一、項(xiàng)目背景

1.1. 揚(yáng)塵形成原因及種類

揚(yáng)塵是由于地面上的塵土在風(fēng)力、人為帶動(dòng)及其他帶動(dòng)飛揚(yáng)而進(jìn)入大氣的開放性污染源，是環(huán)境空氣中總懸浮顆粒物的重要組成部分。粉粒體在輸送及加工過程中受到誘導(dǎo)空氣流、室內(nèi)通風(fēng)造成的流動(dòng)空氣及設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)生成的氣流，都會(huì)將粉粒體中的微細(xì)粉塵首先由粉粒體中分離而飛揚(yáng)，然后由于室內(nèi)空氣流動(dòng)而引起粉塵的擴(kuò)散，從而完成了從粉塵產(chǎn)生到擴(kuò)散的過程。

揚(yáng)塵分為多個(gè)種類，主要有道路揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵、堆場揚(yáng)塵等，根據(jù)相關(guān)介紹揚(yáng)塵屬于無組織污染源，防治系數(shù)較大，是國家環(huán)保部十三五規(guī)劃的重點(diǎn)課題，因此揚(yáng)塵治理非常有必要進(jìn)行，而精細(xì)化監(jiān)控和揚(yáng)塵管理就成了重中之重。

1.2. 政策解讀

國家政策

國wu院發(fā)布《大氣污染防治法行動(dòng)計(jì)劃》十條措施力促空氣質(zhì)量改善，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期全國大氣污染防治工作的行動(dòng)指南。《行動(dòng)計(jì)劃》確定了十項(xiàng)具體措施，首條既提出綜合整治城市揚(yáng)塵和餐飲油煙污染。

地方政策

為指導(dǎo)我市揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化精細(xì)管理，加強(qiáng)在線監(jiān)測監(jiān)控，市環(huán)保局組織編制了《揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)行技術(shù)要求（試行）》，為全市揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)行提供。

1.3. 揚(yáng)塵監(jiān)測中所面臨的問題

*要做：

1、揚(yáng)塵造成污染日益嚴(yán)重，必須采取相應(yīng)措施

2、綜合整治，改善空氣質(zhì)量

*面臨問題：

1、監(jiān)測設(shè)備繁多，選型困難，參數(shù)多樣

2、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)不同，安裝復(fù)雜

3、是否能與監(jiān)測平臺(tái)無縫對(duì)接

*如何做：

1、以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為建設(shè)基礎(chǔ)

2、多平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

3、降低成本，zui大化利用已有資源

二、建設(shè)方案

長期以來，對(duì)于建設(shè)工地?fù)P塵帶來的空氣質(zhì)量監(jiān)管方面，由于不能得到實(shí)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，或者收到舉報(bào)無法得到與事實(shí)相對(duì)應(yīng)的直接數(shù)據(jù)，一直是令政府監(jiān)管部門十分困擾的事情。

本方案提供了一種對(duì)工地楊塵（空氣中可吸入顆粒物）實(shí)時(shí)監(jiān)測而且具有視頻抓拍并存儲(chǔ)功能的解決方案。通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)可以對(duì)工地區(qū)域揚(yáng)塵進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測管理。項(xiàng)目的全面實(shí)施，可將所包含的范圍中所有的建設(shè)施工納入監(jiān)管范圍，真正實(shí)現(xiàn)有效管理和標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)法。

2.1揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)

揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，主要由感知層（現(xiàn)場端在線監(jiān)測設(shè)備）、傳輸層（傳輸網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用層（監(jiān)控中心）三個(gè)部分組成。

揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

1、感知層：污染源在線監(jiān)測儀，包括顆粒物濃度監(jiān)測儀、氣象五參數(shù)監(jiān)測儀、噪聲監(jiān)測儀和視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，對(duì)顆粒物濃度、氣象參數(shù)、噪聲和現(xiàn)場視頻進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)在線監(jiān)測；

