空氣自動站技術方案知識講解

1、環(huán)境空氣質量連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術方案 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 環(huán)境空氣監(jiān)測的必要性3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 技術方案4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 一）系統(tǒng)組成及結構圖4污染物監(jiān)測方法4數(shù)據采集、傳輸系統(tǒng)與中心站5中心站5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 二）設備選型、技術指標及性能5、DOA充體監(jiān)測儀5、大氣顆粒物監(jiān)測儀8、氣象系統(tǒng)10、數(shù)據采集和處

2、理系統(tǒng)12、中心站系統(tǒng)13、長光程差分吸收法與干法點式的比較15 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 子站房建設設計16施工組織方案19 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 系統(tǒng)運行與日常維護方案21 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 單套空氣子站系統(tǒng)供貨清單23環(huán)境空氣監(jiān)測的必要性潔凈大氣是人類賴于生存的必要條件之一，是維持生命所必需的物質。大氣有一定的自我凈化能力，因自然過程等進入大氣的污染物，由大氣自我凈化過程從大氣中移除，從而維持潔凈大氣。但

3、是，隨著工業(yè)化進程的加快，經濟的高速發(fā)展，生產和消費規(guī)模日益擴大，越來越多的污染物源源不斷地排放到大氣環(huán)境中，改變了大氣的正常組成，增加自然界自身凈化的負擔，使空氣質量變壞；另一方面，由于人類生產活動的發(fā)展，人類對自然界的攫取越來越多，對生態(tài)環(huán)境的破壞越來越嚴重，削弱了自然界自身凈化的能力，導致了大氣污染物濃度不斷地增加。當我們生活在受到污染的空氣之中健康就會受到嚴重影響。污染物名稱取值時間濃度限值（ug/m3）一級標準二級標準SO2年平均206024小時平均501501小時平均150500NO2年平均404024小時平均80801小時平均200200臭氧1小時平均160200日最大8小時平均

4、值100160表1新環(huán)境空氣質量標準濃度限值當前我國大氣污染狀況十分嚴重，主要呈現(xiàn)為煤煙型污染特征。城市大氣環(huán)境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標；二氧化硫污染保持在較高水平；機動車尾氣污染物排放總量迅速增加從而導致以機動車排放為主導的光化學煙霧污染嚴重；氮氧化物污染呈加重趨勢，很多大城市臭氧的大氣濃度呈現(xiàn)上升趨勢，大氣污染控制急需盡快提上日程。技術方案環(huán)境空氣質量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)是是一種集光、機、電及計算機技術為一體的高科技產品，采用國家環(huán)?？偩肿钚峦扑]的開放長光程分析方法及美國環(huán)境保護組織（USEPA）推薦的B射線吸收法，利用光學差分吸收光譜技術研制而成，與傳統(tǒng)的點式儀器相比，具有在線連續(xù)測量、系

5、統(tǒng)工作穩(wěn)定、測量范圍廣（遙測功能）、運行維護費用低、維護周期短、無需人員監(jiān)守等優(yōu)點。（一）系統(tǒng)組成及結構圖全套系統(tǒng)由長光程差分吸收光譜（DOAS）氣體監(jiān)測儀、PMio自動監(jiān)測儀、PM2.5監(jiān)測儀、氣象站系統(tǒng)及數(shù)據采集器和中心站統(tǒng)計分析軟件等幾部分組成。由長光程差分吸收光譜氣體分析儀測量空氣中SO2、NO2、O3及苯系物等痕量污染物的濃度；由空氣質量PM10自動監(jiān)測儀器和PM2.5監(jiān)測儀測量空氣中可吸入顆粒物（inhalableParticulateMatter）10微米以下和2.5微米以下的固態(tài)粉塵顆粒的濃度；氣象站系統(tǒng)測量環(huán)境空氣中的風向、風速、氣壓及溫濕度。上述幾種監(jiān)測儀把測得的結果送入數(shù)

6、據采集器進行儲存及記錄，并把測量數(shù)據遠傳到中心站進行分析、統(tǒng)計并生成各類報表。子站中心站系統(tǒng)圖1系統(tǒng)組成結構圖污染物監(jiān)測方法監(jiān)測項目測定方法差分光譜吸收法SO2NO2差分光譜吸收法03差分光譜吸收法PM10B射線吸收法PM2.5B射線吸收法表2污染物監(jiān)測方法數(shù)據采集、傳輸系統(tǒng)與中心站上述幾種監(jiān)測儀把測得的結果通過模擬量輸出接口（0-1、0-5、0-10或4-20mA）或數(shù)字量接口（RS232或RS485接口）將分析儀測量的結果傳輸至數(shù)據采集器保存，并通過傳輸系統(tǒng)把測量數(shù)據遠傳到中心站進行分析、統(tǒng)計并生成各類報表。采用的Modem/ADSL通訊方式。如圖2所示:圖2數(shù)采系統(tǒng)與中心站的通訊方式中心

