自動監(jiān)測技術在城市空氣質量檢測中的運用

李衛(wèi)東

摘 要：城市空氣質量成為了現(xiàn)代人們普遍關注的一項重要內容，隨著社會經濟的發(fā)展，城市空氣質量不斷惡化，對人們的健康造成了較大的危害，必須對空氣質量加強管理與檢測，自動監(jiān)測技術的應用能夠讓信息采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ鞲痈咝实耐瓿桑沟贸鞘锌諝赓|量檢測工作的管理水平得到提升，為人們提供更加真實可靠的實時數(shù)據(jù)。

關鍵詞：自動監(jiān)測技術；城市空氣質量；檢測

原有的空氣質量檢測通常是采取的現(xiàn)場手動采樣的方法，將采集的樣品帶到實驗室分析，這種工作方式存在誤差大、監(jiān)測效率低、缺乏代表性等缺點，而且對空氣質量出現(xiàn)的動態(tài)變化也不能及時的反映，自動監(jiān)測技術的應用則能夠克服這些缺點，實現(xiàn)對空氣質量的自動化采集，使得相關的質量狀況分析更加科學、客觀，也能夠為后期的管理部門的數(shù)據(jù)分析提供更加準確的參考。

1 自動監(jiān)測系統(tǒng)的構成

1.1 硬件結構分析

自動監(jiān)測技術屬于自動測控系統(tǒng)的組成部分，對空氣質量實行自動監(jiān)測，相關的組織結構主要是由一個中心站與多個監(jiān)測子站形成的，子站與中心站之間能自動聯(lián)系，中心站控制子站各項工作[1]。通過子站中具備的各種設備儀器去對空氣質量進行檢測，對空氣中含有的污染物的情況進行準確測量，將獲得的結果轉變?yōu)槟M量存儲到數(shù)據(jù)采集器之中，然后對存入的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化的分析，中心站與子站之間是通過Modem相互連接的，可以對子站的數(shù)據(jù)進行下載，然后在報表軟件中對其進行編輯。中心站主要是由PC機、Modem等儀器設備構成的，而子站的設備結構則需要按照監(jiān)測項目的需要進行調節(jié)，通常會由零氣源、NO2分析儀、PM10分析儀等構成。子站之間主要就是通過數(shù)據(jù)線進行電信號的傳遞，這樣數(shù)據(jù)采集器才能對分析儀獲得的數(shù)據(jù)進行完整采集，并且還能對分析儀進行校準，確保其測量結果的精準。

1.2 軟件構成分析

中心站所使用的軟件主要是由DECS2000程序與中文報表程序構成的，軟件是基于中文Window NT 4.0與SP6為操作系統(tǒng)平而得以正常運行的，軟件SQL Server 2000與ODBC是關系數(shù)據(jù)庫平臺[2]。通過Excel2000進行報表的制作與生成，利用中文報表軟件按照規(guī)定期限對DESC2000數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)進行提取，然后進行分析處理，制作成表格存入到數(shù)據(jù)庫之中，還需要對其中的原始數(shù)據(jù)進行詳細的統(tǒng)計，制作出小時值、日值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其中包含有數(shù)據(jù)的最大值、最小值以及平均值等內容，也需要制成表格存入數(shù)據(jù)庫。在使用的時候能夠直接的利用報表軟件瀏覽相關數(shù)據(jù)表格，也可以先進行動態(tài)數(shù)據(jù)的交換，把數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)表格之中，形成Excel報表進行查看。

