM _2.5 были выполнены в теплый и опасный с точки зрения твердых частиц период в 2016 году.
•: Концентрации PM _2.5 и PM ₁₀ были измерены устройством мониторинга, модель пыли окружающей среды Haz-Dust EPAM 5000.
•: Интерполяция используется для преобразования данных из точек наблюдения в непрерывные поля для сравнения пространственных закономерностей, полученных в результате этих измерений с пространственными моделями других пространственных объектов.

Ключевые слова

PM _2.5 и PM ₁₀

Мониторинг

Пространственное моделирование

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Ссылки на статьи

Принципы управления проектами должны иметь единицы измерения

PM Hut содержит список Принципов управления проектами. Хорошая штука, но без единиц измерения. Как мы узнаем, что достигаем успеха с этими принципами? Отсутствие единиц измерения означает, что принципы являются пустыми.

Хорошо, может быть, у номера 2 есть доказательства того, что он выполняется — оперативная память висит на стене.

Вот 5 принципов, которые хорошо послужили мне на протяжении последних 30 лет, вместе с их единицами измерения и материальным доказательством того, что эти единицы значимы для участников проекта

1.Куда мы идем?
У нас есть генеральный план, который показывает возрастающую зрелость продукта или услуги, производимой в рамках проекта. В этом Комплексном генеральном плане изложена стратегия достижения каждого уровня зрелости, достижения, необходимые для достижения этого уровня, и критерии, по которым мы будем оценивать эти достижения
2. Как мы этого добьемся?
У нас есть интегрированный главный график, показывающий последовательность работ, необходимых для достижения достижений.Этот основной график находится на уровне рабочего пакета с ресурсами, распределением бюджета и определенными результатами для каждого рабочего пакета.
3. Достаточно ли у нас времени, ресурсов и денег, чтобы туда добраться?
Теперь, когда мы знаем запланированную продолжительность, запланированный бюджет и потребности в ресурсах, достаточно ли у нас этих элементов? Если нет, можем ли мы их получить? Если нет, то какие изменения мы должны внести в стоимость, график и ресурсы?
4.С какими препятствиями мы столкнемся на пути?
Есть ли у нас план рисков? Включены ли вывод на пенсию или снижение риска в наше Основное расписание? Есть ли у нас формальный процесс управления рисками? Мы следим за этим процессом? Снижаются ли риски или смягчаются?
5. Откуда мы знаем, что добиваемся прогресса?
Есть ли у нас веские доказательства того, что мы добиваемся прогресса в плане? Достижение прогресса НЕ измеряется потреблением ресурсов (денег) и течением времени.Он измеряется ТОЛЬКО производством материальных предметов в то время, когда они были запланированы к производству.

Все показатели эффективности ДОЛЖНЫ быть в единицах, значимых для заинтересованных сторон проекта. Это означает клиентов, участников и поставщиков. Никаких единиц измерения, никаких показателей прогресса для планирования.

Нет единиц измерения — вы едете в темноте с выключенным светом

Измерение твердых частиц в домашних условиях с использованием сети недорогих датчиков

ВВЕДЕНИЕ

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 4.3 миллиона человек ежегодно умирают от воздействия загрязнителей воздуха в домашних условиях (Всемирная организация здравоохранения, 2014 г. ), а твердые частицы (ТЧ) являются одним из основных факторов неблагоприятного воздействия загрязнения воздуха на здоровье. Частицы с аэродинамическим диаметром 2,5 мкм или меньше (PM _2,5) вызывают особую озабоченность, поскольку эти частицы могут глубоко проникать в легкие и вызывать серьезные последствия для здоровья, включая сердечную аритмию, ишемическую болезнь сердца и преждевременную смерть (Sorensen et al. др. , 2003; Brook et al., 2010; Андерсон и др. , 2012). Следовательно, ВОЗ и правительственные организации установили стандарты качества окружающего воздуха для PM _2,5. Например, Национальные стандарты качества окружающего воздуха США (NAAQS) для PM _2,5 составляют 35 мкг м ^–3 (24 часа) и 12 мкг м ^–3 (среднегодовое значение) (Агентство по охране окружающей среды США, 2014) . Стандарты ВОЗ PM _2.5 составляют 25 мкг м ^–3 (24-часовое среднее) и 10 мкг м ^–3 (среднегодовое) (Всемирная организация здравоохранения, 2006). Уровни ТЧ в помещении вносят значительный вклад в экспозицию человека, поскольку люди обычно проводят до 90% своего времени в помещении (Spengler and Sexton, 1983; Zhang and Smith, 2003; Zhu et al. , 2015), а концентрации ТЧ в помещении может превосходить наружный уровень (Klepeis et al. , 2001). Кроме того, люди с хроническими заболеваниями часто проводят большую часть своего времени в помещении и более уязвимы для неблагоприятных воздействий воздействия ТЧ в помещении. Источники ТЧ в помещении включают аэрозольные баллончики, приготовление пищи, горящие свечи или нагревание / приготовление пищи на твердом топливе, неправильно настроенные газовые плиты и печи, домашних животных, пылевых клещей, уборку и курение табака.Кроме того, на воздух в помещении также влияет проникновение наружного воздуха (Goyal and Kumar, 2013). На концентрацию ТЧ внутри помещений может влиять проникновение наружного воздуха. В зависимости от уровней ТЧ вне помещений такое проникновение может привести к увеличению или уменьшению уровней ТЧ внутри помещений (Morawska et al. , 2001; Kumar and Morawska, 2013).

В ходе многочисленных исследований концентрация ТЧ в помещении измерялась путем втягивания воздуха через входное отверстие с определенным размером и сбора ТЧ на подложке / фильтре, которые затем взвешивались (Браниш и др., 2005; Fromme et al. , 2007; Hering et al. , 2007; Fromme et al. , 2008; Браниш и др. , 2009) или использовали пассивные пробоотборники, основанные на осаждении частиц на субстрате, который впоследствии взвешивается (Amaral et al. , 2015; Bo et al. , 2017). Однако эти методы имеют ограничения. Во-первых, измерения подложки / фильтра интегрируются по времени (от нескольких часов до нескольких дней) и не фиксируют временные изменения концентрации частиц.Во-вторых, на их сбор и анализ уходит много времени, а результаты могут быть недоступны в течение нескольких дней после завершения отбора проб (Amaral et al. , 2015; Kumar et al. , 2016). В-третьих, для многих из этих пробоотборников требуется насос, они громоздки и шумны для использования внутри помещений. Для пассивных проб, которые требуют длительного времени отбора проб, существует риск потери отобранного материала (Kumar et al. , 2016). Инструменты исследовательского уровня, основанные на методах оптического обнаружения, также использовались для измерения уровней ТЧ внутри помещений (Amaral et al., 2015). Они могут обеспечивать точные, быстрые и быстрые измерения PM с временным разрешением, но их стоимость колеблется от 5000 до 20000 долларов, что делает их слишком дорогими для развертывания многих инструментов в нескольких помещениях или для использования в популяционных исследованиях.

