一、項目背景

1.1. 揚塵形成原因及種類

揚塵是由于地面上的塵土在風(fēng)力、人為帶動及其他帶動飛揚而進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)造成的流動空氣及設(shè)備運動部件轉(zhuǎn)動生成的氣流，都會將粉粒體中的微細(xì)粉塵首先由粉粒體中分離而飛揚，然后由于室內(nèi)空氣流動而引起粉塵的擴散，從而完成了從粉塵產(chǎn)生到擴散的過程。

揚塵分為多個種類，主要有道路揚塵、施工揚塵、堆場揚塵等，根據(jù)相關(guān)介紹揚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)劃的重點課題，因此揚塵治理非常有必要進行，而精細(xì)化監(jiān)控和揚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計劃》十條措施力促空氣質(zhì)量改善，是當(dāng)前和今后一個時期全國大氣污染防治工作的行動指南。《行動計劃》確定了十項具體措施，首條既提出綜合整治城市揚塵和餐飲油煙污染。

地方政策

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

1.3. 揚塵監(jiān)測中所面臨的問題

*要做：

1、揚塵造成污染日益嚴(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)測平臺無縫對接

*如何做：

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

2、多平臺實時監(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，由于不能得到實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，或者收到舉報無法得到與事實相對應(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工地楊塵（空氣中可吸入顆粒物）實時監(jiān)測而且具有視頻抓拍并存儲功能的解決方案。通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)可以對工地區(qū)域揚塵進行實時有效的監(jiān)測管理。項目的全面實施，可將所包含的范圍中所有的建設(shè)施工納入監(jiān)管范圍，真正實現(xiàn)有效管理和標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)法。

2.1揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)

揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個物聯(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）三個部分組成。

揚塵在線監(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)控攝像機，對顆粒物濃度、氣象參數(shù)、噪聲和現(xiàn)場視頻進行連續(xù)自動在線監(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)，實現(xiàn)基于Web的污染源實時數(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)報警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計分析。

在線監(jiān)測信息監(jiān)控管理平臺可支持各種終端平臺通過公網(wǎng)訪問，實現(xiàn)了基于Web的污染源實時數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，現(xiàn)場圖像和視頻的監(jiān)控(包括對前端云臺和攝像機的實時控制)、污染源超標(biāo)報警、以及面向不同管理層的各種管理與統(tǒng)計分析。

2.2揚塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)

揚塵監(jiān)測智慧云平臺集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術(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，實現(xiàn)實時、遠(yuǎn)程、自動監(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)在云平臺上對海量的專業(yè)數(shù)據(jù)及圖像視頻記錄進行存儲、處理、分析、整理，將結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成詳細(xì)信息實時在監(jiān)測終端或大屏幕進行顯示，系統(tǒng)可同時向多個環(huán)保業(yè)務(wù)部門或多級、多個環(huán)境監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)原始環(huán)境自動監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)共享，形成一個統(tǒng)一協(xié)作又各司其職的*專項環(huán)境保護體系。

面對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)時我們*時間通過數(shù)據(jù)、圖像取證以及視頻抓拍取證通知相關(guān)部門對該區(qū)域進行督查，同時該區(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*時間發(fā)現(xiàn)該問題并加以改善，實現(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.揚塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢

針對大氣顆粒物污染進行實時監(jiān)控并無縫對接監(jiān)控平臺，低成本滿足要求，基于云計算的數(shù)據(jù)中心平臺匯集不同區(qū)域、不同時段的監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻記錄，具有海量存儲空間，可進行多維度、跨數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，便于管理與維護。

監(jiān)測終端系統(tǒng)集成多個參數(shù)，二十四小時實時在線監(jiān)測以及視頻抓拍顯示，可進行數(shù)據(jù)修約，系統(tǒng)數(shù)據(jù)超標(biāo)或異常或恒值及時預(yù)報預(yù)警。

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

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)速等多個環(huán)境參數(shù)，24小時在線連續(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，超過報警值時還能自動啟動監(jiān)控設(shè)備，進行視頻抓拍記錄，具有多參數(shù)、實時性、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)，快速便捷地更新實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；

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

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

三、揚塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

現(xiàn)場端（感知層）在線監(jiān)測設(shè)備采用天津智易時代科技發(fā)展有限公司的ZWIN-VYC06揚塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)實時采集建筑工地?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)器與軟件平臺實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實時查看、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用、報表打印等功能，并支持手機客戶端。

