空氣質(zhì)量網(wǎng)格化在線監(jiān)測系統(tǒng)

 大氣空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)區(qū)域空氣質(zhì)量的在線自動監(jiān)測，能全天候、連續(xù)、自動地監(jiān)測環(huán)境空氣中的二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5、PM10和有機揮發(fā)物的實時變化情況，迅速、準確的收集、處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，能及時、準確地反映區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及變化規(guī)律，為環(huán)保部門的環(huán)境決策、環(huán)境管理、污染防治提供詳實的數(shù)據(jù)資料和科學(xué)依據(jù)。

一、特點

●具有云端自動在線校準功能，自動修正傳感器漂移及環(huán)境干擾，無需現(xiàn)場人工校準。

●采用百葉堆設(shè)計，適用于各種氣象條件，保證空氣流通*，內(nèi)外無溫差。

●可以同時監(jiān)測氣體參數(shù)和可吸入顆粒物，并在數(shù)據(jù)平臺上顯示出監(jiān)測值；

●無工具拆卸，方便點位遷移與設(shè)備維護。

● 采用進口高靈敏度的傳感器，響應(yīng)時間快，分辨率高，線性好，檢測下線可達ppb級；

●應(yīng)用單片機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，采用數(shù)據(jù)存儲功能，不僅可提供方便的數(shù)據(jù)查詢方式；還可以通過USB接口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機，利用配套的上位機軟件自動計算平日均值、月均值、污染指數(shù)、生成各種圖形數(shù)據(jù)標，并進行打??；

●采用機內(nèi)鋰電池供電與外接太陽能供電，解決布線接電等問題

●性能穩(wěn)定、度高、操作方便、易于維護具有斷電保護功能；

圣凱安微型監(jiān)測站產(chǎn)品的檢測準確性基于外部和內(nèi)部的測試，盡管微型站產(chǎn)品按照行業(yè)標準進行檢驗檢測，但是和其他制造商一樣，無法保證產(chǎn)品十全十美或在任何特定應(yīng)用中永遠不會發(fā)生任何錯誤。

目錄

1 產(chǎn)品概述............................................................. 5

1.1產(chǎn)品特點........................................................ 5

1.1.1 大氣污染物探測............................................ 5

1.1.2 可吸入顆粒物探測.......................................... 4

1.1.3 氣象探測.................................................. 4

1.1.4 設(shè)備功能特點.............................................. 5

1.1.5 設(shè)備功能特點.............................................. 5

1.2產(chǎn)品主要技術(shù)指標................................................ 6

1.2.1 氣體檢測.................................................. 6

1.2.2 顆粒物檢測................................................ 7

1.2.3 氣象參數(shù)檢測.............................................. 7

1.2.4 噪音檢測參數(shù).............................................. 7

1.2.5 環(huán)境檢測設(shè)備上傳數(shù)據(jù)...................................... 7

2 智能終端軟件使用說明................................................. 7

2.1 數(shù)據(jù)分析平臺............................................... 6

2.2 網(wǎng)絡(luò)化分析平臺............................................. 6

2.3 異常點統(tǒng)計分析.............................................. 6

2.4與國控點100小時同期數(shù)據(jù)對比............................... 6

3 數(shù)據(jù)分析平臺........................................................ 7

4 安裝方式與注意事項................................................... 9

5 日常維護............................................................ 10

4.1氣體傳感器的標定............................................... 10

4.2粉塵監(jiān)測儀的校準............................................... 12

5 圣凱安傳感器測試方法................................................ 19

5.1測試結(jié)構(gòu)圖..................................................... 10

5.2測試原理....................................................... 10

5.3測試環(huán)境....................................................... 10

5.4測試結(jié)果....................................................... 10

1 產(chǎn)品概述

1.1產(chǎn)品特點

1.1.1 大氣氣體含量探測

氣體檢測采用高靈敏度電化學(xué)傳感器及紅外檢測原理，結(jié)合*的智能傳感與信號處理技術(shù)，可以連續(xù)監(jiān)測大氣層中的六種氣體，默認大氣種類為SO2、NO2、O3、CO、H2S、VOC，由于系統(tǒng)采用模塊塊設(shè)計思想，客戶可以根據(jù)需要更換其它氣體檢測傳感器模塊，可選種類達到20多種，可以全面連續(xù)顯示需要的測量數(shù)據(jù)。