Коммерчески доступные недорогие датчики PM становятся все более доступными, и благодаря своему быстрому реагированию они предлагают потенциал для сбора больших объемов пространственно-временной информации о качестве воздуха с высоким разрешением в помещении и на открытом воздухе (Kumar et al . , 2016). Обычно они используют рассеяние света для оценки концентраций ТЧ, а рассеяние света является обычной стратегией измерения для мониторов ТЧ исследовательского класса. Самые дешевые датчики PM стоят менее 20 долларов. Примеры включают датчик пыли Shinyei PPD42NS (Shinyei Corp.), Sharp GP2Y1010 (Sharp Corp.), серию Plantower PMS (Plantower Technology) и датчик частиц серии Honeywell HPM (Honeywell Inc.). Для этих датчиков требуется интерфейс с внешним микропроцессором и либо дисплей, либо способ передачи данных пользователю.Добавление этих функций может значительно увеличить цену до $ 100 (например, Alphasense OPC от Alphasense). Однако после интеграции с микроконтроллером эти типы датчиков хорошо подходят для развертывания в сенсорной сети. Чуть более дорогие датчики, стоимостью от 200 до 500 долларов, отправляют свои данные в облако для просмотра через пользовательский интерфейс (например, Air Quality Egg от Wicked Device, LLC) или на экранном дисплее (например, мониторы Dylos от Dylos. Corporation или Speck из лаборатории CREATE, Университет Карнеги-Меллона) (Йовашевич-Стоянович, и др., ., 2015). Эти более дорогие датчики могут потребовать модификации для интеграции с сенсорной сетью.

Однако недорогие датчики PM имеют свои недостатки. Они не так точны, как гравиметрические методы отбора проб (Dacunto et al. , 2013) или эталонные инструменты PM (Manikonda et al. , 2016). На эти датчики также могут влиять влажность (Wang et al. , 2015), температура (Gao et al. , 2015), и один и тот же набор датчиков может работать непостоянно (Gao et al., 2015; Зикова и др. , 2017). Кроме того, у большинства датчиков отсутствует руководство по развертыванию и данным калибровки в различных условиях. Кроме того, измерения рассеивающих свет PM требуют регулярной калибровки и соответствующего поправочного коэффициента (CF) для типов аэрозолей (Dacunto et al. , 2015) и условий окружающей среды, в которых работают датчики (Kelly et al. , 2017 ; Sayahi et al. , 2019). Недорогие датчики PM могут быть более чувствительны к свойствам частиц, чем мониторы исследовательского уровня (Kelly et al., 2017). Кроме того, лабораторные характеристики, наблюдаемые этими датчиками, часто невозможно воспроизвести в полевых условиях, где они демонстрируют более низкую корреляцию с эталонными приборами (Castell et al. , 2017). Несмотря на эти ограничения, датчики могут предоставить ценную информацию об относительных уровнях PM, помочь в оценке индивидуального воздействия и помочь определить стратегии для снижения этих уровней воздействия. Например, мониторинг в реальном времени может помочь исследователям в области здравоохранения определить, какие меры, e.g., максимальная 10-минутная концентрация, наиболее важны для здоровья. Они также ценны для разработки мер вмешательства и значимых показателей общественного здравоохранения, доступных для широкой публики.

В нескольких исследованиях оценивалась эффективность недорогих оптических датчиков ТЧ в лабораторных условиях и была обнаружена корреляция от умеренной до сильной с эталонными приборами, в том числе Dylos и TSI DustTrak (R ²> 0,81; Northcross et al. , 2013 г. ), Дилос vs.GRIMM (R ²> 0,86; Vercellino и др. , 2018) и Shinyei PPD42NS в сравнении с аэродинамическим измерителем размера частиц TSI (R ²> 0,66; Austin и др. , 2015). Wang et al. (2015) использовал TSI SidePak AM510 и TSI Scanning Mobility Particle Sizer для оценки характеристик датчика и обнаружил, что R ²> 0,78 для Shinyei PPD42NS, Samyoung DSM501A и Sharp GP2Y1010AU0F. Manikonda et al. (2016) оценил эффективность четырех недорогих мониторов PM (Speck, Dylos, TSI AirAssure и UB AirSense) по сравнению с расположенными рядом эталонными приборами (Grimm 1.109, TSI APS 3321 и TSI Fast Mobility Particle Sizer 3091) в лабораторной камере и обнаружил, что R ²> 0,85 между четырьмя мониторами и APS 3321.

Исследования на открытом воздухе также обнаружили корреляцию от умеренной до сильной. Например, Holstius et al. (2014) сравнил производительность Shinyei с монитором бета-ослабления (BAM) 1020, установленным на федеральном эквивалентном методе (FEM), Grimm 1. 108 и DustTrak (R ²> 0,6). Gao et al. (2015) изучил сеть датчиков Shinyei PPD42NS в городской среде и обнаружил сильную корреляцию (R ²> 0.87) между DustTrak и Met One BAM, но лишь умеренная корреляция с массовыми измерениями (R ²> 0,5).

В нескольких исследованиях использовались недорогие датчики ТЧ в помещениях: одни для оценки производительности, а другие — для понимания событий, влияющих на качество воздуха в помещении. Зикова и др. (2017) оценил шестьдесят шесть мониторов Speck, совмещенных с Grimm 1.109. Они обнаружили плохую корреляцию во время измерений в помещении (R ² = 0,2–0,3), но когда измерения были разделены на частицы сгорания и не сгорающие частицы, R ² вырос до 0.5. Patel et al. (2017) развернул сеть из пяти датчиков Sharp GP2Y1010AU0F в двух разных домах для измерения уровней ТЧ от твердотопливных кухонных плит. Они обнаружили достаточно хорошую корреляцию (² = 0,713) между

Датчики Sharp, расположенные вместе с TSI SidePak AM150. Weekly et al. (2013) разработал сеть беспроводных датчиков PM, состоящую из пяти Samyoung DSM501A, трех датчиков Shinyei PPD20V и лазерного счетчика частиц Met One GT-526S, чтобы делать выводы о повторном взвешивании грубых частиц ( ≥ 2 . 5 мкм) частиц, вызванных перемещением людей. Ли и др. (2017) использовал беспроводную сеть недорогих датчиков (Sharp GP2Y1010AU0F) в деревообрабатывающем цехе для оценки воздействия ТЧ на рабочих. Jeon et al. (2018) предложила систему обнаружения присутствия людей в помещениях на основе Интернета вещей с использованием недорогого датчика PM, SEN0177.