系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術(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，實現(xiàn)了實時、遠(yuǎn)程、自動監(jiān)控顆粒物濃度；數(shù)據(jù)通過采用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以在智能移動平臺、桌面PC機等多終端訪問；監(jiān)控平臺還具有多種統(tǒng)計和高濃度報警功能，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)無組織排放的實時監(jiān)控。

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

下圖為揚塵視頻在線監(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接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時把所有節(jié)點集中在以它為中心的節(jié)點上。

NVR是(Network Video Recorder即網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機)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)設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流， 并進行存儲、管理，從而實現(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，可以同時觀看、瀏覽、回放、管理、存儲多個網(wǎng)絡(luò)攝像機。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）是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個單獨的網(wǎng)絡(luò)或者一個子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，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、云平臺介紹 

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

4.1系統(tǒng)登錄

輸入，進入智易時代揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺的登錄界面，用戶需要輸入用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，如圖所示：

登陸進入揚塵視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)界面顯示分為兩部分，左側(cè)為實時視頻畫面，右側(cè)為平臺主頁面，其中主頁面包含6個功能模塊，分別是實時監(jiān)測、點位管理、數(shù)據(jù)查詢、趨勢分析、報警記錄、用戶管理。

4.2實時監(jiān)測

通過系統(tǒng)首頁左側(cè)主菜單可以查看到系統(tǒng)實時監(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設(shè)備所在位置，通過點擊地圖上的設(shè)備圖標(biāo)可查看設(shè)備所配備各項傳感器采集的實時監(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)測點的部署情況和環(huán)境質(zhì)量狀況，實現(xiàn)了實時，遠(yuǎn)程，自動監(jiān)控顆粒物濃度以及現(xiàn)場視頻、圖像的采集功能，而且還具有視頻揚塵疊加功能。

實時視頻畫面可查看現(xiàn)場實時狀況，如下圖所示：

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

4.3點位管理

在主菜單欄的第二項功能模塊是點位管理，點開點位管理欄，我們可以看到在表格的上方是添加點位的選擇，可根據(jù)需要添加點位，按要求填入序號，點位編號，點位名稱，詳細(xì)地址，并在啟用設(shè)備一欄打上對勾啟動設(shè)備，還可以在地理位置一欄選擇查看與變更選項， 導(dǎo)出數(shù)據(jù)打印時支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式，下一欄是添加時間，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)置時間類型、點位名稱、查詢時間選項后，即可查看到所選擇點位的歷史數(shù)據(jù)信息，包括各項監(jiān)測因子、數(shù)據(jù)更新時間等，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)容為各項監(jiān)測因子濃度的實時與歷史分鐘值、小時值，方便用戶查看時間段內(nèi)各項監(jiān)測因子變化趨勢，同時可以進行監(jiān)測點位之間的各項參數(shù)的對比分析，用戶可以自主設(shè)定展示的時間區(qū)間，導(dǎo)出打印時支持選用JPG圖片、PDF、EXCEL、WORD文檔多種格式。

4.6報警記錄設(shè)置

污染物濃度預(yù)警設(shè)置，是針對污染物一旦超過某一數(shù)值系統(tǒng)會自動給使用者發(fā)送預(yù)警提示信息，一旦各項監(jiān)測因子濃度出現(xiàn)異常波動時，系統(tǒng)啟動超標(biāo)報警，當(dāng)達到預(yù)警設(shè)置后會發(fā)出報警信號，這個報警記錄欄是便于在報警以后查看分析，如圖所示：

通過報警記錄，可以清楚知道發(fā)出報警的點位名稱，報警時間以及各個監(jiān)測數(shù)據(jù)的比較，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：實時數(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)收集報警記錄還可以儲存一段時間，在一定時間內(nèi)隨時查詢分析，也可以和之前、之后的數(shù)據(jù)、或者和其他點位做對比。

4.7用戶管理

對于不同的角色設(shè)置相應(yīng)權(quán)限管理，一個角色關(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：只能進行系統(tǒng)中相關(guān)內(nèi)容的查詢操作。

系統(tǒng)實現(xiàn)不同級別操作人員對數(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)一用戶管理平臺實現(xiàn)所有用戶的身份管理，包括用戶個人身份信息、角色信息、電子、個人賬號和密碼。