2、傳輸層：采用有線、無線、3G等方式傳輸各種監(jiān)測數(shù)據(jù)；

3、應(yīng)用層：面向不同環(huán)保局、建筑工地的客戶端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于Web的污染源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控、污染源超標(biāo)報(bào)警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計(jì)分析。

在線監(jiān)測信息監(jiān)控管理平臺(tái)可支持各種終端平臺(tái)通過公網(wǎng)訪問，實(shí)現(xiàn)了基于Web的污染源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控(包括對(duì)前端云臺(tái)和攝像機(jī)的實(shí)時(shí)控制)、污染源超標(biāo)報(bào)警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計(jì)分析。

2.2揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)

揚(yáng)塵監(jiān)測智慧云平臺(tái)集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，通過光散射在線監(jiān)測儀、氣象參數(shù)監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、紅外球形攝像頭（具有視頻抓拍功能）和數(shù)據(jù)圖像視頻采集傳輸?shù)仍O(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、自動(dòng)監(jiān)測PM2.5、PM10、氣象參數(shù)、視頻等感知層獲取的原始數(shù)據(jù)及視頻記錄，并通過傳輸網(wǎng)絡(luò)在云平臺(tái)上對(duì)海量的專業(yè)數(shù)據(jù)及圖像視頻記錄進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析、整理，將結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成詳細(xì)信息實(shí)時(shí)在監(jiān)測終端或大屏幕進(jìn)行顯示，系統(tǒng)可同時(shí)向多個(gè)環(huán)保業(yè)務(wù)部門或多級(jí)、多個(gè)環(huán)境監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)原始環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)共享，形成一個(gè)統(tǒng)一協(xié)作又各司其職的*專項(xiàng)環(huán)境保護(hù)體系。

面對(duì)不同的用戶我們提供不同的數(shù)據(jù)服務(wù)，在遇到環(huán)境污染超標(biāo)時(shí)我們*時(shí)間通過數(shù)據(jù)、圖像取證以及視頻抓拍取證通知相關(guān)部門對(duì)該區(qū)域進(jìn)行督查，同時(shí)該區(qū)域污染排放負(fù)責(zé)人也能通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示以及視頻抓拍顯示*時(shí)間發(fā)現(xiàn)該問題并加以改善，實(shí)現(xiàn)了建筑工地?fù)P塵污染在線監(jiān)測、管理一體化，提升了科學(xué)管理的效率和能力。

2.3.揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢

針對(duì)大氣顆粒物污染進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并無縫對(duì)接監(jiān)控平臺(tái)，低成本滿足要求，基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)匯集不同區(qū)域、不同時(shí)段的監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻記錄，具有海量存儲(chǔ)空間，可進(jìn)行多維度、跨數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，便于管理與維護(hù)。

監(jiān)測終端系統(tǒng)集成多個(gè)參數(shù)，二十四小時(shí)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測以及視頻抓拍顯示，可進(jìn)行數(shù)據(jù)修約，系統(tǒng)數(shù)據(jù)超標(biāo)或異常或恒值及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警。

揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)基于對(duì)城市揚(yáng)塵污染監(jiān)控管理的需求而設(shè)計(jì)，技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：

1、監(jiān)測終端系統(tǒng)集成了總懸浮顆粒物、PM10、PM2.5、溫度、濕度、風(fēng)向和風(fēng)速等多個(gè)環(huán)境參數(shù)，24小時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測，全天候提供工地的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)、圖像、視頻記錄，超過報(bào)警值時(shí)還能自動(dòng)啟動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，進(jìn)行視頻抓拍記錄，具有多參數(shù)、實(shí)時(shí)性、智能化等特性；

2、通過傳感網(wǎng)、無線網(wǎng)、因特網(wǎng)這三大網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，快速便捷地更新實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)；

3、基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)匯集了不同區(qū)域、不同時(shí)段的監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻記錄，具有海量存儲(chǔ)空間，可進(jìn)行多維度、多時(shí)空的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，便于管理部門有序開展工作，同時(shí)也為建立工地環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)積累數(shù)據(jù)，以推動(dòng)對(duì)空氣污染的長效管理。