Целью этого исследования было развертывание беспроводной сети датчиков PM в двух домашних средах, оценка производительности датчиков, характеристика действий (т.е., приготовление пищи, распыление аэрозольных продуктов, горение свечи и уборка), которые влияют на качество воздуха в помещении в зависимости от домашнего помещения, определяют условия, влияющие на концентрацию ТЧ, и определяют, как эти действия влияют на разные комнаты в доме.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Места проведения исследований

и измерения

Это исследование проводилось в двух домах в два разных сезона, летом и зимой (рис.S1). Жители этих двух домов вызвались разместить датчики, и они вели журнал, в котором вручную регистрировали действия, которые могли генерировать ТЧ (например, приготовление пищи, горение свечей и т. Д.). Все датчики были размещены на столе на высоте примерно 0,75–0,80 м над землей и не менее 0,3 м от стены. Первое исследование проводилось в период с 19 ^-го-го мая по 19 ^-го июля 2016 года в двухэтажном доме с законченным подвалом в Коттонвуд-Хайтс, штат Юта (Дом I). Готовый подвал обустроен таким образом, чтобы его можно было использовать в качестве жилого помещения.В этом исследовании обитатели использовали готовый подвал в качестве жилой площади. Следующий анализ сосредоточен на одной калибровочной неделе (20 ^-е –25 ^-е мая) (Таблица S1) и одной неделе развертывания, когда события аннотируются, с 1 ^-го по 7 ^-го июня. Этот дом, построенный в 2002 году, находился в пригородном жилом районе, недалеко от межштатной автомагистрали I-215 (в 364 м) в Уосатч-Фронте штата Юта (с населением 2,21 миллиона человек; Министерство торговли США, 2010). Площадь дома 3300 кв.футов с 1650 кв. футов в подвале и 1650 кв. футов на первом этаже. Этот дом находился в 16 км от ближайшей государственной станции мониторинга качества воздуха (Хоторн). Хотя некоторые датчики были размещены в подвале, аннотированных событий не было, и подвал не использовался для этого исследования. Исследование в доме II (построенном в 1942 году) проводилось с 16 ^-го января по 16 ^-го февраля 2017 года в двухэтажном доме в городском жилом районе Солт-Лейк-Сити, штат Юта, с калибровочным исследованием от 15 ^th –21 ^st октябрь 2016 г. (Таблица S1).Дом площадью 1500 кв. Футов с готовым подвалом. Калибровка в доме II проводилась в подвале, и подвал не использовался для более поздней части исследования. Этот дом находился в 8 км от ближайшей государственной станции мониторинга качества воздуха (Rose Park).

В каждом из домов был проведен 1-недельный калибровочный эксперимент для оценки точности и точности датчиков путем совмещения недорогих датчиков с четырьмя исследовательскими приборами PM (два GRIMM 1.109 от GRIMM Aerosol Technik, GmbH; один DustTrak II. монитор аэрозолей от TSI Inc.; и одно измерение на основе фильтра, Airmetrics MiniVol) (Таблица 1). В Home I десять модифицированных датчиков Dylos DC1100 Pro (UMDS) штата Юта были размещены рядом с четырьмя пользовательскими датчиками AirU для сравнения, а в Home II были развернуты четыре UMDS. Состояние дверей в каждом доме может влиять на уровни PM и время, необходимое для изменения уровней PM. В течение периода калибровки двери были закрыты, но в течение оставшейся части исследования обитатели вели себя нормально, не контролируя состояние двери. После калибровочной недели датчики были распределены по всему дому и размещены вне дома (места, показанные на рис. S1). Модификации датчиков Dylos и AirU описаны ниже.

GRIMM 1.109 непрерывно измеряет количество частиц и их массовое распределение по светорассеянию в диапазоне размеров 0,25–32 мкм в 31 классе размеров. Затем сигнал рассеянного света классифицируется по размеру и количеству, и эти подсчеты преобразуются в массовые концентрации (Peters et al. , 2006). Во время этого исследования использовались только концентрации GRIMM PM _2,5.DustTrak II Aerosol Monitor 8530 (TSI) — это светорассеивающий лазерный фотометр, который измеряет массовую концентрацию (PM ₁, PM _2,5 или PM ₁₀) с входным отверстием для выбора размера (Alvarado et al. ). , 2015). Во время этого исследования DustTrak II работал с впускным отверстием PM _2.5. Airmetrics MiniVol — это портативный пробоотборник воздуха, который был оснащен входным отверстием PM _2.5 с селективным размером и 47-миллиметровым фильтром Whatman (размер пор 0,2 мкм). Эти фильтры заменялись каждую неделю во время тестирования в помещении, и разница в весе вместе с расходом обеспечивала интегрированную массовую концентрацию и позволяла регулировать массу концентраций GRIMM и DustTrak.

Описание датчика и сети

AirU, разработанный в Университете штата Юта, состоит из небольшой специальной печатной платы с датчиком частиц Plantower PMS3003, Bosch BMP180 (температура, давление и высота), SGX SensorTech MiCS-4514 (CO и NO ₂) , Aosong Electronics DHT22 (температура и влажность) и чип Adafruit Ultimate GPS, подключенные к специальной печатной плате и Beaglebone Black (BBB).Стоимость компонентов AirU составляет примерно 175 долларов. Датчик Plantower PMS сообщает о концентрациях PM ₁, PM _2,5 и PM ₁₀ (мкг м ^–3) каждые 60 секунд. Это исследование было сосредоточено на измерениях PM _2.5 AirU. AirU может хранить до 500 МБ данных на встроенной карте microSD или отправлять показания непосредственно через наш шлюз в базу данных (обсуждается ниже). Этот датчик Plantower PMS подробно описан в Kelly et al. (2017) и его PM _{2.5 Концентрация} хорошо коррелировала с Федеральным эталонным методом (FRM) PM _{2,5 Концентрации} в нескольких зимних бассейнах с чистым и холодным воздухом (CAPs; R ²> 0,88) и с приборами исследовательского уровня, подверженными воздействию частиц оксида алюминия на ветру туннель (R ²> 0,83). Датчики Plantower PMS также были оценены Районом управления качеством воздуха Южного побережья (SCAQMD) и хорошо коррелировали с FEM (R ²> 0,93).