該傳感器操作方便、測量準確、工作可靠，適用于工業(yè)現(xiàn)場或?qū)嶒炇覝y量等不同的要求。

系統(tǒng)采用泵吸式循環(huán)系統(tǒng)將環(huán)境空氣通過水汽過濾器，經(jīng)過濾后送到傳感器氣室，通過傳感器時所產(chǎn)生的信號經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后，由微處理器進行采集、計算、數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生濃度結(jié)果數(shù)據(jù)，通過RS485串行接口送至工控上位機做數(shù)據(jù)匯總保存同時通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳指揮中心。

1.1.2 可吸入顆粒物探測

    儀器采用光散射原理工作。空氣中的粉塵顆粒物在高能激光束照射下產(chǎn)生光散射效應(yīng)，散射光強跟粉塵顆粒物濃度成正比，高靈敏的光電二極管接收到散射光，由光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號經(jīng)過放大電路放大、單片機電路數(shù)字化處理、再按特定的數(shù)學(xué)模型計算，從而得出被檢測污染源的粉塵濃度數(shù)，粉塵濃度的數(shù)據(jù)通過RS-485通訊接口傳輸?shù)絇C機，在PC機的顯示屏上讀取所檢測到的粉塵濃度數(shù)。

可實現(xiàn)全天候無人值守的粉塵濃度在線監(jiān)測。

1.1.3 氣象探測

微型機可提供六種氣象參數(shù)檢測，用于測量風速、風向、降水、氣壓、溫度和相對濕度，變送器外殼的等級為IP65。

風測量：

采用三個等間距的超聲波變換器位于同一水平面上，組成一個變換器陣列。通過測量超聲波從一個變換器傳播到另外兩個變換器所用的時間來確定風速和風向。

降水量測量：

降水量測量模塊由鋼蓋和安裝在鋼蓋底面上的壓電傳感器組成。測量的參數(shù)為累計降雨量、降雨當前強度、降雨峰值強度和降雨事件的持續(xù)時間。通過檢測每個單獨的雨滴，可以高精度地計算降雨量和降雨強度。該模塊還能夠區(qū)分冰雹和雨滴，測量的冰雹參數(shù)為冰雹累計量、當前冰雹強度、峰值冰雹強度和降冰雹的持續(xù)時間。

PTU測量：

PTU模塊包含分別用來測量壓力、溫度和濕度的幾個傳感器。壓力、溫度和濕度傳感器的測量原理基于一個RC震蕩器和兩個基準電容器，這些傳感器的電容將根據(jù)這兩個基準電容器持續(xù)測量，變送器的微處理器會針對壓力傳感器和濕度傳感器的溫度依賴性進行補償。

1.1.4 城市噪聲探測

噪聲測量模塊適合遠程噪聲監(jiān)控，裝配2級工程測量傳聲器，傳聲器與噪聲測量單元主體之間分離，由延伸電纜連接，適用于機電產(chǎn)品噪聲、環(huán)境噪聲、交通噪聲、作業(yè)場所噪聲等的現(xiàn)場測量,適合集成于各種環(huán)境、產(chǎn)品監(jiān)控設(shè)備，組成單點或多點噪聲監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可用于產(chǎn)品噪聲監(jiān)測、城市交通噪聲監(jiān)測、建筑噪聲監(jiān)測和機場噪聲監(jiān)測等。

1.1.5 設(shè)備功能特點

（1）設(shè)備高度集成在電控箱內(nèi)，電控箱采用適合室外高空安裝的低風阻圓柱形外觀設(shè)計；

（2）帶本地HMI人機交互界面，TFT面板，分辨率1024*768 工作溫度-20～ +70℃；；

（3）帶過流過壓保護器，漏電保護功能,設(shè)備機殼自帶雷擊浪涌保護器；

（4） 設(shè)備在斷電時提供備用供電系統(tǒng)；時間≥7小時

（5） 可通過設(shè)備本地運行軟件實現(xiàn)單位轉(zhuǎn)換、本地數(shù)據(jù)讀取、采樣時間選擇、機箱溫度設(shè)定、傳感器校準等操作；