7、站采用目前配置比較高的國內知名品牌的電腦作為中心站電腦，并安裝一套中心站軟件，實現(xiàn)用戶的數(shù)據處理及報表統(tǒng)計、打印功能。（二）設備選型、技術指標及性能DOAS體監(jiān)測儀1）測量原理：長光程差分吸收光譜（DOAS）氣體分析儀通過被測物質對各特定波長的光的吸收情況來檢測化學物濃度。可同時測量SO2,NO2,。3、苯系物等多種污染物。氣體分子具有各自的特征吸收截面DOAS技術是通過研究氣體對光源強度的特征吸收以確定其濃度。氣體在大氣中的吸收服從比爾定律，見下式:1()14)expL()C式中:I0()光源發(fā)出的起始光強；I()經過L距離傳輸后的光強；L一光程；()氣體的吸收截面；C-測量氣體的濃度。C就

8、可以從實驗中測量并計算：ClnIo()/I()/L()光源(氤燈)發(fā)出的光，通過卡塞格倫望遠鏡系統(tǒng)準直傳輸?shù)酱髿饴窂?，一部分光被安放在路徑另一端的角反射鏡反射回來，被望遠鏡接收聚焦在光纖的入射端面。光纖把光導入光譜儀，經光譜儀分光，出射約為66nm的譜寬。光譜被探測器一一光電二極管陣列PDA接收后，將光信號轉變?yōu)殡娦盘枺汚/D模數(shù)轉化后的數(shù)據通過計算機進行進一步處理。通過比較經過大氣痕量氣體吸收的大氣光譜與燈譜的不同而確定大氣中的氣體成分。由于每種氣體都有自己的特征吸收光譜，分析光譜的譜線結構及變化就可以確定吸收氣體及氣體的濃度。結構圖如圖3所示。圖3 DOAS系統(tǒng)光路結構2）技術指標項目S

9、ONOO3測量范圍(01)ppm(01)ppm(01)ppm噪音0.5ppb1ppb1ppb最低檢測限1ppb2ppb2ppb零點漂移（24h）2ppb5ppb5ppb20%&程漂移（24h）5ppb5ppb5ppb80%&程漂移（24h）5ppb10ppb10ppb線性誤差1%F.S.1%F.S.2%F.S.電壓穩(wěn)定性1%F.S.1%F.S.1%F.S.響應時間2min2min2min輸出模擬信號或數(shù)字信號工作電壓AC220讓10%、50HZ工作環(huán)境溫度-20C40c表3DOAS氣體分析儀技術指標3）技術特點1、陣列探測器，一次獲取72nm寬的光譜，不需要頻繁切換光譜區(qū)間，具有高時間分辨率。

10、2、精度高，信噪比高，濃度測量下限低。3、可實時、連續(xù)測量。4、可同時監(jiān)測多種氣體成分，新增監(jiān)測項目無需改變硬件。5、完全非接觸在線自動監(jiān)測。該技術不需要抽取樣品（傳統(tǒng)的濕法化學監(jiān)測技術和干式電化學法自動監(jiān)測技術均需采樣），避免了由于采樣帶來的不準確性，可完全真實反映大氣的污染狀況。6、平均污染狀況，無須多點取樣。7、便于維護，運行成本低。圖4DOAS氣體分析儀大氣顆粒物監(jiān)測儀1）設備選型：PM10顆粒物：LGH-01B型PM10監(jiān)測儀PM2.5顆粒物：LGH-01E型PM2.5監(jiān)測儀2）測量原理：本儀器采用B射線吸收原理。原子核在發(fā)生B衰變時，放出B粒子。B粒子實際上是一種快速帶電粒子，它的

11、穿透能力較強，當它穿過一定厚度的吸收物質時，其強度隨吸收層厚度增加而逐漸減弱的現(xiàn)象叫做B吸收。當吸收物質的厚度比B粒子的射程小很多時，B射線在物質中的吸收，近似為：I10emtm式中：I0為沒有吸收物質時的強度；I是B射線穿過厚度為tm的吸收物質度，Nm稱為質量吸收系數(shù)或質量衰減系數(shù)，單位為Cm2/g；tm稱為質量厚度，單位為g/cm2。實驗表明，對于不同的吸收物質，mm隨原子序數(shù)的增加而緩慢地增加。對于同一吸收物質，m.m與放射能量有關。3）儀器組成：可吸入顆粒物PM0(PM。自動監(jiān)測儀包括儀器主機，PM0(PM5)切割器,以及采樣泵。結構圖如圖5所示：圖5結構組成圖4)技術指標：項目名稱指