Каждый UMDS включает в себя монитор качества воздуха Dylos DC1100 Pro (Dylos Inc., Риверсайд, Калифорния, США). UMDS обнаруживает концентрации ТЧ в двух диапазонах размеров: мелких (2,5 мкм и менее) и крупных (10 мкм и более) частиц. В этом исследовании оценивается, что PM _2,5 считается малым количеством UMDS за вычетом большого количества. Датчик Dylos был модифицирован для обеспечения сетевых возможностей. Эта модификация включала добавление микропроцессора BBB с модулем Wi-Fi, компактного USB-адаптера Wi-Fi с антенной 4ʺ (UWN200), датчика относительной влажности и температуры SHT21 и ЖК-дисплея RGB.BBB собирает все данные датчиков, отображает информацию (температуру, влажность, количество мелких и крупных частиц) на ЖК-дисплей RGB и передает данные на облачный сервер через наш шлюз. Данные с датчиков также хранятся на карте microSD, поэтому данные не теряются при потере питания на датчике.

Архитектура нашей домашней сенсорной сети состоит из трех компонентов: сенсоров, шлюза и базы данных. Данные со всех недорогих датчиков были собраны с использованием шлюза, который может поддерживать различные беспроводные протоколы, такие как BLE (Bluetooth Low Energy), Wi-Fi и ZWave.Шлюз работает на Raspberry Pi 3 и подключен через Ethernet к домашнему беспроводному маршрутизатору. Был написан специальный компонент, который автоматически обнаруживает и извлекает данные с датчиков UMDS и AirU. CoAP (Constraint Application Protocol) использовался в качестве протокола связи между датчиками и шлюзом. CoAP — это протокол на основе UDP (User Datagram Protocol) с семантикой, аналогичной HTTP. В нашей архитектуре датчики AirU и UMDS действуют как серверы CoAP, а шлюз — как клиент CoAP.Периодически шлюз будет отправлять сообщение обнаружения (запрос GET на указанный многоадресный адрес CoAP) в поисках новых датчиков. Когда датчик получает это сообщение, он отвечает информацией о себе, такой как его тип (AirU или UMDS) и идентификатор. После обнаружения датчика шлюз периодически извлекает из него данные. После того, как шлюз получает данные от датчика, он маркирует данные уникальным идентификатором для этого шлюза и загружает данные в центральную базу данных. Шлюз — это центральный узел коммуникации для нашей архитектуры.Шлюз и датчики совместно расположены в доме, а база данных (InfluxDB) находится в облаке.

Анализ данных

Анализ данных был сосредоточен на следующих четырех компонентах: калибровочные измерения, распределенное развертывание, пределы обнаружения и скорость воздухообмена (AER). Калибровочные измерения включали оценки временных рядов PM _2,5 концентраций / отсчетов и моделирование линейной регрессии для каждого AirU и UMDS по сравнению с DustTrak PM _{2 с корректировкой по массе.5} концентраций (описаны ниже) для различных типов аэрозолей. Это позволило скорректировать смещение каждого датчика. Кроме того, концентрации GRIMM PM _2,5 были включены в оценки временных рядов, а среднее значение всех AirU и среднее значение всех UMDS соответствовало линейной модели по сравнению с массовыми концентрациями GRIMM PM _2,5 с корректировкой по массе. Во время периода калибровки в доме I один из модулей GRIMM потерял данные на 1 день, а другой GRIMM зарегистрировал неизвестный пик, не идентифицированный двумя другими приборами исследовательского уровня или любым из четырнадцати недорогих датчиков.Следовательно, большая часть этой оценки была сосредоточена на недорогих датчиках и измерениях DustTrak PM _2.5.

Исходные массовые концентрации от GRIMM и DustTrak были умножены на коэффициент корректировки массы (MAF), чтобы получить измерения DustTrak или GRIMM с корректировкой по массе:

, где MAF = коэффициент корректировки массы (без единиц измерения), MV_PM _{2,5, средн.} = массовая концентрация MiniVol в течение периода калибровки (мкг м ⁻³) и LS_PM _{2.5, avg} = средняя концентрация светорассеивающего прибора (DustTrak или GRIMM) за период калибровки (мкг м ^-3).

Скорость потока MiniVol была подтверждена с помощью калибратора Bios Defender 520 AirFlow. Фильтры MiniVol кондиционировали в течение 24 часов при 20 ° C и относительной влажности 20–30% до и после отбора проб, и все образцы взвешивали в трех экземплярах с использованием весов Mettler AE160.

В ходе распределенного исследования каждый отдельный AirU и Dylos PM _2.5 концентрация / количество была скорректирована смещением, как описано в предыдущем абзаце, а затем была применена CF для конкретных аэрозолей для получения наилучшей оценки фактической массовой концентрации PM _2,5. Для разработки CF использовался только DustTrak, а CF были сгенерированы для PM в результате горения свечей, приготовления пищи, CAP (на открытом воздухе с UMDS) и общих / неидентифицированных событий PM (Таблица S4). CF для горения свечей и приготовления пищи были разработаны путем размещения DustTrak и MiniVol рядом с источником генерации PM.Процедура сбора и взвешивания фильтра описана в предыдущем абзаце. Горение свечи производилось в цилиндрической камере высотой 0,3 м и диаметром 0,3 м и включало сжигание / гашение шести неароматизированных чайных свечей в течение 4-часового периода. Для приготовления пищи DustTrak и MiniVol были размещены рядом с уличным газовым грилем, где овощи и мясо жарились на гриле в течение 2 часов. CF для AirU и UMDS для горения свечей и приготовления пищи были получены путем умножения AirU или UMDS на соответствующий MAF (коррекция смещения), а затем на DustTrak / MiniVol (CF для конкретных аэрозолей).Невозможно было получить измерения фильтра и CF для Febreze ™ и лака для волос из-за летучей природы Febreze ™ и липкости лака для волос. Следовательно, CF для каждого отдельного AirU или UMDS, полученного за всю неделю калибровки, использовался для Febreze ™, лака для волос и других неустановленных действий. Кроме того, два из UMDS были совмещены с колебательными микровесами (TEOM) с коническим элементом Thermo Scientific 1405-F Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM) Отделения контроля качества воздуха штата Юта в течение 8-дневного периода на участке мониторинга Хоторн, чтобы разработать коэффициент для преобразования UMDS малого в большой счетчик частиц согласно PM _2.5 массовая концентрация во время CAP (коэффициент в таблице S4). В течение этого периода калибровки CAP вне помещения уровни PM _2,5 находились в диапазоне от 0 до 59,5 мкг м ^–3 со средним значением 26,8 мкг м ^–3.