（6） 設(shè)備具有開機自檢，傳感器故障診斷，報警功能帶防盜報警燈；

（7） 系統(tǒng)可直接對各個氣體傳感器可進行獨立校準；可單獨對每一路傳感器進行充氮氣校準零點。

（8） 系統(tǒng)所有傳感器均要求采用標準通信接口，可以自動識別檢測模塊種類及功能；

（9） PM2.5與PM10可吸入顆粒物要求可連續(xù)監(jiān)測，設(shè)備要求自帶粒子切割裝置；

（10） 氣體采集氣路帶有過濾系統(tǒng)；

（11） 系統(tǒng)自帶交流電用電量指示功能，數(shù)據(jù)可通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器以方便統(tǒng)計設(shè)備電量；

（12） 設(shè)備帶有GPS定位功能，方便設(shè)備布點確定設(shè)備位置；

（13） 設(shè)備存儲空間應(yīng)滿足采樣頻率為1分鐘的數(shù)據(jù)，可存儲10年的數(shù)據(jù)量；

（14） 數(shù)據(jù)采用無線傳輸模式（GPRS模塊4G網(wǎng)絡(luò)）上傳至公網(wǎng)服務(wù)器；

（15） 帶有ppm.mg/m3單位轉(zhuǎn)換設(shè)定功能；

（16） 設(shè)備要求有恒溫控制系統(tǒng)；可對超出溫度設(shè)定范圍的環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)并帶有硅橡膠半導(dǎo)體加熱制冷功能可通過系統(tǒng)主機串口對控制器進行溫度設(shè)定和采集，同時接受外部控制信號，對溫度進行直接調(diào)整。

        控溫范圍：-40℃～55℃；

        溫度波動：±2℃；

（17）功率： ≤250W；

（18）防護等級符合IP65；

（19）設(shè)備凈重量：≤25kg；

（20）系統(tǒng)處理主機基于X86架構(gòu)，可擴展升級，處理器主頻不低于1.6G低功耗無風扇,內(nèi)存不低于2G，存儲空間不低于250G，并具備USB,以太網(wǎng)和GPIO接口，流暢運行WIN7系統(tǒng)；

1.2產(chǎn)品主要技術(shù)指標

1.2.1 氣體檢測

1.2.2 顆粒物檢測

1.2.3 氣象參數(shù)檢測

1.2.4噪音檢測參數(shù)

（1） 檢測原理：電子式；

（2）1kHz頻率上的測量范圍：

     30dB（A）-130dB（A）；

（3） 溫度的影響：

在0℃～40℃的工作溫度范圍內(nèi)的任何溫度上的指示聲級與參考溫度上的指示聲級的差值不超過±1.0 dB；

（4） 濕度的影響：

當相對濕度從25％變化到90％時，指示聲級與參考相對濕度時的指示聲級的差值不超過±1.0 dB；

（5）頻率范圍： 10Hz-10kHz；

（6）帶自動校準功能；

1.2.5環(huán)境檢測設(shè)備上傳數(shù)據(jù)

2.智能終端軟件使用說明

該軟件運行于城市區(qū)域環(huán)境智能綜合檢測終端，提供設(shè)備狀態(tài)顯示、本地歷史數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備參數(shù)設(shè)置功能。

1）軟件運行主界面如下圖所示，顯示終端設(shè)備當前運行狀態(tài)、設(shè)備溫度，用電量及設(shè)備內(nèi)電池電壓。

2）軟件界面第二分頁提供設(shè)備本地歷史數(shù)據(jù)查詢窗口，如果不輸入起始及終止時間默認查詢當前時間前24小時的歷史數(shù)據(jù)，只提供單一數(shù)據(jù)查詢。

