扬尘检测仪工作原理

空气防治已经成为全民话题，打响蓝天保卫战的一枪就是整治工地扬尘！这些浮尘杂质危害人体健康。空气中的漂浮杂质、灰尘等过多时，其杂质附着细菌的可能性就越大，当人体吸入时，造成的危害也就越大。不仅如此，如果空气中的粉尘含有大量的铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等，很容易造成粉尘爆炸。也是空气污染的主要源头之一。为改善空气质量利用无线传感器技术和激光粉尘测试设备，建大仁科自主研发的全天候户外扬尘监控系统。利用物联网感知、数据无线通讯、数据库、地理信息系统、视频等先进技术，集数据采集、传输、多维数据展示与应用为一体，满足新形式下扬尘的环境监测、污染防治和科学决策需求，实现扬尘监管全面信息化，为环保、城建等监管部门联合执法提供数字化的监管手段，满足联合执法需求。线上云监控，线下无扬尘在施工现场粉尘排放状态可以通过粉尘监测系统被建立，每天24小时在线，实时跟踪和监视系统返回数据进行快速处理，施工现场超过实时报警的预定发射值。节能环保部门监测成本，提高监控效率。在线实时灰尘检测，自动控制，以及声光报警输出功能，当PM值达到了设定的限制自动启动雾炮，现场环境雾化喷涂灰尘措施，实现联动。除了可以实现扬尘监控以外，还可以监测PM2.5、PM10，PM1.0、TSP、噪声、温度，湿度，风速、风向等环境因子，各测试点的测试数据通过无线通讯直接上传到监测后台，大大节省了环保部门监测成本，提高监测效率。随着我国对环境治理要求越来越高，PM2.5越来越成为环境监测的重要指标，而空气中的扬尘作为影响PM2.5指标的重要组成部分，也成为各级环保部门监控的对象。结构组成扬尘在线监测仪由实时监测系统、数据显示分析系统、预警控制系统、喷淋系统（雾炮）、无线传输系统组成，可选配PM2.5、PM10，PM1.0、TSP、噪声、温度，湿度，风速、风向等十项监测因素、还可以配置视频监控、LED显示屏。扬尘在线监测系统：由扬尘监测单元、噪声监视单元，天气监测单元，数据采集和处理单元，LED屏幕显示单元，数据监测平台组成。扬尘监测单元：由PM2.5传感器、PM10传感器组成。（可拓展其他）通过传感器对扬尘进行连续自动监测，扬尘每分钟采集一次数据，并实时上传至服务器供后台程序统计和分析。噪声监测单元：由噪声传感器组成全天候户外噪声采集传感单元，对传感器的户外监测安全和数据准确性提供可靠保障；气象监测单元：风速传感器、风向传感器、气象多要素百叶盒组成为扬尘和噪声监测数据的后期分析提供气象参数保障；特别是通过风向对扬尘的运动趋势做科学预测和报警；在不同的气象条件下，对扬尘、噪声监测数据做科学的修正；数据采集处理单元：由扬尘监测主控核心组成该单元是整套系统的中枢，对所收取的监测数据进行判别、检查和存储；对采集的监测数据按照统计要求进行统计分析处理，将处理后的数据上报至云平台，并控制参数的本地化显示，实现环境参数与视频监控画面的融合；LED屏显示单元：由LED外显屏组成实时监测数据现场显示，给施工单位、城市居民以警示作用；予施工单位和城市居民自查、自控提供数据支撑；达到噪声扬尘超标及时控制降低功能；数据展示平台：由扬尘在线监测系统平台组成