Доступны ограниченные данные о пределе обнаружения (LOD) для датчиков PMS и Dylos. Sayahi et al. (2019) сообщил, что датчики PMS имели LOD от 2,62 до 11,5 мкг м ^–3 (полевые оценки), а Northcross et al. (2013) сообщил, что Dylos имел LOD 1 мкг / м ^–3 (лабораторная оценка). Предполагаемый LOD 5 мкг / м ^–3 для датчика PMS был выбран из указанного диапазона. При обсуждении измерений учитывалась доля измерений AirU ниже 5 мкг м ^–3 и измерений UMDS ниже 1 мкг м ^–3. Также учитывалось влияние измерений ниже оцененных LOD на коэффициенты соответствия из линейной регрессии. Однако ни одна из данных (ниже заявленных LOD или нет) не была исключена из оценки.

AER были оценены для разных комнат в каждом доме (таблица S6) на основе четырех всплесков PM с использованием метода, описанного Burgess et al. (2004) и время, необходимое для снижения концентрации PM _2,5 на 90% от своего пикового значения после прекращения образования PM:

, где C _max и C _min = максимальная и минимальная концентрация PM _2,5 (мкг м ^–3) и C _max / C _min = 10, t = время (ч), необходимое для уменьшения концентрация от C _max до C _min, и AER = количество воздухообменов в час (h ^–1) и является функцией скорости вентиляции, которая была нормализована по объему помещения.

Расчетные AER предполагают, что воздух хорошо перемешан и что концентрация PM _2,5 во входящем воздухе мала по сравнению с C _max и C _min. Важно отметить, что измерения AER во время этого исследования являются репрезентативными для AER во время аннотированной активности и что в другое время дня AER может значительно отличаться от рассчитанных.

Калибровка датчиков

Рис.1 показано, как концентрации ТЧ от недорогих датчиков исследовательского класса реагируют на различные домашние события в течение недели калибровки в доме I (Таблица S1), хотя некоторые действия, которые привели к повышению уровней ТЧ, не были аннотированы. Концентрация PM _2,5 быстро увеличивалась при приготовлении пищи и нагревании масла на кухне, которая находится рядом со спальней (Рис. S1), при распылении Febreze ™ и использовании увлажнителя в спальне (Таблица S1). Приготовление пищи на кухне (таблица S1) вызывало меньшие всплески уровней ТЧ в спальне по сравнению с горением свечей, которое происходило в спальне.

Фиг.1 . Сравнение совмещенных 5-минутных скользящих средних концентраций PM _2,5 (мкг м ⁻³), измеренных Grimm, DustTrak, в среднем по 4 AirU и в среднем по 10 UMDS (PM _2,5 отсчет, маленький минус большие бункеры, на 0,01 фута ³) на период калибровки 20 ^-го –25 ^-го мая 2016 г. (Дом I). Концентрации, измеренные всеми датчиками, были нескорректированными необработанными данными.

На рис. 2 сравниваются ответы в среднем четырех AirU и десяти UMDS с DustTrak на различные домашние действия в течение 6-дневного периода калибровки в доме I (таблица S1).Различные активности периода калибровки привели к диаграмме разброса с отчетливыми полосами, и эти полосы соответствовали PM _2,5 из разных источников. Измерения на основе светорассеяния зависят от оптических свойств аэрозоля (размера, плотности и показателя преломления) (Jiang, 2010; TSI Inc., 2012), и для точных оценок массовой концентрации различных аэрозолей требуются соответствующие CF (Jiang et al. , 2011). Несколько исследователей нашли разные CF для разных источников.Например, Jiang et al. (2011) обнаружил CF для пассивного курения (SHS), ладана и тостов, которые различаются более чем в 2 раза (TSI SidePak). Dacunto et al. (2013) оценил CF для обычных внутренних источников ТЧ, включая сигареты, свечи, кулинарию и благовония, с использованием TSI SidePak. Они также менялись в 2 раза в зависимости от источника. CF в этом исследовании для приготовления пищи и горения свечей различаются более чем в 2,5 раза (Таблица S4 (c)). Наклоны линейной регрессии для различных видов активности (аэрозолей) можно найти в таблице S2.На рис. S2 сравнивается реакция AirU и UMDS с GRIMM. Обратите внимание, что один модуль GRIMM обнаружил событие PM (без аннотации), не обнаруженное двумя эталонными приборами или любым из четырнадцати недорогих датчиков. Следовательно, сравнения с GRIMM представлены только в дополнительном материале.

Фиг.2 . Диаграммы рассеяния и коэффициенты детерминации (R ²) линейной модели (недорогой датчик и DustTrak) для 5-минутного скользящего среднего PM _2.5 концентраций (мкг м ⁻³) для нескольких типов аэрозолей, измеренных с помощью DustTrak (нескорректированные), среднее значение 4 AirUs (нескорректированное) и среднее значение 10 UMDS, нескорректированное (PM _2,5 отсчет, маленькие минус большие бункеры, на 0,01 фута ³) в течение 20 ^-го –25 ^-го мая 2016 г. (Дом I).

Оптические свойства аэрозолей зависят от их состава и размера, а обычные аэрозоли внутри помещений обладают множеством оптических свойств. Например, основным ингредиентом Febreze ™ является водно-спиртовая смесь с показателем преломления (RI), равным 1.33 (вода) –1,36 (этанол) (Andher et al. , 2015). Продукты по уходу за волосами, такие как лак для волос, содержат смеси полимеров в растворителе гликоль-вода, а смеси гликоль-вода (10–80% этиленгликоля) имеют RI в диапазоне 1,39–1,42 (Sun et al. , 2005). Выбросы при приготовлении пищи от масел содержат частицы с RI 1,46–1,47 (Lide, 2005). При горении свечи образуются мелкие частицы углерода с различным диапазоном RI (1,75–1,95) и адсорбированные углеводороды (Poudel et al. , 2017).

Четыре AirU хорошо коррелировали друг с другом (R ² = 0,907–0,985), как и десять UMDS (R ² = 0,952–0,997) (рис. S3 и S4). Однако для этих внутрисенсорных сравнений наклоны линейных регрессий не всегда были равны 1. Например, сравнение датчиков AirU показало, что наклоны линейных регрессий для двух датчиков совпадают в пределах 5%, для трех датчиков совпадают. в пределах 10% и для всех согласованных датчиков в пределах 25%. Все наклоны линейных регрессий для датчиков UMDS в Home I согласовывались в пределах 40%, в то время как наклоны для пяти датчиков согласовывались в пределах 10%.Ранее сообщалось о внутрисенсорной изменчивости как для сенсоров PMS, так и для сенсоров Dylos (Collingwood et al. , 2019; Sayahi et al. , 2019).