3）軟件界面第三分頁提供本設(shè)備的參數(shù)設(shè)置和設(shè)備校準功能。

• 城市區(qū)域環(huán)境智能綜合檢測終端軟件（測試版）

該軟件運行于城市區(qū)域環(huán)境智能綜合檢測終端，提供設(shè)備狀態(tài)顯示、本地歷史數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備參數(shù)設(shè)置功能，并定時通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳本地實時檢測數(shù)據(jù)。服務(wù)器匯總數(shù)據(jù)后可通過部署相關(guān)程序，使用戶通過查看所有終端的實時、歷史檢測數(shù)據(jù)，如下圖示例。

2.1數(shù)據(jù)分析平臺

數(shù)據(jù)分析平臺，主要功能應(yīng)包括實時數(shù)據(jù)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢、區(qū)域污染概率分析和污染排名統(tǒng)計等功能。

(1)實時數(shù)據(jù)展示

平臺可對各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時展示。將空氣質(zhì)量傳感器數(shù)據(jù)、常規(guī)空氣自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)匯入到統(tǒng)一平臺，統(tǒng)一管理，綜合展示。常規(guī)站和傳感器數(shù)據(jù)以不同顏色代表不同污染級別。

(2)歷史數(shù)據(jù)查詢

將各點位的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進行簡單的統(tǒng)計分析，例如日變化分析、時間序列分析等，幫助采購方節(jié)約手動分析時間成本，同時還能夠幫助采購方了解基本污染狀況。

(3)區(qū)域污染概率分析

通過計算一段時間內(nèi)，各區(qū)域污染超標的累積概率，能夠得到經(jīng)常發(fā)生污染的區(qū)域，即為超標重點區(qū)域，也可能為潛在污染源，管理者可根據(jù)分析結(jié)果對此類區(qū)域進行重點監(jiān)管。

(4)污染排名統(tǒng)計

實時排名分析讓采購方掌握的污染動態(tài)，歷史排名分析可以幫助采購方查找重點污染區(qū)域。

2.2網(wǎng)絡(luò)化分析平臺

2.3異常點統(tǒng)計分析

2.4與國控點100小時同期數(shù)據(jù)對比

3 安裝方式與維護事項

設(shè)備外觀如下：

1、安裝時，空調(diào)出風口不能直接吹采樣管，避免夏季因采樣管內(nèi)樣氣受冷形成冷凝水影響監(jiān)測值。

2、微型站應(yīng)安裝良好的接地線，原則要求接地電阻小于4Ω?？刹捎枚喔氰F并聯(lián)接地、埋銅板澆鹽水等方法，接地線應(yīng)采用20mm寬的扁鐵引入站房，用不小于2.5mm²的單股銅芯線連接到儀器。

3、微型站應(yīng)采取防雷措施（特別注意雷電由進戶線進入擊傷設(shè)備）。微型站安裝避雷針，如處于周邊避雷建筑物45度角保護區(qū)可不安裝避雷針。

4、具體安裝步驟嚴格按照產(chǎn)品說明書規(guī)定執(zhí)行。

4 日常維護

為了保證傳感器的精度和系統(tǒng)的完整性，氣體傳感器需要被標定。通常，我們建議傳感器的標定程序如下：

傳感器性能影響的因素很多，經(jīng)驗表明：傳感器*次安裝后三十天，按照操作的希望值，完成傳感器的各種功能。大多數(shù)問題如傳感器位置的不適合、其他氣體的干擾、密度的降低，在這段時間里將會出現(xiàn)。

在前三十天，傳感器應(yīng)做周檢察，制定維修計劃包括標定的時間間隔。正常情況下，每月標定足以滿足傳感器的效率和靈敏度，同時月檢察也能保證傳感器的精度。

由上，傳感器的標定方法和過程被立即確定。標定的過程簡單、直接、容易，標定的過程將具有一致性和追溯性。標定的過程將在傳感器安裝的現(xiàn)場完成，并做好維修標定記錄。