近年来，工业生产和社会生活的高速发展，使得微颗粒排放物进入大气的比例呈逐年上升趋势，PM2.5污染已凸显为重大的环境问题。为此，中科院安徽光学精密机械研究所副所长刘建国做出了解答。 为什么体感和 PM2.5 监测值不太一样？ 什么是体感？就是人们凭自己的感觉判断空气质量，例如通过视觉目测大气能见度，或者通过嗅觉感受所呼吸的空气是否有刺激性气味等等。大气细颗粒物不仅是形成雾滴的凝结核，而且也存在吸湿性增长。在不利气象因素下极易形成恶性循环，形成雾和霾长时间共存、难以消散的局面。因此，人们对雾霾的体感会大大增强。什么意思呢？就是说在恶性循环的情况下，会导致人们感受到的雾霾污染程度比实际情况要严重。“为了身体健康，人们自然会关注空气质量。但要治霾，首先要对霾的主要成因大气细粒子（PM2.5）及其时空分布和区域输送进行系统监测。通过对PM2.5的成分分析，结合大气污染源清单和预报模型，来掌握不同地区PM2.5的来源，我们才能对症下药。”刘建国说。准确监测PM2.5需要解决哪些技术难题？目前监测PM2.5有哪些技术？ 目前，国内外对PM2.5浓度的监测主要有滤膜采样———光散射法、人工称重法、石英微量振荡天平法和β射线法。当光照射在空气中悬浮的粒子上时，产生光散射。在光学系统和粉尘性质一定的条件下，散射光强度与粉尘浓度成比例。光散射法测定空气中的粉尘浓度是通过测量散射光强度，经过转换求得粉尘质量浓度的方法。人工称重法是美国环保署和我国环保部推荐的标准方法，但由于需要较长的采样时间，无法提供目前空气质量日报和预报所需要的每小时均值。而石英微量振荡天平法和β射线法等方法是自动监测，每小时可获得一个监测结果，被称作“等效方法”。所有等效方法的监测值都要与标准方法所获得的结果进行比较，以确定其是否准确。如何监测，在监测过程中会碰到哪些难题？“为防止采样过程中水汽凝结的影响，无论是石英微量振荡天平法还是β射线法自动监测设备，采样管都要加温到空气的露点以上，通常是50℃，相对湿度保持在40%以下，整个测量过程都要在恒温恒湿的状态下进行。”刘建国告诉记者，但加温过程会造成颗粒物中挥发性和半挥发性物质的损失，导致测量结果偏低。“现在，我国已经参考美国的做法，增加了补偿装置，可以把挥发性物质和半挥发性物质的损失再补回去，这样就可以使测量结果更可靠。”刘建国称，颗粒物往往是固液混合物，构成非常复杂，即使是 PM2.5监测标准方法——人工称重法，同样也可能由于所采用的滤膜及温湿度的变化产生颗粒物损失等问题。测量结果可靠吗？根据2011年11月1日开始实施的《环境空气 PM10 和 PM2.5 的测定重量法》，人工测定PM2.5须通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中PM2.5被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，计算出PM2.5的浓度。 “在人工称重法测量过程中，要尽可能避免气态物质被滤膜吸附，滤膜平衡时要做到恒温恒湿。如果这些条件在实际大气环境中不能完全满足，就会引起测量误差。”刘建国强调，现有技术水平下，人工称重法所获得的监测数据已经尽可能地接近了PM2.5的实际状况。通过和人工称重法进行严格比对，光散射法、激光散射法、石英微量振荡天平法和β射线法的测量结果也是可靠的。目前市场上更多的扬尘检测仪都使用激光散射法监测PM2.5，建大仁科泵吸式噪声扬尘监测站最显著的特点是电控箱内安装高精度的空气质量变送器，可以不受环境中水分子的影响，精确监测出工地环境中颗粒物PM2.5、PM10的含量。当监测系统开始工作后，空气经进气口时由电子泵吸入变送器内，先由除湿设备将空气中的水分去除，再将其流动至空气质量传感器内。这时，空气质量传感器通过激光散射测量原理，以独有的数据双频采集技术进行筛分得出单位体积内等效粒径的颗粒物粒子个数，通过科学独特的算法计算出单位体积内等效粒径的PM2.5、PM10质量浓度，并将监测数值同时输出。泵吸式噪声扬尘检测仪配置1路百叶盒监测，通过内置的传感器对工地环境中的温度、湿度、噪声等气象因素进行实时监测；1路风速采集；1路风向采集；1路PM2.5、PM10和TSP采集；1路继电器输出可接现场二级继电器控制雾炮（默认）、吊塔喷淋及工程洗车机等；它所监测到的数据可通过LED屏（54cm*102cm）现场实时显示，也可通过RS485接口或移动卡以GPRS/4G的方式上传至云平台在界面显示，实现远程监控。通过手机扫码下载“噪声扬尘监控气象站”APP配置工具，能够对泵吸式噪声扬尘监测站的参数进行设置，如各项参数的上下限值，限值LED屏显示的内容，继电器开启闭合的时间，以及只能联动雾炮的工作时间等。泵吸式噪声扬尘监测系统由泵吸式噪声扬尘检测仪、通讯技术和监控软件云平台组成，集数据采集、存储、传输和管理于一体，能够24小时全天候在线实时监测现场环境，具有实时性、多参数、智能化的特点。系统支持两种数据上传：一种是无线数据上传，通过内置的移动卡通过根据GPRS/4G通讯方式上传；另一种是通过RS485从站接口，可以实现最远2000米的远距离有限传输。监控中心云平台支持在电脑、移动端、平板电脑等多个终端随时查看工地施工情况和扬尘指数的实时数据和历史数据。为保证工地环境治理符合环保要求，若出现PM2.5、PM10、噪声、TSP等环境数值超标的情况，系统会以平台告警、手机告警、邮件告警形式自动给管理员发告警信息；具有远程联动功能，可联动（雾炮）喷淋控制系统，改善空气质量。

p　　“这套扬尘监管信息系统的优势在于，人不能发现的，可以通过它发现，系统充分利用了GPS系统和天网的优势，对扬尘治理工作进行再监督。”11月8日，成都市首次搭建的扬尘治理和建筑垃圾处置监管信息系统平台试运营，市城管委相关负责人表示，将尽最大努力抓实抓好大气污染防治和连续雾霾重污染天气应对工作。/pp　　成都今年冬季可能出现连续雾霾天气，市城管委提出“治霾不等风来”的目标，目前已采取搭建扬尘治理和建筑垃圾处置监管信息系统平台等一系列措施。“PM10均值浓度为100微克/立方米，有点偏高??”昨日在红牌楼某工地，市城管委工作人员拿出手提电脑，屏幕上便显示出附近的空气污染浓度。这套神奇的仪器，名叫可视化人居环境监控检测仪，它的数据将直接录入到系统平台，“我们在后端就可了解到具体的空气污染指数，如果严重超标，将采取下一步措施。”这套可视化人居环境监控检测仪，已经安装在30辆车上实施“流动”监测。/p