Корреляция между UMDS и DustTrak находится в диапазоне, указанном в лабораторных условиях (R ² = 0,81; Northcross et al. , 2013) и в исследованиях окружающей среды (R ² = 0,78; Holstius et al. , 2014). Кроме того, Semple et al. (2013) (Dylos против TSI SidePak AM510: R ² = 0.86) и Клепейс и др. . (2013) (Dylos vs. DustTrak: R ²> 0,98) определила взаимосвязь между массовой концентрацией PM _2,5 и реакцией Dylos на СВС из табака. Хотя в этих исследованиях не изучалось, как Dylos реагирует на другие распространенные внутренние источники PM, они обнаружили, что датчики Dylos адекватно реагируют на изменения уровней PM, вызванные SHS. При лабораторной оценке Dylos SCAQMD обнаружил, что Dylos показал хорошую корреляцию (R ²> 0.89) с эталонными мониторами, но он завышает концентрации PM _2,5, измеренные GRIMM (SCAQMD, 2017). Han et al. (2016) сделал аналогичное наблюдение. Келли и др. (2017) оценил датчик PMS Plantower (используемый в AirU) в зимний период с несколькими CAP и обнаружил R ²> 0,88 с помощью федеральных эталонных методов, но датчики PMS завысили концентрации PM _2,5, когда PM _2,5 уровни превышают 10 мкг / м ^–3 (Kelly et al., 2017). Как показано на рис. 1, как AirU, так и UMDS отслеживают деятельность в помещении, которая вызвала значительные изменения в уровнях PM. Результаты калибровки для дома II можно найти в дополнительных данных (рис. S5 – S8 и таблица S3). Корреляции между UMDS и GRIMM (рис. S2) находятся в том же диапазоне, что и те, о которых сообщалось в различных условиях: окружающая среда (Williams et al. , 2014: R ² = 0,533; Han et al. , 2016: R ² = 0,778; Holstius et al., 2014: ² = 0,99) и внутри помещений (Taylor et al. , 2016: ² = 0,74).

Влияние хозяйственной деятельности на ТЧ в помещении _2,5

Уровни

Во время распределенного развертывания датчики в разных комнатах (рис. S1) реагировали на типичные действия, которые происходили в комнате, где был расположен датчик, а также на действия, которые происходили в соседних комнатах. Жильцы дома периодически отмечали действия, вручную записывая события.Таблицы 2 и 3 суммируют среднюю и максимальную концентрацию (полученную путем применения среднего CF за неделю калибровки) во время этой части исследования для дома I и дома II, соответственно. В среднем уровни PM _2,5 в доме I (летом) были значительно ниже суточных и годовых стандартов EPA и ВОЗ. Home II PM _2,5 уровни были намного ближе к годовым стандартам EPA и ВОЗ. Различия между домами могут быть связаны с сезонными различиями в уровнях ТЧ на открытом воздухе или различиями в домах и связанных с ними системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.В частности, Дом I был построен в 2002 году, а Дом II — в 1942 году. Помимо высоких уровней PM, вызванных фейерверками (4 ^-е июля), зимние CAP-события вызвали более высокие средние уровни на открытом воздухе, чем те, которые наблюдались летом.

Средние концентрации PM _2,5 в доме I (таблица 2) ниже LOD AirU, равного 5 мкг м ^–3 (полевые оценки; Sayahi et al. , 2019), и близки к LOD UMDS, равному 1 мкг м ^–3 (лабораторная оценка; Northcross et al., 2013). В течение недели калибровки менее 15% измерений AirU были ниже LOD 5 мкг м ^–3, тогда как менее 6% измерений UMDS были ниже LOD 1 мкг м ^–3 в домашних условиях. I. В Доме II менее 1% измерений UMDS были ниже LOD. Удаление измерений ниже расчетного LOD привело к максимальному изменению наклона AirU по сравнению с DustTrak на 6%. Таблицы 2 и 3 показывают процент измерений ниже заявленных LOD в каждой комнате дома I и дома II, соответственно.Хотя AirU и UMDS имеют схожие длины волн лазера, различия в их внутренней конфигурации и схемах потока также могут привести к различиям в чувствительности, связанной с размером частиц. Частицы, попадающие в датчик PMS (AirU), должны сделать три поворота на 90 °, прежде чем достичь лазера, и более крупные частицы не достигают фотодетектора так же эффективно, как более мелкие частицы (Kelly et al. , 2017). В UMDS частицы совершают один длинный поворот, прежде чем они достигнут лазера / фотодетектора.Келли и др. (2017) также обнаружил, что датчики PMS, как правило, завышают массовую концентрацию PM для мелких частиц и занижают ее для крупных частиц. Следовательно, средние и максимальные концентрации демонстрируют несколько неожиданные тенденции. Например, в доме I (таблица 2) максимальная концентрация UMDS на улице на 40% больше, чем AirU, а в гостиной максимальная концентрация UMDS на 80% больше, чем концентрация AirU.

Сравнение между комнатами показало хорошие корреляции в Home II, с R ²> 0.72 между всеми UMDS, в то время как датчики в доме I показали плохую корреляцию между UMDS или ее отсутствие (²> 0,02). Датчики AirU в доме I также показали низкую корреляцию между комнатами (R ²> 0,01), за исключением датчиков в гостиной и спальне (R ² = 0,92) (Таблица S5). Размер дома и близость датчиков к источникам приготовления пищи и нагрева / горения, по-видимому, являются важными факторами в том, насколько хорошо датчики в разных комнатах соотносятся друг с другом.

Идентификация источников ТЧ (или категорий источников) потребуется для выбора подходящего CF, чтобы преобразовать каждое малозатратное измерение ТЧ в улучшенную оценку массовой концентрации ТЧ. В настоящее время проводятся исследования для решения этих проблем с помощью аннотаций и автоматической категоризации источников. Толми и др. (2016) подчеркивает важность аннотации в сетевых системах зондирования для контекстуализации данных и уменьшения неверной интерпретации данных. Fang et al. (2016) разработала систему определения качества воздуха в помещении, которая способна автоматически обнаруживать и идентифицировать до трех источников загрязнения воздуха внутри помещений.Мур и др. (2018) разработал систему, которая позволяет аннотировать на месте и интерактивную визуализацию в реальном времени на основе данных о качестве воздуха, собранных сетью мониторов Dylos. Более того, даже если категория источника известна, CF могут варьироваться в пределах этой категории. Например, CF для приготовления будет зависеть от таких переменных, как тип пищи, способ приготовления и температура (Dacunto et al . , 2013). Однако сосредоточение внимания на относительных различиях может быть полезно для людей, пытающихся свести к минимуму воздействие ТЧ.