12、標PM0自動監(jiān)測儀PM5監(jiān)測儀測量范圍(0-1)或(010)mg/n3(01)或(010)mg/m50徹割粒徑10仙m0.5叱m空氣動力學直徑2.5m0.2叱m空氣動力學直徑最小顯示單位一一，30.001mg/m.30.001mg/m米樣流量偏差3%設定流量/24h&3%設定流量/24h平行性+7%+7%測量精度斜率：10.15截距：10；!g/m3相關系數(shù)：0.95斜率：10.15截距：10；!g/m3相關系數(shù)：0.93校準膜重現(xiàn)性+2%90天故障率小局低機房噪音較局低表9長光程與點式儀器比較三、子站房建設設計空氣子站房是空氣子站監(jiān)測系統(tǒng)正常工作的必要保證。其站房的設計好壞直接影響監(jiān)測系統(tǒng)的

13、壽命和正常運行。站房安裝在屋頂時，四周要留有通道。1、站房面積要求：以滿足站房操作人員正常操作和維護儀器方便為宜，不應過大過高。2、站房保溫要求：為無窗（或雙層密封窗）結構，墻體應有較好的保溫性能。有條件時，門與儀器房之間可設有緩沖問，用于開門時保持站房內溫度和濕度恒定，阻擋灰塵和泥土帶入站房，并可安全放置氣體鋼瓶。3、安裝要求：在屋頂上建立站房時，站房重量應滿足屋頂承重要求，若站房重量經正規(guī)建筑設計部門核實超過屋頂承重，在建房前應先對屋頂進行加固。4、防水、防潮要求：站房應有防水、防潮措施，一般站房地層應離地面應有25cm的距離。5、氣象桿或氣象塔安裝要求：在四周比較開闊的站房頂上，設置用于

14、固定氣象傳感器的氣象桿或氣象塔時，氣象桿、氣象塔與站房頂?shù)拇怪本嚯x高度不能小于2米，并且氣象桿、塔和子站房的建筑結構應能經受10級以上的風力（南方沿海地區(qū)應能承受12級。同時需在墻面上預埋一用于將氣象傳器電纜引入站房的空心彎頭。彎頭應在室外，以防雨水順電纜進入室內。6、水泥平臺、圓孔設計要求：望遠鏡墻壁支撐圓孔直徑300mm（視具體安裝情況現(xiàn)場開孔）。望遠鏡筒伸出去后與開孔邊緣要有20mrnfc右的間隙。平臺面積要求：長X寬X高=1750mmx750mmx900mm平臺應采用實心磚平臺結構（不能用輕質水泥空心磚）或混凝土水泥樁結構。水泥平臺不能緊靠墻面，與墻面應有一定間隙，以避免墻體震動對儀器

15、的影響。地面設計要求：子站房地面要求為平整的水泥或瓷磚或大理石面，禁止用木地板。站房內供電電源要求：交流（22010%）V,有良好接地線。電壓不穩(wěn)的地區(qū)應配備具有過壓、過載和漏電保護裝置的電源。并具有超溫保護功能，可以提供4-20mA接口。為防止電噪聲的相互干擾，站房采用（3040）A三相供電分相使用；站房監(jiān)測儀器供電線路應獨立走線，選用220V/15A的儀器設備電源插座。、站房內其它附屬設備：要求有辦公桌1張。子站房內安裝空調器一臺，空調參數(shù)要求依據子站房大小而定。空調應有來電自啟功能。溫度范圍要求：23至27。濕度范圍要求：80以下。子站房應有防雷電和防電磁波干擾的措施，例如，氣象桿、塔和

16、站房應安裝可靠的避雷設施，并且要有良好的接地線路，接地電阻4Q011、站房門應輕開輕關，以免震動過大引起光路騙移。12、因氣象參數(shù)儀安裝站房頂，故房頂?shù)脑O計應有足夠的強度，并且方便氣象參數(shù)儀的安裝二1Wl3用* ”立fc WlKlltO JWf：, 曄燈6辦*3珈 15ftx?8 ，施工組織方案根據項目的具體情況，在項目方案設計、客戶培訓、運行維護等多方面精心策劃、精心組織，且保證整個項目能有條理、按計劃、分步驟地順利進行，特制定本項目的實施計劃。我公司將按照“ISO9000:2000質量體系”、“GJB9001A-2001質量管理體系”和“項目管理制度”，憑借在ITS系統(tǒng)項目建設中積累的成熟

