🧪 一、VOC 的定義
VOC 是 Volatile Organic Compounds（揮發性有機化合物） 的縮寫。
這是一大類「容易揮發、含碳的有機氣體化合物」，例如：
 • 甲醛（Formaldehyde）
 • 苯（Benzene）
 • 甲苯（Toluene）
 • 二甲苯（Xylene）
 • 丙酮（Acetone）
 • 乙醇（Ethanol）

👉 VOC 指的是「單一化合物」或「某一特定種類的有機氣體」。

在工業或環境監測中，若你要偵測特定物質（例如甲苯濃度），就會使用「VOC感測器」或「特定氣體感測模組**」。

🌫 二、TVOC 的定義
TVOC 是 Total Volatile Organic Compounds（總揮發性有機化合物）。
它代表的是「多種VOC氣體的總量」，是一個「整體污染負荷」的概念。

舉例來說：
如果空氣中有 0.1 mg/m³ 的甲苯、0.05 mg/m³ 的乙醇、0.02 mg/m³ 的丙酮，
那麼：
TVOC = 0.1 + 0.05 + 0.02 = 0.17 mg/m³

👉 因此，TVOC 是總量指標，不代表單一物質。

⚙️ 三、感測器差異
項目 VOC 感測器 TVOC 感測器
偵測對象 特定單一揮發性有機氣體 各種VOC氣體的總量
原理 光離子偵測（PID）、紅外線（NDIR）或電化學感測 多數採 PID 或 MOS（金屬氧化物半導體）
應用 工業安全、製程控制、特定氣體洩漏偵測 室內空氣品質監測（IAQ）、綜合污染評估
單位 ppm 或 mg/m³ ppm 或 mg/m³（通常以苯或異丁烷等作換算基準）

🔍 四、舉例說明
 1. VOC感測器（特定）：
→ 用於監測「甲苯」在塗裝廠的濃度。
→ 設定超過 50 ppm 觸發警報。
 2. TVOC感測器（總量）：
→ 用於辦公室或實驗室的空氣品質監測。
→ 當 TVOC > 0.6 mg/m³ 時，提醒通風。

📊 五、總結一句話
VOC：針對「單一氣體」的濃度偵測。
TVOC：代表「整體VOC總和」的污染指標。

固定式氣體偵測器依取樣方式可分為 自然擴散式 與 主動泵吸式，它們的主要差異在於氣體如何進入感測元件以及應用場景不同：

1. 自然擴散式（Diffusion Type）
 • 工作原理：依靠氣體分子自身的擴散運動進入感測器腔體，無需額外動力。
 • 特點：
 • 結構簡單、成本較低。
 • 無需額外能源（泵浦）。
 • 反應時間相對較慢，取決於氣體濃度梯度與流速。
 • 維護需求低，可靠性高。
 • 適用場合：
 • 環境開闊、空氣流通良好處（如廠房周界、倉儲空間）。
 • 持續監測某一固定點氣體濃度。

2. 主動泵吸式（Pump Suction Type）
 • 工作原理：內建或外接微型抽氣泵，主動將待測氣體抽入感測腔。
 • 特點：
 • 反應速度快，能快速取得樣本。
 • 適用於空氣不流通、死角或封閉空間。
 • 可搭配取樣管路，進行遠距或多點取樣。
 • 結構較複雜，需維護泵體與管路。
 • 成本與功耗較高。
 • 適用場合：
 • 密閉設備內（如反應槽、地下管道）。
 • 需精準取樣或長距離抽氣監測。
 • 有即時性與安全性要求的場域。

可攜式氣體檢測儀 >> https://www.umarket.com.tw/ugC_ShowroomItem_Detail.asp?hidShowID=1947

總結差異
 • 氣體流入方式：自然擴散靠氣體自然流動；泵吸式用抽氣泵主動輸送。
 • 反應時間：泵吸式較快，自然擴散稍慢。
 • 適用環境：自然擴散適合開放區域，泵吸式適合密閉或死角區域。
 • 維護成本：自然擴散低；泵吸式需維護抽氣系統。

