便宜的空气测量仪准吗?应该买哪一台?对比测试

我2013年创立聪明空气的时候,想要买一个粒子计数器。那时我基本上只有两个选择:买一个260美元的Dylos,或者花费上千美元巨资买一个贵得要命的粒子计数器。

自从那时起,各种新的粒子计数器开始充斥市场,最便宜的仅有人民币99块钱。但是这些粒子计数器有多好用呢?

 

对粒子计数器进行测试

 

为了找到真相,我们测试了三种市场上流行的粒子计数器——Dylos DC1700,Origins Laser Egg,以及一种叫做AirVisual Node的新型粒子计数器。

Dylos

 

Dylos DC1100
Dylos DC1100

Dylos 是聪明空气自从2013年起就开始使用至今的值得信赖的粒子计数器

 

Laser Egg

Origins Laser Egg
Origins Laser Egg

Laser Egg是目前流行的,技术性更强的仪器。

 

Node

Air Visual Node
Air Visual Node

Node是更精致的版本,它有一个大屏幕,包含更丰富的信息,空气污染预报,更好的用户体验,甚至包含了二氧化碳水平监测。

 

allthree

政府空气质量数据对比

我们把三种测试仪放在聪明空气位于东直门外大街的办公室外进行测试,这里距离农业展览馆(政府PM 2.5检测仪位于此)1.3千米。

 

Map of Smart Air Office and Agricultural Exhibition Centre

我们对这些测试仪进行了为期6天的测试。Laser Egg 和 Node 给出的是PM 2.5 微克数值,而Dylos给出的是0.5微米及以上颗粒的数量,所以我们用半官方换算公式(0.5微米及以上颗粒数值-2.5微米及以上颗粒数值)/100,将Dylos读数也换算成PM 2.5微克数值。

以下是我们在北京办公室外进行的第一项测试的结果(测试时间为72小时):

 

 

低浓度PM 2.5环境下的测试

 

接下来我们在PM2.5值很低的几天当中进行了测试。这对我们更加有用,因为一般室内(大多数人使用粒子计数器的地点)的PM 2.5浓度要低于室外水平。所以,这些数据对于测试粒子计数器在低浓度PM 2.5环境中的表现很有用。我们在天空非常清澈晴朗的情况下进行了48个小时的测试。

 

 

粗略来看上面两张图表,三个测试仪的数据跟政府官方数据的走势都很吻合。综合两个测试,我们发现AirVisual Node和Laser Egg与政府公布的PM 2.5的数据相关性达到了r = 0.98。对于不是书呆子的人来说,0.98的相关性算是基本接近完全相同了!Dylos的相关性最低,为r = 0.90,但也算是很高了(这与我们之前的测试结果吻合)。总的来说,三种测试仪测试数据与政府官方数据的相关性都非常高,这说明它们都能很好地反映政府的官方数据。

 

平均偏差

 

另一种测量精确度的方法是看这些数据与政府的官方数据的平均差距。结果证明Node与官方数据最接近:其数值与官方数据平均只相差4.8 微克/立方米。Laser Egg的数据始终与官方数据保持一定差距,二者平均相差6.5微克/立方米, Dylos与官方数据平均相差9.1微克/立方米。

也许有一点需要注意的是,Laser Egg在空气污染程度较轻的时候,PM2.5数值始终偏低。这表示存在这种可能性:Laser Egg会低估真实的室内空气质量,给出一个让人觉得空气足够安全的假象。但是尽管如此这些偏差也不能算大。

picture2 picture1 picture3

 

“空气末日”测试

 

为了检验测试仪在超高浓度污染环境中的精确性,我们在面积为15平方米的密闭房间内点燃了一支香烟。这样做的目的是要看看粒子计数器在一个总体污染浓度很高的环境中(包括严重污染水平)的读数精确性如何。在一位长期吸烟爱好者和一个与我们有合作关系的北京NGO的帮助下,我们成功地让这个密闭房间中的PM 2.5浓度达到了1,000微克/立方米!

