數據處理與校正

本研究所蒐集的各教室內 PM2.5 濃度數據處理與灰塵感測器的偵測數據校正 方式分述如下：

一、教室內PM2.5濃度數據處理

MCS 提供使用者讀取資料點的服務，但其使用 unix timestamp miniseconds 格 式的時間值，一般使用的標準時間格式必須透過 EpochConverter 網頁（網址：

http://www.epochconverter.com/）的轉換後，才能藉由 Postman 這套軟體（如圖 3-9）

下載測試裝置特定時間區間的資料點數據。

研究者建置的監測裝置大約每分鐘可上傳6 筆 PM2.5濃度數據，這些數量龐大 的數據下載經由 Excel 電子試算表處理彙整後，整理出各教室內學童上學期間各 學童作息時段的PM2.5濃度平均值，並繪製成每日折線圖以利分析比較。

圖3-9 使用 Postman 軟體下載 MCS 資料點示例圖

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二、灰塵感測器的校正方式

Sharp 製造的型號為 GP2Y1051AU0F 的灰塵感測器，根據其使用手冊說明每 一個感測器出廠前的感度VR 皆已經調整過，為了不使感測器的電性光學特性異常，

研究者不做任何調整。

本研究總共使用 6 只灰塵感測器，為使不同感測器的數據可信度增加，研究 者使用如下方式校正感測器：

(一)原廠最大與最小值：

依據原廠使用手冊，感測器的電氣光學特性如表3-1。感測粉塵的電壓輸 出Vo 最大值為 5V，最小值為無塵時的 0V；換算成 PM2.5濃度（Ud = _.^× ）最 大值為1428.57 μg/m³ ，最小值為 0。

表3-1 灰塵感測器的電氣光學特性表

項目 記號 條件 MIN TYP MAX 單位

檢測範圍 D — 0.03 2.5 — μm

檢測感度 K — — 0.35 —

100μg

無塵時輸出電壓 ΔVo — 0 — — V

出電壓範圍 TXD 高電平 4.6 — 5.0 V

低電平 — — 0.8 V

資料來源：修改自Sharp 灰塵感測器 GP2Y1051AU0F Datasheet

(二)各灰塵感測器的最大與最小值：

將各感測器的粉塵檢測區塞滿後，獲取其最大值；另外利用研究者家中 浴室內的蒸氣室製作簡易的無塵空間，再將灰塵感測器放入讀取無塵時的最 小值，各感測器的數值如表3-2。

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表3-2 灰塵感測器之原廠與實際濃度最大值與最小值彙整表

PM2.5濃度 原廠 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 最小值 0 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 最大值 1428.57 976.56 1003.07 975.17 945.87 958.43 973.77

單位：μg/m³ 資料來源：研究者自行測試與整理

(三)利用線性迴歸求取線性關係方程式：

設原廠的最大與最小值分別為 y2、y1，感測器實地測得的最大與最小值 分別設為x2、x1；利用 Excel 的散佈圖功能找出線性趨勢線公式，圖 3-10 是 No.1 與 No.2 感測器的線性關係趨勢圖示例，圖 3-11 是 No.3 與 No.4 感測器 的線性關係趨勢圖示例，圖3-12 是 No.5 與 No.6 感測器的線性關係趨勢圖示 例。

圖3-10 No.1 與 No.2 感測器的線性關係趨勢圖示例

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圖3-11 No.3 與 No.4 感測器的線性關係趨勢圖示例

圖3-12 No.5 與 No.6 感測器的線性關係趨勢圖示例

(四)利用各感測器的線性關係式換算校正值：

將各感測器測得之原始數據設為x，代入其線性關係式，所得的數值 y 即 為校正後的PM2.5濃度值；故第四章所呈現的皆是依此校正後的數據。

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