固定式氣體偵測器分類（技術型）Fixed Gas Detector Types (Technical Overview)
1. 自然擴散式（Diffusion Type）
 • 氣體傳輸方式：依賴氣體分子自然擴散至感測器腔體
 • 反應時間：T90 通常較長（約 30–90 秒，視氣體與環境而定）
 • 流速依賴性：高度依賴環境風速與氣流分布
 • 安裝建議：開放空間、無強風干擾區域
 • 維護需求：低，無活動部件

2. 主動泵吸式（Pump Suction Type）
 • 氣體傳輸方式：透過內建或外接泵浦抽取樣氣
 • 反應時間：T90 較短（約 5–30 秒，依泵流量與管路長度）
 • 取樣距離：可支援 1–30 公尺（依管徑與泵浦規格）
 • 安裝建議：密閉或局部死角、需遠距抽氣之場合
 • 維護需求：需定期檢查泵浦、管路與過濾器

%LEL(爆炸下限百分比)和%VOL(體積百分比)都用於氣體濃度表示,但意義不同:

%LEL:表示氣體濃度相對於該氣體爆炸下限(LEL,Lower Explosive Limit)的百分比,常用來判斷氣體是否達到易燃易爆風險,100%LEL代表剛好到達爆炸下陷臨界值

%VOL:直接表示氣體混合物中某氣體所佔的體積百分比,例如1%VOL表示氣體再混合氣中的體積比例是1%

兩者應用場景不同,%LEL常用於可燃氣體偵測與預警,%VOL則是用氣體成分分析

例如:氧氣濃度為21 VOL%及代表氧氣佔整體氣體的21%

更多氣體監測細節可參考此連結:
https://www.umarket.com.tw/ugC_Faq.asp?hidCatID=9&hidFaqID=201#mark_201

一、異常值設定建議（以健康、安全、穩定運作為原則）
區間 濃度範圍（µg/m³） 說明 建議反應
  正常 0 – 490 環境穩定 正常運作，持續監測
  預警 500 – 590 接近上限、粉塵開始積聚 黃燈、操作員提醒、檢查通風
  異常 ≥ 600 超過控制門檻 紅燈、聲響、訊息發報、緊急通風或暫停部分程序

  二、設計考量重點
1. 根據成分風險評估調整
塑膠粉末中可能含：
 • 金屬催化劑殘留（如鉛、鋅、銻）
 • 添加劑顆粒（如滑劑、抗靜電劑、阻燃劑）
 • 有機微粒（塑化劑逸散或燃燒殘渣）
若其中有較高風險物質，異常門檻需更嚴格（例如降為 500 µg/m³ 為異常）。

2. 監測目的：早期預警 vs 法規合規
 • 若目的為早期預警與製程優化：建議上述設定即可。
 • 若目的是職安與法規合規（如勞工暴露限值）：則需參考當地法規，如 OSHA、NIOSH、台灣勞檢單位標準。

3. 建議搭配移動平均（平滑資料）
為避免瞬間雜訊誤報，可設：
 • 1分鐘移動平均值 ≥ 500：預警
 • 1分鐘移動平均值 ≥ 600：異常
  總結建議設定

功能 設定建議
預警門檻 ≥ 500 µg/m³（1分鐘平均）
異常門檻 ≥ 600 µg/m³（1分鐘平均）
恢復條件 濃度持續 < 500 µg/m³，至少2分鐘
資料紀錄 每10秒紀錄一次，供追溯與優化分析

  粉塵監測系統 x SCADA/IoT 整合架構設計
  目標功能：
 • 監測塑膠製程產生之細懸浮粉塵（300–600 µg/m³）
 • 提供預警與異常報警
 • 即時資料上傳 SCADA/HMI 或 IoT 雲端平台
 • 具備資料紀錄、查詢與自動化通知功能

  一、硬體通訊架構
[粉塵感測器]
（摩擦靜電式/光學式，帶類比或數位輸出）
       │
       ▼
[IoT 控制器/數據擷取器]
（支援 RS485, 4–20 mA, 或 Modbus RTU）
       │
       ├──→ [SCADA PLC/HMI]（本地顯示、告警）
       │
       └──→ [LoRa/NB-IoT/Wi-Fi MQTT 傳輸]
                │
                ▼
          [雲端 IoT 平台]
（如 ThingsBoard, Ubidots, Node-RED, Blynk）