 

“空气末日”测试

 

为了完成这个测试,我们还同时使用了另一台测试仪(Sibata LD-6S)进行对比参照。这是一台工业PM 2.5 粉尘测试仪,精确性为±10%,重复性误差为±2%。因此我们使用LD-6S作为我们的参照基准。

 

11
“空气末日”测试结果

 

通过以上数据,我们可以很清楚地看到Laser Egg和Dylos在污染浓度超高的情况下读数有些“跟不上”了,相比之下,Node 和LD-6S的读数保持着很高的一致性,它们都能测量出超过1,000微克/立方米的浓度值。当然,在实验之外的环境中我们基本不会遇到需要检测这样高浓度污染的情况,但是这个测试显示了Node在高污染水平下的精确性。

 

关键信息

总体来说,跟政府的测试仪相比,这三种测试仪给出的读数都相当精确。聪明空气团队认为,它们都能够较为准确地反映出家中的AQI指数。三者之中,Node得分最高,因为它在室外测试环境下与政府测试仪之间的偏差最小,并且在我们的“超级严重污染”测试中也表现出了最高的精确性。

 

可用性

既然三个测试仪的精确性都很高,现在的问题主要集中在:它们是不是方便使用?它们各自有着什么样的特点?

 

Dylos (1800元)

Dylos在这个比较中真的不怎么给力。它没有手机连接线,而且下载数据也是个痛苦的事儿——这还是在你已经有一根“老学院派式的”针型数据线的前提下。

 

Laser Egg (499元)

Laser Egg是一款入门级的粒子测试仪。它有简单的界面并且能给出非常精确的读数。它没有那么多功能,但是在它的专攻领域——PM2.5检测中表现很好。

 

AirVisual Node (988元)

就视觉上来看,Node功能最强大。对初级入门者来说,它能测量二氧化碳浓度,温度,还有湿度。这些功能使得它更像是一个综合的“环境监测器”,而不仅仅是个粒子计数器。如果你所处的空间不大又同时有好多人在里面,那么二氧化碳浓度能够显示你所在的空间是否太小了。如果你的房间内因为新装修过或者有新家具而存在室内空气污染源(挥发性有机化合物),高浓度的二氧化碳能够表明这些室内污染物正在累积。Node的用户设计能显示过去24个小时中室内和室外空气AQI和二氧化碳指数,也能预测未来几天的情况,还有关于何时打开窗户或者何时戴口罩的建议。通过对Node一段时间的使用,我们发现这些功能在我们的办公室内还是很有用的。

 


通过了测试以后,我们将会在聪明空气淘宝商店中开始发售AirVisual Node。无论是在家中使用还是用作实验目的(如果你像我们一样也是个书呆子),我们愿意为需要一个靠谱测试仪的人提供多一个选择。去看看吧!

接下来的几个月里,我们希望能对更多空气测试仪(粒子计数器)进行测试,并且进行一些花费更高的测试。这只是一个开始!如果通过我们的独立测试确认了更多靠谱的测试仪,我们有可能也会把它们放到我们的淘宝货架上来。

cost-effective

能不能降低安全空气的价格而不牺牲效果?

我开始做DIY空气净化器之后,很快就有人冒出来模仿我的DIY。我不介意,因为我把制作说明发布到网上,所以谁都可以做,并不是一定要用我的。不过,我看到两家价格比我便宜,还说我太贵了!

作为一个书呆子,我第一反应是要研究。所以我订了他们的货,发现他们用的风扇更小,而用的HEPA捕捉颗粒效果特别低。HEPA一般能捕捉99%的0.3微米及以上的颗粒;我发现这个更便宜的HEPA捕捉了85.8%(测试)。

有没有办法让HEPA再便宜?

不过,如果能有同样效果但更便宜的HEPA就更好了。所以我开始测试宽度稍微小一点的HEPA。为什么呢?因为HEPA能便宜6%,但是宽度还足够盖上风扇的出风口。

测试

作为一个书呆子,我还是想先去测试,以确认效果没有降低。所以我用DIY 1.0 + 29mm HEPA做了10次过夜房间测试,然后跟我之前发布30mm HEPA的测试比较了

测试是在北京的15㎡卧室里做的。空气测试仪是一台Dylos DC1700,能测到0.5微米颗粒(手提空气测试仪跟大使馆官方测试仪相比,准不准?)。

e

为了算效果,我算了起床之前最后4个小时的颗粒污染浓度,然后跟没开净化器的时候比较。同时我记录了外面的PM 2.5数据。以下是其中一天测试:

q

结果

10次测试,DIY 1.0 + 29mm HEPA平均减少了86%的0.5微米颗粒和91%的2.5微米颗粒。

w

这个测试结果是说明29mm的HEPA效果跟30mm HEPA没有区别。所以我把HEPA的价格降低6%,从80元到75元。书呆子这回高兴了!