17、經驗，通過一套嚴謹?shù)捻椖抗芾磙k法和配備優(yōu)秀、精干的設計施工力量，以確保項目工程的順利、成功地實施。（一）、組建項目領導小組，全面負責項目的實施項目組成員職責：1、項目經理、負責對項目實施情況進行監(jiān)督；、負責對全系統(tǒng)的工程質量進行監(jiān)督；、負責協(xié)調處理同甲方的關系；、制定項目實施計劃和時間表；、組織工程實施工作、監(jiān)控項目過程和進度；、編寫項目進度報告；、定期舉行項目進度會議；、協(xié)調項目中的所有人員和資源；、向用戶提交系統(tǒng)運行報告；、向用戶提交竣工驗收申請。2、總體設計組、完成本項目的需求調研、分析工作；、負責整個項目業(yè)務及應用系統(tǒng)的規(guī)劃和集成工作；、完成本項目的總體技術方案及總體實施方案的設計；、

18、系統(tǒng)技術參數(shù)的制定和審核；、系統(tǒng)安裝過程中的技術支持。3、軟件小組、負責根據客戶個性化需求擴充軟件功能；、負責系統(tǒng)軟件安裝、調試。4、設備安裝小組、負責整套系統(tǒng)的安裝；、負責子站和中心控制室的設備調試；、負責空調、電話、電源等電氣設備和消防設備的安裝調試。6、質量監(jiān)控小組、對項目實施各個階段進行監(jiān)督、控制，并按項目進展情況組織不同級別的功能測試、性能測試和驗收；、對項目實施過程中存在的安全隱患和質量缺陷，應及時向項目執(zhí)行組長匯報，并督促解決；、貫徹執(zhí)行有關國家標準和質量標準及驗收規(guī)范，并對各小組進行質量方面的業(yè)務指導。7、設備技術保障組、對項目所采用的所有硬件設備等提供全面的技術支持與服務保障

19、。、通過多種服務手段及靈活多樣的服務方式，提供與項目相關的所有軟件方面的支持與服務。（二）、項目實施及安裝調試方案前期安排1名工程師，配合用戶負責、指導站房建設；設備項目工程師2名，負責設備安裝、調試、檢測和驗收工作；第一步設立專門項目組負責該項目的安裝調試工作，由技術負責人帶隊，組織工程安裝調試人員負責產品的安裝調試工作。第二步合同簽訂后組織現(xiàn)場勘測人員到達用戶現(xiàn)場，在用戶的配合下測量各種安裝尺寸，繪制安裝圖紙及設備房的施工圖紙，制定施工方案，并與用戶溝通，提出配合請求。第三步由工程人員組織進行現(xiàn)場施工。第四步工程人員負責電源接線、電話線路安裝到位。第五步工程人員根據搭建好的現(xiàn)場制定產品安裝

20、調試方案，分工協(xié)作，確保工程進度。第六步工程人員、技術人員進行產品的安裝、調試。第七步安裝單位及環(huán)保局管理部門監(jiān)控管理軟件。第八步調試完畢組織用戶操作培訓。（三）、現(xiàn)場服務人員我公司將派出經驗豐富的技術人員對現(xiàn)場的LGH-01型空氣質量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)進行安裝調試與對比測試工作，且提供良好的售后服務。五、系統(tǒng)運行與日常維護方案我公司的環(huán)境系統(tǒng)事業(yè)部專職生產環(huán)境監(jiān)測類儀器，設有技術工程部，負責設備的安裝、調試、運行維護和售后技術支持工作。LGH-01A型差分吸收光譜法（DOAS）氣體分析儀和污染物濃度反演軟件由我公司自主研發(fā)，擁有完全的自主知識產權，對設備運行過程中出現(xiàn)的所有問題，能夠在技術支持和配件支持上得到保證。并且在北京、上海和大部分省會城市均設有辦事處，且在各區(qū)域均有有專業(yè)的技術工程師長期快速的提供24小時技術服務。系統(tǒng)巡檢（每日）:檢查空調運轉情況并記錄站房內溫度。溫度應保持在2030內，最好在25*C以上以防結露。建議4月11月溫度設在25C,5月一10月設在27C。目視檢查儀器面板顯示，觀察數(shù)據是否合理及有無報警信號。對空氣自動站整個系統(tǒng)進行維護檢查，通過宏觀檢查了解系統(tǒng)運行情況。每周維護項目:鋼瓶檢查鋼瓶氣壓力，將讀數(shù)添在鋼瓶氣消耗記錄表中。與上