4、視頻優(yōu)勢：揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測儀的優(yōu)勢就在于其具有實(shí)時(shí)、自動(dòng)、智能的抓拍、存儲(chǔ)功能，而且還具有視頻揚(yáng)塵疊加功能。

三、揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

現(xiàn)場端（感知層）在線監(jiān)測設(shè)備采用天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司的ZWIN-VYC06揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集建筑工地?fù)P塵、噪聲、視頻、氣象、氣態(tài)污染物等數(shù)據(jù)，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)測中心服務(wù)器，通過后端服務(wù)器與軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用、報(bào)表打印等功能，并支持手機(jī)客戶端。

系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，通過光散射在線監(jiān)測儀、360^o球形攝像頭、氣象四參數(shù)采集設(shè)備和采集傳輸?shù)仍O(shè)備，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、自動(dòng)監(jiān)控顆粒物濃度；數(shù)據(jù)通過采用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以在智能移動(dòng)平臺(tái)、桌面PC機(jī)等多終端訪問；監(jiān)控平臺(tái)還具有多種統(tǒng)計(jì)和高濃度報(bào)警功能，可廣泛應(yīng)用在散貨堆場和碼頭、混凝土攪拌站以及工廠企業(yè)無組織排放的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)可以將兩個(gè)及以上工地通過無線路由器連接起來，顯示在一個(gè)服務(wù)器上，方便了運(yùn)營商的操作與管理。

下圖為揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)框圖：

HUB：集線器。“HUB”是“中心”的意思，集線器的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。

NVR是(Network Video Recorder即網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī))的縮寫。NVRzui主要的功能是通過網(wǎng)絡(luò)接收IPC(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流， 并進(jìn)行存儲(chǔ)、管理，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化帶來的分布式架構(gòu)優(yōu)勢。 簡單來說，通過NVR，可以同時(shí)觀看、瀏覽、回放、管理、存儲(chǔ)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。擺脫了電腦硬件的牽絆，再也不用面臨安裝軟件的繁瑣。  

數(shù)據(jù)傳輸單元DTU (Data Transfer unit)，是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無線終端設(shè)備。

路由器（Router）又稱網(wǎng)關(guān)設(shè)備（Gateway）是用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)子網(wǎng)時(shí)，可通過路由器的路由功能來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用*不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子網(wǎng)，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備。

四、云平臺(tái)介紹 

揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和揚(yáng)塵在線監(jiān)測。如下圖曹縣建筑工程管理局遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)（包括大屏幕，服務(wù)器機(jī)柜，軟件平臺(tái)，硬件設(shè)備）：

4.1系統(tǒng)登錄

輸入，進(jìn)入智易時(shí)代揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)的登錄界面，用戶需要輸入用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，如圖所示：

登陸進(jìn)入揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)界面顯示分為兩部分，左側(cè)為實(shí)時(shí)視頻畫面，右側(cè)為平臺(tái)主頁面，其中主頁面包含6個(gè)功能模塊，分別是實(shí)時(shí)監(jiān)測、點(diǎn)位管理、數(shù)據(jù)查詢、趨勢分析、報(bào)警記錄、用戶管理。

4.2實(shí)時(shí)監(jiān)測

通過系統(tǒng)首頁左側(cè)主菜單可以查看到系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息，利用GIS地圖位置呈現(xiàn)功能，可結(jié)合電子地圖確切的知道每個(gè)設(shè)備所在位置，通過點(diǎn)擊地圖上的設(shè)備圖標(biāo)可查看設(shè)備所配備各項(xiàng)傳感器采集的實(shí)時(shí)監(jiān)測因子，包括顆粒物、氣象參數(shù)、視頻等，雙擊視頻播放界面可以實(shí)現(xiàn)放大或縮小，方便用戶直觀查看區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測點(diǎn)的部署情況和環(huán)境質(zhì)量狀況，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)，遠(yuǎn)程，自動(dòng)監(jiān)控顆粒物濃度以及現(xiàn)場視頻、圖像的采集功能，而且還具有視頻揚(yáng)塵疊加功能。