Самые высокие уровни ТЧ в помещении наблюдались на кухне и в спальне, где произошла большая часть аннотированных событий (рис. S1). Кроме того, «Дом II» был меньше по размеру, что делало комнаты с датчиками ближе к комнатам с самыми высокими концентрациями ТЧ. В общем, приготовление пищи, включающее жарку, вызвало одни из самых высоких уровней на кухне, а также повлияло на соседние комнаты. Использование свечей и аэрозольных продуктов, таких как Febreze ™, было основной причиной высокого уровня PM в спальнях. Влияние этих событий на PM _2.5 уровней в комнатах и их влияние в соседних комнатах проиллюстрировано на Рис. 3, Рис. 4 и в дополнительных данных (Рис. S9). Следует также отметить, что комнатные AER могут также влиять на максимальные концентрации PM _2,5 и время распада для источника выбросов (Ni et al. , 2018; Singer and Delp, 2018). Время, необходимое для удаления аэрозоля из комнаты, зависит от AER, типа источника выбросов (например, приготовление пищи, уборка, горение свечи и т. Д.) И характеристик частиц аэрозоля (т.е., плотность, размер, форма). Диапазоны AER, наблюдаемые в обоих домах (Дом I: 0,27–1,96; Дом II: 0,51–2,66) (Таблица S6), находятся в диапазонах, указанных Rosofsky et al. (2019) (0,36–0,74) и Ямамото и др. (2010) (0,37–1,13) для резиденций в США.

Bekö et al. (2013) сообщает, что горение свечи является значительным фактором высокого уровня твердых частиц в помещении. Наше исследование подтверждает это (рис. 3). Первоначально зажигание свечи в спальне вызывало всплеск, но самый большой всплеск (5-кратное увеличение уровней PM) был вызван гашением свечи, как сообщает Afshari et al. (2005) и Hussein et al. (2006). Dacunto et al. (2013) также обнаружил, что подавляющая часть PM _2,5, измеренная Dylos, была выброшена во время тушения свечей. В этом исследовании повышение уровня PM _2,5 в результате гашения свечи длилось от 3 до 5 часов. Задувание свечи также повлияло на уровень PM в соседних комнатах, вызвав скачок в 3–4 раза по сравнению с фоновым уровнем PM в этой комнате.

Фиг.3 . Изменение уровня PM _2,5 в других комнатах при задувании свечи (Дом II). PM _2,5 измерения из UMDS (спальня, гостиная, входная дверь) были индивидуально скорректированы с помощью CF для дыма свечи (Таблица S4).

Использование аэрозольных продуктов, таких как освежитель воздуха Febreze ™ (рис. 4) и лак для волос (рис. S9), вызвало резкий кратковременный всплеск уровней ТЧ с длительным временем спада, который также наблюдался в течение калибровочной недели. Например, распыление Febreze ™ (спальня) показало первоначальный резкий всплеск PM _2.5 уровней выше 75 мкг м ^–3 в течение до 20 минут, а уровням ТЧ требуется до 6 часов для снижения до фонового уровня. Уровни PM _2,5 для лака для волос показали аналогичную тенденцию: уровни PM _2,5 повышались выше 200 мкг м ^–3 и время распада до 2 часов. Лак для волос, использованный в ванной, не повлиял на уровни PM _2,5 в других комнатах, возможно, потому, что дверь была закрыта. Isaxon et al. (2015) также обнаружил, что лак для волос вызывает повышение уровней PM ₁ с уровнями, близкими к 100 мкг м ^–3.

Фиг.4 . Повышение уровня PM _2,5 уровней в комнате активности и прилегающих комнатах при опрыскивании Febreze ™ (Home II). PM _2,5 измерения из UMDS (спальня, гостиная, входная дверь) были индивидуально скорректированы смещением с помощью CF для калибровочной недели (таблица S4).

На кухне в процессе приготовления пищи (жарки) уровни PM _2,5 увеличились до 150 мкг м ^–3 (рис. 5). В обоих домах стояли 4-х конфорочные электроплиты.В доме у меня был сверхвысокочастотный вентилятор, фильтрующий кухонные выбросы, в то время как в доме II не было вытяжки или системы вентиляции. Dacunto et al. (2013) и Jiang et al. (2011) обнаружил, что приготовление пищи обычно не приводит к очень высоким уровням ТЧ, если только оно не связано с жаркой или сжиганием пищи. Dacunto et al. (2013) сообщил, что жарка, особенно жарка мяса в масле, как правило, приводит к большему выбросу ТЧ, чем при горении свечей или благовоний. Loo et al. (2014) разработал беспроводную сеть, включающую PMS Lasair II-110 и оптический счетчик частиц TSI AeroTrak, который измерял 10-кратное увеличение уровня ТЧ в результате приготовления пищи.Особенно интересное событие произошло в Доме II при приготовлении стейка, которое показало, что уровни содержания PM в помещении превышают уровни PM на открытом воздухе, даже во время зимнего CAP, когда уровни PM _2,5 были высокими. Хост датчика не аннотировал другие действия по приготовлению пищи во время калибровки или распределенного развертывания.

Фиг.5 . Высокий уровень PM _2,5 уровней в Доме II, вызванный приготовлением стейка на кухне / в гостиной (31 ^st, январь 2017 г.). PM _2.5 измерений из UMDS (спальня, гостиная, входная дверь) были индивидуально скорректированы с помощью CF для приготовления пищи (Таблица S4). Измерения PM _2,5 от внешнего UMDS были скорректированы с учетом CF для CAP (таблица S4).

PM во время других обычных домашних действий, таких как уборка, зависели от вида деятельности, продолжительности деятельности и ее интенсивности. Например, создание слоя приводило к образованию меньшего выброса или увеличения в 2 раза, а при вакуумировании — увеличения в 2–3 раза большего размера, при этом частицы задерживались в течение примерно 60 минут (рис.S10). Уровни ТЧ в помещении в доме II в зимний день имели пилообразную форму, которая, по всей видимости, была вызвана включением и выключением печи (рис. S11). В печи уровень ТЧ колеблется от 20 до 42% по сравнению с фоновым уровнем. Это регулярное увеличение может быть вызвано повторным взвешиванием частиц в нагревательных каналах.