  二、感測與邏輯處理模組
項目 功能設計 備註
感測器 實時回傳粉塵濃度（ug/m³） 支援類比或數位輸出
控制器 計算移動平均（60秒）、判斷警戒狀態 Arduino、Raspberry Pi 或工控 RTU
預警判斷 濃度 ≥500（連續60秒） 啟動黃燈或LINE通知
異常判斷 濃度 ≥600（連續60秒） 啟動紅燈＋蜂鳴器＋簡訊警報
回復判斷 連續2分鐘 <500 自動解除警報狀態

  三、通訊方式建議
模式 使用情境 備註
Modbus RTU 接 SCADA 系統（如 WinCC、iFix） 可靠，PLC常用
MQTT 上傳至 IoT 平台 可與手機 App、雲端儀表板結合
HTTP API/JSON 整合 Web 系統 供資料記錄與視覺化

  四、SCADA 與 IoT 儀表板設計建議
畫面元件 功能 備註
即時濃度儀表 顯示目前粉塵值 支援顏色變化（綠/黃/紅）
趨勢圖表 1小時/1日歷史曲線 供製程優化分析
告警列表 顯示何時發生、解除、濃度值 支援手動備註
系統通知 Email / LINE / 簡訊 可選定級別發送通知

  五、推薦使用工具（依預算與熟悉度選擇）
 • SCADA 系統：
 • Siemens WinCC / InduSoft / iFix（工廠現場）
 • IoT 平台：
 • 免費：ThingsBoard CE、Node-RED + InfluxDB + Grafana
 • 商用：Ubidots、Losant、Blynk
 • 控制端建議：
 • Arduino + RS485 模組
 • 工控機（如研華 UNO 系列）
 • LoRa 傳輸（若多點部署）

  粉塵監測系統整合架構圖（4–20 mA + MeterCloud）
[粉塵感測器]
（4–20 mA 輸出，對應 0–1000 µg/m³）
       │
       ▼
[模擬訊號輸入模組]
（如 ADAM-4017, WISE-4012, 或 PLC AI模組）
       │
       ▼
[IoT 閘道器 / 工業電腦]
（具備數據轉換與上傳功能）
       │
       ▼
[MeterCloud平台]
https://www.MeterCloud.com.tw
   └→ 顯示即時數值
   └→ 設定告警邏輯
   └→ 傳送通知（Email / LINE / 簡訊）
  系統參數設定建議
  1. 類比對應設定（4–20 mA）
電流輸出 對應濃度
4 mA 0 µg/m³
20 mA 1000 µg/m³
若感測器最大量測值為 1000 µg/m³，則：
 • 500 µg/m³ = 12 mA
 • 600 µg/m³ = 13.6 mA
  可在數據轉換模組或 MeterCloud 後台中設定「線性轉換對應表」。
  2. 告警邏輯設定（於 MeterCloud 後台）
條件 說明 動作
預警門檻 ≥ 500 µg/m³（=12 mA） 持續60秒 顯示黃色告警 + 傳送LINE
異常門檻 ≥ 600 µg/m³（=13.6 mA） 持續60秒 紅色告警 + 簡訊通知 + 啟動降載程序（如控制DO輸出）
告警解除：持續低於 500 µg/m³ 可設為解除條件 自動回復綠燈狀態
  3. MeterCloud 儀表板設計建議
元件 功能
指針表/條狀圖 顯示當前濃度
趨勢曲線圖 顯示最近1小時與1日歷史數據
告警日誌 可查詢事件時間與處置情況
通知設定 整合 LINE Notify、Email、簡訊平台
  推薦模組/閘道器（若尚未選定）
裝置 建議品牌/型號 備註
類比輸入模組 WISE-4012 / ADAM-4017 支援 4–20 mA，Modbus TCP 輸出
IoT 閘道器 WISE-710 / Advantech UNO 系列 可傳送資料至 MeterCloud
DIY 選擇 Arduino + ADS1115 + ESP32 若預算有限，也可用 MQTT 傳送到 MeterCloud（需平台開放 API）

 一、參考標準或建議值（背景）
雖然不同金屬有不同的健康風險，但根據職業安全與衛生標準（如美國 NIOSH、OSHA 或台灣職安法），一些常見金屬粉塵的容許暴露濃度如下（以可吸入粒徑為主）：