2 自動監(jiān)測技術在城市空氣質量檢測中的應用

2.1 數(shù)據(jù)采集技術的應用

現(xiàn)代計算機技術發(fā)展迅速，很多的空氣質量監(jiān)測子站開始使用工控機進行檢測作業(yè)，開發(fā)出了適合自己的個性化的數(shù)據(jù)采集程序[3]。工控機主要就是適合在工業(yè)現(xiàn)場使用的一種計算機，而通常在工業(yè)現(xiàn)場會存在比較頻繁的震動，灰塵也比較多，電磁場力的干擾也較強，同時工廠又是連續(xù)作業(yè)，所以，工控機在設計時需要具備幾個方面的特點。第一個就是使用鋼結構制作機箱，增強設備的防磁、防沖擊等的能力。第二個就是在機箱內部設置專門的底板，底板上設置PCI與ISA插槽。第三個就是機箱內加入專用的電源，提升其抗干擾能力。第四就是設備需要能夠符合長時間連續(xù)工作的要求。最后就是選擇安裝方便的標準機箱。在實際的空氣質量數(shù)據(jù)采集的時候，主要分為3種模式，第一種模式就是通過ESC88進行模擬量數(shù)據(jù)的采集，然后中心平臺利用電話撥號把實時數(shù)據(jù)收回。第二種就是利用工控機發(fā)布協(xié)議命令的方式獲得數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡再把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行钠脚_。第三種就是工控機把ESC8800獲得的相關數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街行钠脚_?？傮w來說第二種模式受天氣因素的影響比較小，存儲數(shù)據(jù)量比較大，應用方便。

2.2 自動化質控技術的應用

對空氣質量進行的自動監(jiān)測，期中的質控工作主要有儀器的運維和形成數(shù)據(jù)有效性的審核機制等內容，監(jiān)測儀器在運維中出現(xiàn)的變動故障是造成監(jiān)測數(shù)據(jù)異常的重要原因，所以，巡檢員應該每周進行一次巡檢，對儀器的具體精密度進行校準，排除可能存在的故障隱患等。為了讓儀器能自動校準，就需要先對現(xiàn)場標氣閥門進行檢漏測試，在其不漏氣的情況下繼續(xù)進行下一步操作，自動化質控技術可以確保儀器數(shù)據(jù)的精準性，讓運維操作更加規(guī)范，對子站中發(fā)生的事件進行記錄，并且能夠上傳儲存起來，在監(jiān)控窗口中呈現(xiàn)出來，其中包含的事件主要有幾種：

一種是在子站巡檢員進行現(xiàn)場零點、跨度校準及遠程啟動校準操作，系統(tǒng)需自動生成相應的記錄并上傳，主要采用文本形式進行記錄。校準記錄的內容主要有校準參數(shù)名稱及設置濃度等。另外，還需要記錄校準的開始與結束的具體時間，對校準結束后分析儀上顯示的讀數(shù)進行觀察記錄。在記錄過程中需要區(qū)分其屬于現(xiàn)場校準還是遠程校準。如果是現(xiàn)場校準則應該確保儀器通過了校準調節(jié)，利用監(jiān)測現(xiàn)場的工控機軟件，能夠對運維員的操作步驟進行詳細的記錄，這樣運維表單就能夠實現(xiàn)無紙化管理了，對日后的查閱及歸檔等工作都提供了較大的便利。

3 結束語

自動監(jiān)測技術在城市空氣質量檢測中的應用能夠發(fā)揮非常大的積極作用，使得城市中空氣質量檢測的水平得到了提升，使得監(jiān)測工作實際具備的時效性及連續(xù)性都得到了加強，這對于城市的經濟發(fā)展及環(huán)境監(jiān)測工作的順利發(fā)展都是非常有幫助的，自動監(jiān)測技術為城市空氣質量管理提供了便利，能夠進一步促進城市空氣質量的改善，讓人們能夠生活在更加湛藍的天空下，呼吸更加潔凈、健康的空氣。

參考文獻

[1]趙宇.城市道邊空氣質量自動監(jiān)測系統(tǒng)設計[D].中國科學技術大學，2014.

[2]呂臻.城市空氣質量檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].鄭州大學，2014.

[3]張航.自動監(jiān)測技術在城市空氣質量監(jiān)測中的應用[A].自動化技術與冶金流程節(jié)能減排——全國冶金自動化信息網(wǎng)2008年會論文集[C].2008：3.

（作者單位：資陽市環(huán)境監(jiān)測中心站）