HEPA价格对比

从性价比看,淘宝上Blue Air HEPA要359元,IQ Air要2,150元(还有长期使用成本对比)。

r

书呆子注释:实验重做

做实验的时候,科学家注重replication(重做)。如果一个现象是真的,应该能在不同的实验当中重做而得到类似的结果。虽然做这次测试的时候,重做不是主要的目标,这系列的测试是我测试DIY 1.0的第三个系列的测试 (包括早期测试200天长期寿命测试)。再加上美国医生Dr. Saint Cyr的测试,被重做的次数已经足够。

公开数据

跟之前一样,为了其他学霸同胞们,我发在下面布了原始数据和测试方法细节。

原始数据

1

2

3

4

 

户外PM 2.5的波动

我觉得这种几个小时的测试比常见的20分钟测试(比如CADR测试)更好,因为这是我们用空气净化器的更常见的方式。不过,八个小时测试的短处是,做测试的时候,外面的PM 2.5有可能会上升或者下降。如果外面PM 2.5下降,会夸大净化器的效果。如果外面PM 2.5上升,会低估净化器的效果。

如果算10次测试的平均值,这些波动应该会互相取消,但是还是值得分析数据,确定外面PM 2.5的波动没有影响结果。这10次测试当中,两天(9/25和11/10)的PM 2.5数据有比较大的波动。我去掉这两天的数据之后,平均消除的颗粒数据基本没变:84%的0.5微米颗粒和91%的2.5微米颗粒。

测试中户外PM 2.5

也值得看看测试的那10天,外面PM 2.5是不是跟北京平常PM 2.5水平一样。这10次测试的时候,外面PM 2.5平均值是116微克。这个比北京近5年的平均PM 2.5高差不多20微克(以我分析的美国大使馆PM 2.5数据为准)。所以这些测试能够代表北京常见的PM 2.5水平或者甚至更高的水平。

5

净化器需要全天开着吗

测试:真的必须一整天开净化器?

有的净化器公司建议一整天开净化器,就算不在家里。真的必须一直开吗?这样是不是浪费滤网,浪费电?

测试方法

为了回答这个问题,我买了一个定时器,让我的《聪明空气大炮》每天自动开两个小时:

1

为了避免人走动影响数据,我是在去旅行的时候做测试的。

卧室是13.5M²,在北京朝阳门。我设置Dylos空气测试仪每分钟测试空气。

结果

六天之后,我回家看了数据。下面的图是很小的0.5微米的颗粒:

2

这6天内,北京的空气越来越差。不过,大炮每天自动开机的时候,颗粒明显下降。下降特别快,意味着大炮工作地很快。

我下面算了6天的平均效果。这样可以看大炮需要多长时间清理空气:

3

结论

大炮平均10分钟内减少了50%的颗粒。20分钟内,减少80%了。

建议:像大炮的很强的空气净化器很快就能清理空气,所以我不会不在家的时候开净化器。

睡觉的时候可以关机?

这个数据也可以回答另外一个问题:有几个人问过我《我睡觉的时候不喜欢风扇的声音,所以我能不能先开一会儿,然后睡觉的时候关机?》

大炮自动关机之后,外面脏的空气马上进入房间了(虽然门和窗户一直是关着的)。一两个小时内,房间的空气跟没开净化器一样脏,所以:

建议:我不建议睡觉的时候关机。

公开数据

跟之前一样,我公布了原始数据和测试方法。我还会发布更大的房间(30.5M²)的测试,还有我在家走动的情况下的测试。

4

5-9-1024x580

聪明空气HEPA滤网寿命测试-第130天

聪明空气HEPA滤网能用多长时间?为了回答这个问题,我的合伙人Gus仍然坚持不懈地每天开DIY 1.0,每天用空气测试仪看看净化器能减少屋里百分之多少颗粒。从一月份开始,我们的测试已经完成第130天了!(除去中间去了一趟美国)。

第90天的时候,测试数据显示第1天的效果和第90天的效果是一样的。现在测试已经完成了130天(951个小时)开机时间,HEPA这么黑了:

1

结果:在第100天,HEPA的总效降低了4%。不过,HEPA还是能平均减少屋里80%的0.5微米颗粒:

2

结论:

  1. 聪明空气的DIY 1.0的HEPA用了100天而没有失去一点儿效果。这100天内开机时间是729个小时,也就是平均每天8个小时(具体算下来是7.29个小时)。
  2. 在第100-第130天之间,效果降低了大约4%。这时候要换HEPA吗?我觉得这个要看个人选择。如果是我,我不会换。
  3. 你可以按每天开机几个小时算你用的HEPA的寿命。比如说,如果你每天开24小时,聪明空气的HEPA可以连续开机大概30天而保持效果不变。

之前说过,我觉得这种数字比有的大的过滤公司给的数字好,因为(1)这个测试是在中国做的,所以是以中国的空气污染程度测试出来的,(2)有具体能用多少个小时,而不是光说几个月。当然,在不同的季节,不同的公寓,不同的城市会有稍微不一样的结果。