金屬種類 容許暴露濃度（TWA） 單位
鎳 (Nickel) 50 ug/m³ 8hr-TWA
鉻 (Chromium, 六價) 5 ug/m³ 8hr-TWA
鋁 (Aluminum, 粉塵) 5000 ug/m³ 8hr-TWA
鐵 (Iron Oxide Fume) 5000 ug/m³ 8hr-TWA

你的監測區間（300–600 µg/m³）屬於中濃度範圍，可能是出於中期預警或環境品質管理的目的。這代表你可能不是要等到「危害健康的程度」才報警，而是希望做預警控制。

二、理想設定方式建議
1. 雙階段告警（建議）
告警等級 濃度範圍（ug/m³） 說明
  一階段（預警） ≧ 500 提醒可能接近上限，作業環境需留意變化
  二階段（異常） ≧ 600 超出控制上限，啟動應變程序或降載處理

這樣的設定能達成「提早發現」與「確實應變」的目的。
  三、補充建議
 1. 依金屬類型調整上下限
若你知道是特定金屬粉（例如鎳、鉻），應依其毒性與法規限值設更低的警戒門檻。
 2. 搭配時間加權平均
若偵測設備具備數據記錄功能，建議搭配**移動平均值（如1hr平均）**進行告警，以減少短時間雜訊造成誤報。
 3. 定期校正與背景濃度設定
若環境中有常態背景粉塵，請預先測量並將背景濃度納入門檻值設定邏輯中。
  總結建議範圍
濃度值 (ug/m³) 定義 建議處置
0–490 正常 無需動作
500–590 預警 提醒作業人員、加強通風檢查
≥600 異常 發報警訊、啟動處置機制

 【金屬粉末濃度監測告警系統邏輯設計】
  初始設定參數
參數名稱 數值 備註
背景濃度（Baseline） 0–30 ug/m³ 常態情況下測得的基準
預警門檻（Alert Level 1） 500 ug/m³ 提醒操作人員注意
異常門檻（Alert Level 2） 600 ug/m³ 啟動告警與應變處置
穩定濃度時間 連續5分鐘 用於避免瞬時異常誤報
採樣頻率 每10秒一次 或依感測器支援速率

  偵測流程邏輯
flowchart TD
    A[開始監測] --> B[讀取目前濃度值]
    B --> C{是否大於等於500?}
    C -- 否 --> D[維持監控狀態]
    D --> B
    C -- 是 --> E{是否大於等於600?}
    E -- 否 --> F[啟動預警機制<br>顯示黃燈/通知人員]
    F --> G{濃度是否持續大於500<br>超過5分鐘?}
    G -- 否 --> D
    G -- 是 --> E
    E -- 是 --> H[觸發異常報警<br>顯示紅燈/蜂鳴器/簡訊通知]
    H --> I[記錄數據，啟動降載或通風程序]
    I --> J{濃度是否下降至500以下?}
    J -- 否 --> I
    J -- 是 --> D

  控制與回應機制建議
狀態 對應反應 建議方式
正常（<500） 顯示綠燈或正常畫面 PLC 或 IoT面板
預警（500–590） 黃燈、現場聲光提示、控制室通知 可用繼電器驅動 LED、蜂鳴器
異常（≥600） 紅燈、蜂鳴器啟動、簡訊/LINE推播、系統警示 可結合 SMS API 或 SCADA/IoT平台
數據記錄 儲存時間戳與濃度值 匯入資料庫或儲存於SD卡

  整合元件建議
 • 粉塵濃度感測器：摩擦靜電式或光學散射式（需選擇支援 <100 ug/m³ 精度者）
 • 控制系統：PLC、Arduino、Raspberry Pi 或 LoRa/NB-IoT 模組
 • 人機介面（HMI）：簡易數位顯示器或網頁儀表板
 • 警報設備：LED燈、蜂鳴器、工業告警器、LINE Bot整合
 • 數據紀錄與分析：CSV 檔、MySQL、或上雲服務（如 ThingSpeak）