實(shí)時(shí)視頻畫面可查看現(xiàn)場實(shí)時(shí)狀況，如下圖所示：

可以在視頻上疊加點(diǎn)位名稱以及各實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)記錄，既方便又直觀，如下圖所示：

4.3點(diǎn)位管理

在主菜單欄的第二項(xiàng)功能模塊是點(diǎn)位管理，點(diǎn)開點(diǎn)位管理欄，我們可以看到在表格的上方是添加點(diǎn)位的選擇，可根據(jù)需要添加點(diǎn)位，按要求填入序號(hào)，點(diǎn)位編號(hào)，點(diǎn)位名稱，詳細(xì)地址，并在啟用設(shè)備一欄打上對(duì)勾啟動(dòng)設(shè)備，還可以在地理位置一欄選擇查看與變更選項(xiàng)， 導(dǎo)出數(shù)據(jù)打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式，下一欄是添加時(shí)間，以及相關(guān)操作包括：編輯、刪除、預(yù)警設(shè)置，如圖所示：

4.4歷史數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù)查詢功能，用戶通過設(shè)置時(shí)間類型、點(diǎn)位名稱、查詢時(shí)間選項(xiàng)后，即可查看到所選擇點(diǎn)位的歷史數(shù)據(jù)信息，包括各項(xiàng)監(jiān)測因子、數(shù)據(jù)更新時(shí)間等，查詢結(jié)果支持選用EXCEL文檔形式導(dǎo)出。

4.5趨勢分析

數(shù)據(jù)展示支持折線圖、柱狀圖、表格等多種形式，展示的內(nèi)容為各項(xiàng)監(jiān)測因子濃度的實(shí)時(shí)與歷史分鐘值、小時(shí)值，方便用戶查看時(shí)間段內(nèi)各項(xiàng)監(jiān)測因子變化趨勢，同時(shí)可以進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)位之間的各項(xiàng)參數(shù)的對(duì)比分析，用戶可以自主設(shè)定展示的時(shí)間區(qū)間，導(dǎo)出打印時(shí)支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。

4.6報(bào)警記錄設(shè)置

污染物濃度預(yù)警設(shè)置，是針對(duì)污染物一旦超過某一數(shù)值系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給使用者發(fā)送預(yù)警提示信息，一旦各項(xiàng)監(jiān)測因子濃度出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)超標(biāo)報(bào)警，當(dāng)達(dá)到預(yù)警設(shè)置后會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這個(gè)報(bào)警記錄欄是便于在報(bào)警以后查看分析，如圖所示：

通過報(bào)警記錄，可以清楚知道發(fā)出報(bào)警的點(diǎn)位名稱，報(bào)警時(shí)間以及各個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)的比較，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：實(shí)時(shí)數(shù)值、限值以及倍數(shù)，查看數(shù)據(jù)清楚明白直觀，而且用戶數(shù)據(jù)收集報(bào)警記錄還可以儲(chǔ)存一段時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)隨時(shí)查詢分析，也可以和之前、之后的數(shù)據(jù)、或者和其他點(diǎn)位做對(duì)比。

4.7用戶管理

對(duì)于不同的角色設(shè)置相應(yīng)權(quán)限管理，一個(gè)角色關(guān)聯(lián)了一套操作權(quán)限。系統(tǒng)共提供了三種操作權(quán)限。

系統(tǒng)用戶：擁有系統(tǒng)的所有功能操作權(quán)限；

管理用戶：擁有部分業(yè)務(wù)相關(guān)的功能操作權(quán)限；

普通用戶：只能進(jìn)行系統(tǒng)中相關(guān)內(nèi)容的查詢操作。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別操作人員對(duì)數(shù)據(jù)訪問范圍和數(shù)據(jù)讀寫性的嚴(yán)格控制，建立統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)所有用戶的身份管理，包括用戶個(gè)人身份信息、角色信息、電子、個(gè)人賬號(hào)和密碼。