На открытом воздухе

PM _2,5

и его влияние на внутренние уровни

Окружающие источники ТЧ вносят важный вклад в уровни ТЧ внутри помещений (Qing et al., 2005; Wheeler et al. , 2011; Гоял и Кумар, 2013). В этом исследовании мы выявили один случай, когда повышенные уровни ТЧ на открытом воздухе оказали значительное влияние на воздух в помещении, а другой — нет. В Доме II уровни ТЧ снаружи были постоянно высокими (от 30 до 40 мкг м ^–3; скорректированный UMDS), а открытие окна (31 ^, января) всего на 5 минут повысило уровни ТЧ внутри дома во всех три комнаты до 50 минут. Jin et al. (2015) также обнаружил, что открытие окна на час вызывает PM _2.5 уровней в помещении для увеличения (на 9%, когда уровни на открытом воздухе составляли 100 мкг м ^–3 и на 20%, когда уровни на открытом воздухе составляли 300 мкг м ^–3). Родес и др. (2001) обнаружил, что концентрации PM _2,5 внутри помещений в среднем составляли только 45% от наружных концентраций, но достигли 80%, когда дома вентилировались через открытые окна (апрель – май). Кроме того, исходные концентрации PM _2,5 медленно увеличивались в течение CAP (рис. 6). В течение недельного периода CAP, когда PM _{на открытом воздухе 2.5} уровней были близки к 35 мкг м ^–3, уровни PM в помещении начали увеличиваться с фонового уровня 5 мкг м ^–3 (25 ^th января) до 10 мкг м ^–3 (29 ^{) th} января) (рис.6). В двух исследованиях, проведенных в разных климатических зонах Kulmala и Vesala (1991) и Morawska et al. (2001), концентрации внутри помещений следовали за изменениями концентрации на открытом воздухе в сглаженной и замедленной форме.

Рис. 6. PM _2.5 уровни во время зимнего CAP с 24 ^-го января до 3 ^-го февраля 2017 г. (Home II).PM _2,5 измерения из UMDS (спальня, гостиная, входная дверь) были индивидуально скорректированы смещением с помощью CF для калибровочной недели. PM _2,5 измерения снаружи UMDS были скорректированы с учетом CF для CAP (Таблица S4).

В отличие от события CAP, 4 ^-го июльских праздников датчик AirU показал высокие уровни ТЧ на открытом воздухе, начиная примерно с 21:00, связанные с фейерверком (рис. S12). Эти высокие уровни содержания твердых частиц на открытом воздухе, вызванные фейерверками, соответствовали предыдущим исследованиям, которые показали значительное увеличение уровней PM, связанных с фейерверками (Lin, 2016: 9-кратное увеличение во время фейерверков в западных странах; Seidel and Birnbaum, 2015: 42% -ное увеличение в США.С.). Однако повышенные уровни PM _2,5 не были замечены внутри дома, окна которого были закрыты.

Влияние влажности на измерения светорассеяния

В ходе этого исследования уровни влажности снаружи дома I, по-видимому, следуют той же схеме, что и уровни PM _2,5 на открытом воздухе (рис. S13). Такая суточная влажность типична для относительной влажности летом в Солт-Лейк-Сити. И AirU, и UMDS используют рассеяние света для оценки PM _2.5 концентраций / количество частиц. На рассеяние света частицами влияет множество факторов, включая размер, форму, состав и относительную влажность (RH) частиц (Johnson et al. , 2016). Поскольку многие аэрозоли гигроскопичны, изменения влажности могут влиять на размер частиц и, следовательно, на массу частиц, оцениваемую по светорассеянию. И UMDS, и AirU содержали датчики для измерения влажности. В UMDS был датчик влажности SHT21 Sensirion, а в AirU — датчик влажности Aosong Electronics DHT22.Хотя уровни относительной влажности от двух разных датчиков относительной влажности смещены, тенденции согласуются друг с другом и с высококачественными измерениями относительной влажности в окрестностях (MesoWest, 2018; Weather Underground, 2018). В течение периода времени, показанного на рис. S13, относительная влажность варьировалась от менее 10 до 75%, и как нижний, так и верхний уровни относительной влажности могут влиять на измерения рассеивающих свет PM. Chakrabarti et al. (2004) и Soneja et al. (2014) обнаружил, что при относительной влажности менее 20 или 30% соответственно.В нескольких исследованиях сообщалось, что светорассеивающие приборы существенно и нелинейно завышают массовые концентрации при уровнях относительной влажности выше 70% (Sioutas et al. , 2000; Chakrabarti et al. , 2004; Wu et al. , 2005). . Другие исследователи обнаружили, что при повышении относительной влажности с 50% (Day and Malm, 2001) до 75% (Chakrabarti et al. , 2004; Soneja et al. , 2014) для нефелометров требовалась поправка на влажность. Наши результаты показывают, что влияние относительной влажности на эти недорогие измерения датчиков PM требует дальнейшей оценки.

ВЫВОДЫ

Это исследование продемонстрировало, что два недорогих датчика PM, AirU и UMDS, точно отслеживают колебания концентраций PM внутри и снаружи помещений (по сравнению с приборами исследовательского уровня), а также демонстрируют хорошее согласование внутри датчика, что указывает на их надежность. относительные измерения концентрации, например, если измеренная концентрация удваивается, это отражает фактическое удвоение реальной концентрации. Резкое увеличение PM _2.5 уровней были произведены несколькими видами деятельности внутри помещений, включая жарку пищи, горение свечей и распыление аэрозольных продуктов в комнатах, где они возникли, а также в соседних комнатах. В обоих домах самые высокие концентрации PM _2,5 были зафиксированы на кухне и в спальне. Повышенные уровни PM _2,5 на открытом воздухе во время события CAP также привели к повышению уровней внутри помещений как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Наконец, датчики по-разному реагировали на разные источники PM из-за различных оптических свойств последних.Следовательно, получение точных оценок массовой концентрации в помещении является сложной задачей, поскольку требует определенного CF для каждого датчика и типа источника, что, в свою очередь, требует стратегии для идентификации каждого источника. Однако недорогие датчики PM могут быть включены в сеть измерения качества воздуха в помещении, чтобы помочь людям контролировать свое личное воздействие.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Мы с благодарностью подтверждаем поддержку со стороны NIH Grant Number U54EB021973, архитектуры интеграции платформы Prisms Informatics и программы ECHO, Национальных институтов здравоохранения под номером Uh4OD023249.

Журнал "Дизайнер"