凡是有原料處理、粉體加工、燃燒或排氣行為的工業場域，例如製藥、化工、食品、鍋爐、焚化爐、工地等，皆可能產生有害粉塵，這些粉塵若未妥善監測，將影響作業人員健康、設備運轉效率，甚至觸犯環保與GMP法規。

1.常見監測方式依場域與需求不同分為兩大類：
光散亂式監測器：適合室內空氣品質與潔淨度監控（如潔淨室、藥品包裝區），靈敏度高、反應快。
摩擦靜電式粉塵計：適用於高溫、高濃度的排放環境（如濾袋破損偵測、煙道監控），結構簡單、耐用、支援系統整合。
相關產品:固定式防爆型粉塵檢測儀

2.選擇設備時評估的重點：
粉塵性質（濕潤／乾燥、有無導電性）
使用環境（是否高溫高壓）
監測需求（即時警報／連續記錄-壁掛式控制記錄器／ESG報表）
系統整合需求（是否需接SCADA／PLC／雲端）

3.實際應用案例：
(1) 製藥廠：
產線在原料處理、混合、包裝等工序中，易產生微細粉塵；若未及時監控，可能有以下風險：
 • 產品污染風險
 • 作業人員的健康危害
 • 潔淨室等級超標
 • 空調過濾系統堵塞、設備維護成本增加
 • ESG 稽核不合格與法規罰則風險。
解決方案:
使用光散亂式自吸型監測器安裝於混料與秤料區，控管空氣潔淨度、防交叉污染；另於濾袋出口安裝摩擦靜電式監測器，偵測濾袋破損並自動警報。

(2)鍋爐系統：
鍋爐燃燒排氣中常含有微粒與煙塵，若未即時監控排氣濃度可能導致：
 • 環保排放標準不合格（如EPA、地方環保局）
 • 濾袋破損無預警，粉塵洩漏損壞下游設備
 • 除塵器與煙道積塵堵塞，影響鍋爐效率
 • 無法建立可稽核的排放紀錄，影響ESG報告與標章申請
解決方案:
在除塵器與煙道段安裝耐高溫的摩擦靜電式粉塵計，搭配SCADA系統，即時掌握粉塵濃度，異常時立即警示，資料同步雲端生成排放紀錄，符合法規與ESG需求。

氣體傳感器的單位 LEL（Lower Explosive Limit, 爆炸下限） 和 VOL%（體積百分比） 各有不同的應用場景，主要差別在於測量範圍與用途：

1. LEL（爆炸下限）
• 定義：LEL 指的是某種可燃氣體在空氣中達到最低濃度時，若有點火源則會發生燃燒或爆炸的濃度。
• 表示方式：通常以 %LEL 表示，例如 50%LEL 代表該氣體達到爆炸下限的一半。
• 測量範圍：0 ~ 100% LEL（例如甲烷的 LEL 為 5%VOL，那麼 50%LEL 代表 2.5%VOL）。
• 應用：
• 工業安全監測：監測環境內可燃氣體濃度，確保氣體不達到危險濃度（通常 10~20%LEL 即需警報）。
• 爆炸防護系統：如煉油廠、化工廠、油氣存儲區。
• 便攜式氣體探測器：如工人使用的手持式氣體檢測儀。

2. VOL%（體積百分比）
• 定義：VOL% 是氣體在空氣中的體積濃度百分比（即 100 區間制）。
• 測量範圍：0 ~ 100%VOL。
• 應用：
• 高濃度氣體測量：如氣體純度分析、氣體管線內氣體濃度測量。
• 氣體洩漏監測：如天然氣（甲烷）、氧氣（O₂）、二氧化碳（CO₂）等高濃度變化監測。
• 密閉空間氣體監測：如密閉罐體、發酵槽內的氣體濃度測量。

應用選擇差異
• 安全監測與爆炸預防：選擇 LEL 感測器，因為可燃氣體爆炸風險主要發生在 LEL 區間內（通常 0~100%LEL）。
• 高濃度氣體測量（如純氣體或氣體混合比例）：選擇 VOL% 感測器，因為這類應用需要精確測量氣體的絕對濃度。

簡單對比：

單位 測量範圍 主要用途
LEL (%) 0 ~ 100% LEL 爆炸風險監測、可燃氣體檢測
VOL (%) 0 ~ 100% VOL 高濃度氣體測量、密閉空間監測