4.1氣體傳感器的月標定

包括兩步驟：首先是"零點"設(shè)置，然后是"量程"的標定：

步驟1："零點"設(shè)置

零點的校準對于電化學(xué)傳感器來說尤其重要，特別是高精度大氣污染物模塊，我們的六種氣體檢測傳感器CO、H2S、NO2、SO2、O3、VOC都采用純度在99.99%的高純氮氣瓶通過減壓閥和流量計控制下進行校準：

A．   先將校準設(shè)備輸出口連接到測量設(shè)備的校準采集口上；

B．   更換高純氮氣瓶，將氣瓶連接至減壓閥上；

C．   檢查連接沒有問題后，打開減壓閥，氣壓沒有具體要求；

D．   流量計調(diào)整到300-500ml/分鐘；

E．   在環(huán)境檢測設(shè)備上調(diào)整到校準界面，點擊零點校準按鈕，等待校準讀數(shù)值穩(wěn)定顯示（數(shù)據(jù)差在0.01PPM以內(nèi)）；大概時間在30分鐘以上，點擊零點修正按鈕，系統(tǒng)將新的零點值記錄存儲，輸出的檢測值將是校準后的值；

F．   關(guān)閉減壓閥，關(guān)閉流量計，撤掉采集口，觀察新校準后的設(shè)備采集值是否標準，（該值要比零值大），如果顯示零值，則本次校準失敗，需要重新啟動。

步驟2："量程"標定

目前為止，H2S，CO，SO2，NO2，VOC五種氣體的量程校準，存在以下幾個問題；

1）建議對量程的校準在廠家完成，同時保證量程范圍使用年限，不符合的廠家退換更新；

2）建議標定方法：

使用具有相關(guān)資質(zhì)的檢驗設(shè)備對比檢驗標定，通過對比大氣中的測量值，完成檢驗標定。

氣體校準設(shè)備參考

4.2粉塵監(jiān)測儀的校準

PM2.5，PM10粉塵監(jiān)測儀校準方法：使用手持式TSI校準儀對粉塵氣溶膠粒子數(shù)目進行校準，手持設(shè)備不能用作連續(xù)校準使用，不過可以用來做校準對比，所以需要購買具有相關(guān)資質(zhì)的粉塵校準儀對我們的在線設(shè)備進行校準。例如美國TSI公司8530/8531/8532等。

粉塵校準設(shè)備參考

5.圣凱安傳感器測試方法

5.1測試結(jié)構(gòu)圖

5.2測試原理

1.  如圖1-1,臭氧氣罐里面裝有純標準臭氧氣體,可以通過氣閥使氣體釋放出來.標準產(chǎn)生裝置可以控制臭氧氣罐氣體的通氣量,加入其它氣體使得臭氧氣體的的濃度達到標準濃度值,來提供給校準測試設(shè)備.

2.  臭氧傳感器為以供測試的傳感器設(shè)備,其測試得出的結(jié)果可以通過藍牙和電腦進行通信,筆記本上有相應(yīng)的數(shù)據(jù)軟件將測試數(shù)據(jù)進行記錄.

3.  經(jīng)過臭氧傳感器的氣體再次經(jīng)過臭氧傳感器測量已經(jīng)校準好的臭氧氣體測量設(shè)備,臭氧氣體測量可以將數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器的氣體再次測量來進行對比.

測試方法

1.  不加入臭氧傳感器,直接利用標準氣體產(chǎn)生裝置和臭氧氣體測量設(shè)備,標準氣體產(chǎn)生標準濃度氣體進入臭氧氣體測量設(shè)備對臭氧氣體測量設(shè)備進行校準.

2.  加入臭氧傳感器,重復(fù)上述測試步驟.對臭氧傳感器的度進行測試,筆記本記錄臭氧傳感器的測量值.臭氧氣體測量設(shè)備能夠顯示經(jīng)過傳感器之后的氣體臭氧濃度,筆記本同時進行記錄.

3.  測試步驟(改變通氣濃度,每次通氣時間2分鐘.):

400ppb->200ppb->300ppb->100ppb->0ppb

0ppb->100ppb->200ppb->300ppb->400ppb

5.3測試環(huán)境(根據(jù)通入的氣體中成分,監(jiān)測設(shè)備測量結(jié)果) 

5.4測試結(jié)果