ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 283

household dust according to the sample as prepared(black), pink filter(red), water + pink filter (blue), 
and RIL + pink filter(green); (f) Spectrum of reflected light of talc powder according to sample status 
as: as prepared(black), water added(red), RIL added(blue), pink filter(green), water+pink filter(violet), 
and RIL+ pink filter(brown) 
Spectral  sensor  was  used  to  characterize  the  light  spectrum  of  samples  under  experimental 
conditions. Figure 2‐e) and f) shows the spectrum of reflected light for household dust and talc powder 
as  a  function  of  wavelength.  Same  measurement  was  performed  under  different  conditions.  Two 
representative  samples,  household  dust  and  talc  powder  were  graphed  and  compared  with  peak 
position in wavelength and peak intensity as well. In case of household dust, two peaks at 420 and 
678nm in wavelength were observed. Under pink filter, the peak at 678 nm was observed to be removed 
and peak shift from 420 to 440 nm was also observed. It is due to the light filtering at long wavelength 
range by pink cellophane. Even though water and refractive index liquid are added, no significant shift 
was observed. This results correspond with the measured chromaticity values well under additives. 
Previously discussed chromaticity values in figure 1‐a) and b), overall values are centered to the white 
region and relatively more shifts for blue, red, and yellow region were observed after refractive index 
liquid was added. Meanwhile, talc powder revealed slightly different results with that of household 
dust.  Light  spectrum  for  as  prepared  talc  powder  shows  three  peaks  at  420,  677,  and  720  nm, 
respectively. No significant changes were observed for both additives cases, but combined condition of 
pink filter and water addition, peak shift from 420 to 430 nm and additional peak is observed at 490 
nm. Other peaks at long wavelength range were filtered same as before. For the comparison, similar 
gypsum power was also characterized under pink filter and additives conditions. The peak at short 
wavelength region shifted from 420 to 453nm, but no additional peak observed for talc case was not 
detected. This results are correlated with the absolute amount of shift in chromaticity values is larger 
for gypsum than that of talc powder.         
4. Discussion 
Chromaticity  diagrams  were  constructed  and  light  spectrum  graph  was  drawn  according  to 
different  particulate  matters  under  experimental  conditions.  Obvious  change  in  chromaticity  values 
were observed for water and refractive index liquid were added cases. Depending on the intrinsic color 
of samples, yellowish pollen and soil showed relatively shift to yellow region, and white powders such 
as talc and gypsum moved to white centered region after adding water or refractive index liquid. From 
the comparison with light spectrum. Noticeable relationship between shift in chromaticity values and 
position  in  wavelength  according  to  the  type  of  sample  under  filter  and  additives.  More  distinct 
dependency on filter color was observed for intrinsic white color powders such as talc and gypsum 
rather  than  household  dust,  pollen  and  soil.  Peaks  at  420nm  appears  to  be  the  guideline  peak  to 
determine the influence of filter and additives depending on the type of sample. It was well agreed 
with  method  called  “browning  index”  in  other  color  and  light  characterization  method  by  using 
spectrophotometer [8].   
5. Conclusions 
Color and light spectrum assisted optical sensing of particulate matters was operated in laboratory 
scale  and  controlled  experimental  conditions.  From  the  chromaticity  values  and  reflected  light 
spectrum in terms of wavelength and intensity revealed the difference between samples according to 
color and water or refractive index liquid additives. It was our observation that noticeable relationship 
between  chromaticity  values  and  light  spectrum  depending  on  the  type  of  particulate  matter. 
Appropriate combination of chromameter and spectral sensor can be an alternative approach to detect 
particulate matters with higher selectivity.   

Optical Sensing Assistance to Enhance Particulate Contaminants Detection
for Indoor Air Quality Monitoring
272