低成本颗粒物传感器的退化分析
应用统计
2022-10-28 v2
摘要
低成本传感器 (LCS) 正越来越多地被用于测量全球各城市的细颗粒物 (PM2.5) 浓度。最常部署的 LCS 之一是 PurpleAir，在美国部署了约 15,000 个传感器。然而，传感器性能随时间的变化尚未得到充分研究。了解这些传感器的使用寿命对于确定何时应予以更换，以及何时在各种应用中应使用或不使用这些设备的测量数据至关重要。本文利用以下事实填补了这一空白：1) 每个 PurpleAir 传感器由两个相同的传感器组成，可以观测它们测量结果之间的差异；2) 在监管监测仪 50 米范围内有大量 PurpleAir 传感器，从而允许比较这两种仪器的测量结果。我们提出了 PurpleAir 传感器的经验退化结果，并评估了这些结果随时间的变化。我们发现，平均而言，每个 PurpleAir 内部两个传感器不一致的“标记”测量数量随时间增加，在运行 4 年后达到 4%。大约 2% 的 PurpleAir 传感器发生了永久性退化。永久性退化的 PurpleAir 传感器最大比例出现在炎热潮湿的气候区，这表明该气候区的传感器可能需要更早更换。我们还发现，PurpleAir 传感器的偏差，即校正后的 PM2.5 水平与相应参考测量值之间的差异，随时间变化为每年 -0.12 ug/m3 (95% CI: -0.13 ug/m3, -0.11 ug/m3)。平均偏差在 3.5 年后急剧增加。气候区是退化结果与时间之间关联的显著调节因子。
引用
@article{arxiv.2210.14759,
title = {An analysis of degradation in low-cost particulate matter sensors},
author = {Priyanka deSouza and Karoline Barkjohn and Andrea Clements and Jenny Lee and Ralph Kahn and Ben Crawford and Patrick Kinney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.14759},
year = {2022}
}
备注
28 pages, 5 figures, 4 tables