缺陷:

  1. 这个数字不一定能用在“大炮”身上。一方面是大炮风量更大,所以HEPA会更快地捕捉颗粒。不过,我们的大炮HEPA有前过滤网。前过滤网让HEPA的寿命更长。我们接下来会做大炮HEPA寿命测试!
  2. Gus在第102天搬家了,所以测试不理想。不过,在他搬家前后,平均效果没有明显的变化(看第100天和第110天的数字)。我们将来还要重复做这个测试,让结果更可靠。

测试仍然继续!如果你想知道测试最后的结果,请加聪明空气官方微信。

3

(更多…)

1-17

聪明空气HEPA滤网能用多久?寿命测试第90天

1

使用过90天的HEPA

最近经常有人问我:HEPA滤网能用多长时间?

这个问题很重要因为,长期来说,换HEPA滤网是最大的费用。比如说,一套IQ Air的滤网要3000多块聪明空气的HEPA只要80块,但是如果要每两个星期换一次HEPA,还是会花不少钱。

大的过滤公司简单的答案有问题?

在此之前,我一直没有回答这个问题,因为我想用数据来回答这个问题。很多过滤公司光说一个数字(一般6个月),但是他们没有说明得出这个数字是在欧洲还是中国的空气质量环境中。 如果在瑞典能用6个月,那在中国应该用不了6个月。怎么办?

 

还有一个问题是大的过滤公司没说这个6个月是每天24小时用吗?还是每天8个小时?

以数据得到的答案

为了得到一个更具体的答案,我觉得最好的方式是买一个新的HEPA,然后每天测试它的效果。这样我们可以看过了多久效果开始降低。

 

方法

我的合伙人Gus每天开一台聪明空气的DIY 1.0聪明空气的HEPA,每天在他的12.3m²卧室测试效果。

结果Gus刚刚完成第90天的测试。HEPA对0.5微米的效果仍然跟我原来的测试效果一样:

2

结论

数据表明聪明空气的HEPA至少能用90天,而且效果没降低。再过90天我们看看效果怎么样!

 

算自己的使用期

到第90天,Gus一共开了净化器660小时,平均每天7.33小时。我们完成测试之后,你可以按你每天几个小时开净化器算自己的具体HEPA寿命。

为了其他书呆子同胞们,我在下面写了更详细的实验方法和原始数据。

(更多…)

2015061632121471

How Safe is Indoor Air?

对不起,此内容只适用于美式英文。 For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

I recently had a conversation in Beijing that went something like this:

Friend: I’m not sure if I can make badminton tomorrow. I have a basketball game in the day.

Me: Oh man, do you play outside?

Friend: Nah, it’s inside.

Me: Oh, phew. Good.

Friend: Wait, why do you say that?

Me: Oh, the air is way worse outside. I used to feel like I had asthma after playing basketball outside.

Friend: Really? No, they’re not that much different. I saw it’s just 20% different.

Seeing as how nerds cannot let matters of fact go, I started using my particle counter to take measurements of inside and outside air at different locations around Beijing. This answer is important: it tells you if it’s any safer to exercise indoors and how much damage you’re doing to your lungs by choosing that seat outdoors at your favorite cafe or restaurant.

So I took measurements in six locations around Beijing, in apartments, cafes, and my gym. I only chose bad days (pollution concentration above the WHO standard of 25), and I avoided days where it rained (because rain can cause quick changes in air quality). Here’s what I found:

1

On average, indoor air had only 36% of the pollution outdoors.

Things were a little worse for the smaller .5 micron particles, but still much better than outside:

2

On average, indoor air had only 51% of the .5 micron particulates of outside air. My guess is that the .5 micron data was worse than 2.5 micron data because it’s easier for smaller particles to get into your home and stay suspended in the air.

There is a lot of variation between places. For the 2.5 micron particles, the locations varied from 14% to 58%. Dr. Saint Cyr also found significant variation between two apartments he lived in, 50% to 70%.

Conclusion: In terms of particulate pollution, you’re safer snagging an indoor seat and working out indoors, particularly on bad days (I’ve seen some argue that we are particularly vulnerable when we work out because we breathe more deeply than normal).

But remember that doesn’t mean indoor air is safe, just better than outside. For example, if your air at home had 40% of Beijing’s concentration last night at 11pm (8/15), you would’ve had 64 g/m3 in your home, which is more than twice the WHO standard of 25.

As usual, I’m posting more on my methods and raw data below.

(更多…)