五、硬件設(shè)備

5.1 ZWIN—VYC06揚(yáng)塵視頻在線監(jiān)測儀

智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司視頻揚(yáng)塵自動(dòng)在線監(jiān)測設(shè)備主要應(yīng)用到的技術(shù)有：激光技術(shù)，微光電探測、微機(jī)控制技術(shù)和視頻抓拍技術(shù)。以激光散射技術(shù)的空氣顆粒測量儀具有多方面的優(yōu)點(diǎn)：半導(dǎo)體激光使用壽命長，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，故能降低系統(tǒng)的制作要求；微光電探測的應(yīng)用，要求光電探測器的響應(yīng)度高，線性度好，適合長時(shí)間工作的穩(wěn)定性要好；微機(jī)技術(shù)控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，協(xié)調(diào)激光的光穩(wěn)定調(diào)制，協(xié)調(diào)氣泵的氣流穩(wěn)定控制，并且通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)顯示反映粒子顆粒的濃度，根據(jù)溫度、濕度等多個(gè)氣象參數(shù)進(jìn)行揚(yáng)塵排放濃度的數(shù)據(jù)修正。系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)小于2.5um（PM2.5），小于10um（PM10）粒徑范圍的粒子進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，提供衡量工地?fù)P塵排放環(huán)境質(zhì)量的數(shù)字指標(biāo)。

5.1.1工作原理

揚(yáng)塵視頻監(jiān)測儀設(shè)備使用激光散射法測量揚(yáng)塵濃度。用精密流量控制的真空泵吸入大氣中的測試氣體送至傳感器測量組件。傳感器測量組件是以Gustav Mie粒子光散射理論為基礎(chǔ)，結(jié)合微光電探測技術(shù)而制作的一套完整的空氣顆粒分布濃度測量系統(tǒng)。

揚(yáng)塵監(jiān)測原理圖如下：

近年來，國外的激光在線粒度測量技術(shù)發(fā)展迅速，因?yàn)槠渚哂羞B續(xù)自動(dòng)取樣、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)顯示報(bào)告、維護(hù)簡便、可大規(guī)模應(yīng)用、數(shù)據(jù)有代表性以及高性價(jià)比等特點(diǎn)。另外由光能分布反演計(jì)算出顆粒粒度分布的可靠準(zhǔn)確算法，尤其是對(duì)多峰和窄分布顆粒樣品的反演，也是國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。國外在用動(dòng)態(tài)光散射粒度儀來測量納米顆粒方面做了很大的努力并已有產(chǎn)品面世，而國內(nèi)少數(shù)廠家正在研發(fā)這一技術(shù)。

在這個(gè)領(lǐng)域，正在研制和開發(fā)更*進(jìn)的取樣和分散裝置(PM2.5和PM10同時(shí)監(jiān)測)，提高在線激光粒度儀的測試精度，使在線與離線的測量結(jié)果相吻合,提升工業(yè)在線安裝和應(yīng)用的安全性及穩(wěn)定性；可以預(yù)計(jì)，在線粒度測量與監(jiān)測的發(fā)展將會(huì)給相關(guān)粉體工業(yè)帶來巨大的效益和變革，激光在線測試技術(shù)將成為顆粒測試領(lǐng)域競爭的焦點(diǎn)并將會(huì)被逐步推廣和應(yīng)用。

新技術(shù)革命的到來，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。一個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，首先依賴于感知元件的準(zhǔn)確，因此可以說，優(yōu)良的激光散射揚(yáng)塵監(jiān)測傳感器，是本次項(xiàng)目前端設(shè)備關(guān)鍵所在，因此我們的前端監(jiān)測設(shè)備采用的揚(yáng)塵傳感器的核心部件均為進(jìn)口件。結(jié)合智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司專業(yè)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出于工地現(xiàn)場進(jìn)行揚(yáng)塵監(jiān)測的揚(yáng)塵濃度測量傳感組件。

5.1.2技術(shù)指標(biāo)