五、硬件設(shè)備

5.1 ZWIN—VYC06揚塵視頻在線監(jiān)測儀

智易時代科技發(fā)展有限公司視頻揚塵自動在線監(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：半導(dǎo)體激光使用壽命長，設(shè)計結(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，適合長時間工作的穩(wěn)定性要好；微機技術(shù)控制整個系統(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，并且通過計算統(tǒng)計顯示反映粒子顆粒的濃度，根據(jù)溫度、濕度等多個氣象參數(shù)進行揚塵排放濃度的數(shù)據(jù)修正。系統(tǒng)可同時對小于2.5um（PM2.5），小于10um（PM10）粒徑范圍的粒子進行分類統(tǒng)計，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

揚塵視頻監(jiān)測儀設(shè)備使用激光散射法測量揚塵濃度。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，因為其具有連續(xù)自動取樣、抗干擾能力強、實時顯示報告、維護簡便、可大規(guī)模應(yīng)用、數(shù)據(jù)有代表性以及高性價比等特點。另外由光能分布反演計算出顆粒粒度分布的可靠準(zhǔn)確算法，尤其是對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。國外在用動態(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)。

在這個領(lǐng)域，正在研制和開發(fā)更*進的取樣和分散裝置(PM2.5和PM10同時監(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，在線粒度測量與監(jiān)測的發(fā)展將會給相關(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)域競爭的焦點并將會被逐步推廣和應(yīng)用。

新技術(shù)革命的到來，世界開始進入信息時代。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)良的激光散射揚塵監(jiān)測傳感器，是本次項目前端設(shè)備關(guān)鍵所在，因此我們的前端監(jiān)測設(shè)備采用的揚塵傳感器的核心部件均為進口件。結(jié)合智易時代科技發(fā)展有限公司專業(yè)團隊的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出于工地現(xiàn)場進行揚塵監(jiān)測的揚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

1）采用激光散射法對顆粒物濃度進行測量；

2）整點、連續(xù)、實時三種采樣模式，而且具有視頻抓拍并存儲的功能；

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、安裝維護方便，可方便進行點位遷移；

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)備運行管理。

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

7）具有GPS定位，無線數(shù)據(jù)傳輸功能；

8）利用擴散式測量技術(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

可實時調(diào)出監(jiān)控畫面，既顯示點位名稱，又可在視頻中疊加各項實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(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射線衰減的原理對粒子進行監(jiān)測，可以實時監(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。用閃爍計數(shù)器作為檢測器對β射線通量進行計數(shù)，其計數(shù)頻率的變化可表征β射線強度的變化，測量結(jié)果只取決于兩次計數(shù)的比值和質(zhì)量吸收系數(shù)，與β源的原始強度無關(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上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。

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

5.2.2功能特點

1）采用β射線吸收原理進行測量，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠；

2）儀器體積小、內(nèi)置采樣泵，在戶外運行，無需建設(shè)站房；

3）整點、連續(xù)、實時三種采樣模式；

4）小時值采樣時間不少于45分鐘，日均值采樣時間不少于20個小時；

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）過程記錄可存儲近期有效的校準(zhǔn)或維護過程的歷史信息，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)采集儀進行計算機遠(yuǎn)程通訊，實現(xiàn)遙控監(jiān)測；

8）具有自動除濕和溫度補償功能；

9）具有自主知識產(chǎn)權(quán)的嵌入式計算機和實時操作系統(tǒng)控制運行；

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

11）監(jiān)測儀*的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采樣與分析在同一通道，避免了走紙造成誤差；

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

13）采用質(zhì)量流量計測量流量，恒定流量采樣，保證了測量精度；

14）內(nèi)部故障自動診斷和報警提示，也可以通過遠(yuǎn)程診斷并修復(fù)錯誤；

15）系統(tǒng)斷電后來電自動重新啟動，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）：±2%；

采樣流量準(zhǔn)確度（1小時）：±2%；

空白濾紙重復(fù)性：≤1%

5.3對比分析

光散射法與其他測量方式對比表格如下：

天津智易時代科技發(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)，同時通過與國控點的揚塵數(shù)據(jù)比對，內(nèi)置了一套對于溫度、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)，對揚塵排放濃度值進行校準(zhǔn)與補償計算從而形成真實、實時的工地的揚塵監(jiān)測數(shù)據(jù)。

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

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）