若是要偵測 爆炸危險性，選擇 LEL 感測器；
若是要偵測 氣體濃度變化，選擇 VOL% 感測器。

［案例討論］
佩琪(假名)是一名17歲的女高中生，有一次在朋友的聚會上，朋友邀請她使用一種「汽球」的不明氣體。佩琪試過以後，覺得汽球的味道甜甜的，會有放鬆的感覺，但效果經過幾分鐘之後就會消失。之後佩琪越來越習慣吸食汽球，甚至會自己叫一整個鋼瓶回家使用，每天最多曾經用到1~2個鋼瓶的量。就這樣大量使用了兩個月，佩琪覺得情緒不穩定，容易焦慮，而且思考反應變的比較遲鈍。有一天佩琪起床後，突然覺得手腳麻木，而且四肢無法動彈，嚇得趕緊請家人帶她到醫院。不但手腳出不了力，佩琪擔心自己是不是癱瘓了！

到了醫院，醫師發現她血中的維生素B12的量偏低，脊椎的影像學檢查也有異常的發現。在給予維生素B12治療，佩琪住院治療並且接受B12補充以及支持性治療，大概1個月之後，佩琪的四肢力量慢慢恢復了。醫師告訴她的家人，佩琪的狀況很有可能是笑氣引起的神經病變，幸好及早給予適當的治療，否則有可能會無法恢復。

吹「氣球」也會傷身？！淺談笑氣的危害-1

［討論］
氧化亞氮（N2O; nitrous oxide）就是俗稱的笑氣（laughing gas），它是一種吸入性的麻醉氣體，較常使用在牙科的手術上。笑氣的作用快速，約半分鐘即達作用高峰，持續數分鐘即消失。吸食後，會有頭重腳輕、漂浮感、欣快感、身體麻木感，有些人甚至會無法控制地大笑，因而名為笑氣，從19世紀開始就有娛樂性使用笑氣的記載。有些使用者在使用過後，可能出現低血壓、呼吸困難、胸悶、心臟缺血、嗜睡、記憶力喪失、耳鳴、失禁、焦慮、憂鬱、幻聽、被害妄想、心理依賴、意識不清、昏厥，甚至有生命危險。

一般在醫療上使用笑氣時，使用的濃度較低，也會加入適量的氧氣，以避免缺氧的危險，因此使用上相對安全。但娛樂性的笑氣使用者則不會混入氧氣，對身體潛在的危害性較高。因其無色無味，也容易在不知不覺中使用過量。

吹「氣球」也會傷身？！淺談笑氣的危害-2

笑氣的危害主要分為急性及慢性兩種，急性中毒的症狀主要來自缺氧的效應，或是不純的笑氣（可能含有一氧化氮或二氧化氮）所導致的變性血紅素症及化學性肺炎等。若長期使用，因笑氣對維生素B12的鈷原子產生不可逆的氧化反應，使其失去活性，進而造成維生素B12缺乏之血液（如惡性貧血、顆粒球缺乏造成的感染）及神經系統病變。常見的神經症狀包含肢體無力、步態不穩、感覺異常(paresthesia)、本體感覺受損、反射降低等等，若不立即接受維他命B12之補充療法，有可能造成永久不可逆的神經損傷。也有研究指出，女性牙醫助理長期暴露在笑氣中，會增加流產及不孕的風險。若與酒精或其他成癮物質併用，也可能影響血壓、心跳、意識狀態，增加身體危害。

吹「氣球」也會傷身？！淺談笑氣的危害-3

笑氣目前雖然並未被列為毒品管制，但衛福部將其納入「醫用氣體」藥品管理，濫用者可能違反社會秩序維護法，販賣未經核准醫用氣體者則為反藥事法之規定，皆有相關之罰則。若因使用而出現上述之身體不適，仍需盡快就醫以免造成無法挽回之身體傷害。反言之，醫用氣體的加強管理，也應是笑氣濫用防制的一環。青少年朋友常因為新奇、好玩、或覺得「這不是毒品」吧，而對於笑氣的成癮性與危害有所低估，這是未來的物質濫用防治與衛教更需要加強之處。