供電方式：市政（220V）供電；

工作環(huán)境溫度要求：-20ºC-55ºC；

工作環(huán)境濕度要求：15%RH-95%RH；

PM10測量范圍：0~10000µg/m³；

檢出限：20µg/m³；  分辨率：1µg/m³

溫度測量范圍：-20ºC-55ºC，

檢出限：1ºC，  zui小分辨率：±1ºC；

濕度測量范圍：5%~95%RH，

檢出限：1%RH，  zui小分辨率：±1%RH；

風(fēng)向測量范圍：0~359º，

測量精度：±5º

5.1.3功能特點(diǎn)

1）采用激光散射法對(duì)顆粒物濃度進(jìn)行測量；

2）整點(diǎn)、連續(xù)、實(shí)時(shí)三種采樣模式，而且具有視頻抓拍并存儲(chǔ)的功能；

3）具有標(biāo)準(zhǔn)方法校準(zhǔn)及自修正校準(zhǔn)組合式校準(zhǔn)功能；

4）體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便，可方便進(jìn)行點(diǎn)位遷移；

5）具有設(shè)備信息管理、數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)質(zhì)控功能，方便大批量設(shè)備運(yùn)行管理。

6）監(jiān)測設(shè)備因故障不能正常使用，在軟件平臺(tái)中具有自動(dòng)報(bào)警功能，便于管理和維護(hù)；

7）具有GPS定位，無線數(shù)據(jù)傳輸功能；

8）利用擴(kuò)散式測量技術(shù)，避免采樣過程中吸附及材料干擾；

9）具有量程漂移及交叉干擾自修正功能。

5.1.4視頻疊加效果圖

可實(shí)時(shí)調(diào)出監(jiān)控畫面，既顯示點(diǎn)位名稱，又可在視頻中疊加各項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)管理。

5.1.5內(nèi)部結(jié)構(gòu)

視頻監(jiān)控儀內(nèi)部圖                                              揚(yáng)塵監(jiān)測儀內(nèi)部圖

5.2. β射線法顆粒物監(jiān)測儀 

ZWIN-BYC06型β射線分析儀/顆粒物濃度監(jiān)測儀采用了β射線衰減的原理對(duì)粒子進(jìn)行監(jiān)測，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境大氣中PM2.5、PM10、TSP顆粒物的濃度水平。該儀器長期廣泛適用于環(huán)境空氣顆粒物的濃度監(jiān)測，如PM10，PM2.5，TSP（選配不同的采樣切割頭）等，該儀器是目前國內(nèi)各地使用zui成功的一套監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)。

5.2.1工作原理

顆粒物（PM10/PM2.5）監(jiān)測儀是根據(jù)β射線吸收原理設(shè)計(jì)的。β射線是一種高速電子流，當(dāng)它穿透物質(zhì)后，部分被吸收，導(dǎo)致強(qiáng)度衰減。在一定條件下，其衰減量的大小僅與吸收物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，而與吸收物質(zhì)的其它物化特性（如顆粒物分散度、顏色、光澤、形狀等）無關(guān)，所以能直接測量大氣顆粒物的質(zhì)量濃度。將強(qiáng)度恒定的β射線源在顆粒物采集前后分別兩次穿過清潔濾紙和采集有顆粒物的濾紙，根據(jù)兩次β射線被吸收的變化量來求得收集在濾紙上的顆粒物的質(zhì)量。用閃爍計(jì)數(shù)器作為檢測器對(duì)β射線通量進(jìn)行計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)頻率的變化可表征β射線強(qiáng)度的變化，測量結(jié)果只取決于兩次計(jì)數(shù)的比值和質(zhì)量吸收系數(shù)，與β源的原始強(qiáng)度無關(guān)。

射線法顆粒物濃度監(jiān)測儀 原理框圖

LCD ( Liquid Crystal Display 的簡稱)液晶顯示器。LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT(薄膜晶體管)，上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過TFT上的信號(hào)與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。

中央處理器（CPU，英語：Central Processing Unit），是電子計(jì)算機(jī)的主要設(shè)備之一，電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。電腦中所有操作都由CPU負(fù)責(zé)讀取指令，對(duì)指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。

5.2.2功能特點(diǎn)

1）采用β射線吸收原理進(jìn)行測量，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠；

2）儀器體積小、內(nèi)置采樣泵，在戶外運(yùn)行，無需建設(shè)站房；

3）整點(diǎn)、連續(xù)、實(shí)時(shí)三種采樣模式；

4）小時(shí)值采樣時(shí)間不少于45分鐘，日均值采樣時(shí)間不少于20個(gè)小時(shí)；

5）觸摸液晶顯示分析儀采用5.7寸大屏幕液晶顯示，全中文菜單、Windows圖形界面，操作方便；

6）過程記錄可存儲(chǔ)近期有效的校準(zhǔn)或維護(hù)過程的歷史信息，含USB接口，方便數(shù)據(jù)導(dǎo)出；

7）RS232數(shù)字輸出，可通過數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)遙控監(jiān)測；

8）具有自動(dòng)除濕和溫度補(bǔ)償功能；

9）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嵌入式計(jì)算機(jī)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)控制運(yùn)行；

10）*的ODH外部動(dòng)態(tài)露點(diǎn)控制系統(tǒng)，提高了氣溶膠傳輸效率；

11）監(jiān)測儀*的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采樣與分析在同一通道，避免了走紙?jiān)斐烧`差；

12）監(jiān)測儀能提供各種在線的運(yùn)行參數(shù)，可輸出至上位機(jī)，也可接受指令運(yùn)行；

13）采用質(zhì)量流量計(jì)測量流量，恒定流量采樣，保證了測量精度；

14）內(nèi)部故障自動(dòng)診斷和報(bào)警提示，也可以通過遠(yuǎn)程診斷并修復(fù)錯(cuò)誤；

15）系統(tǒng)斷電后來電自動(dòng)重新啟動(dòng)，恢復(fù)正常工作。

5.2.3技術(shù)指標(biāo)

工作環(huán)境溫度要求：-20ºC-55ºC；

工作環(huán)境濕度要求：15%RH-95%RH；

zui低檢出限：5µg/m³；

平行性：≤5µg/m³（監(jiān)測日均值小于70µg/m³），≤7%（監(jiān)測日均值大于70µg/m³）；

校準(zhǔn)膜重復(fù)性：±2%校準(zhǔn)膜標(biāo)稱值；

測量范圍：0~10000µg/m³；

采樣流量穩(wěn)定性（24小時(shí)）：±2%；

采樣流量準(zhǔn)確度（1小時(shí)）：±2%；

空白濾紙重復(fù)性：≤1%

5.3對(duì)比分析

光散射法與其他測量方式對(duì)比表格如下：

天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司的前端監(jiān)測設(shè)備以激光散射法作為技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)通過與國控點(diǎn)的揚(yáng)塵數(shù)據(jù)比對(duì)，內(nèi)置了一套對(duì)于溫度、濕度、氣壓的修正模型的算法。通過監(jiān)測設(shè)備內(nèi)置的溫濕度傳感器采集現(xiàn)場的溫濕度數(shù)據(jù)，對(duì)揚(yáng)塵排放濃度值進(jìn)行校準(zhǔn)與補(bǔ)償計(jì)算從而形成真實(shí)、實(shí)時(shí)的工地的揚(yáng)塵監(jiān)測數(shù)據(jù)。

經(jīng)過長時(shí)間和大量工地現(xiàn)場的數(shù)據(jù)對(duì)比，天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司監(jiān)測設(shè)備與國控點(diǎn)發(fā)布的PM10數(shù)據(jù)對(duì)比誤差已控制在20%以內(nèi)。設(shè)備修正后數(shù)據(jù)與國控點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比情況表如下：

六、成功案例

建筑工地現(xiàn)場監(jiān)測

工地?fù)P塵在線監(jiān)測（β射線顆粒物監(jiān)測儀）