ZWIN-AOMSM06 便携式空气质量在线监测系统

ZWIN-AOMSM06 便携式空气质量在线监测系统是一款用于提供室外空气污染物实时、准确检测的经济型产品，以“测-控”为核心，采用泵吸式采样方式，分别利用电化学法原理的气体传感器与激光散射法原理的颗粒物传感器对PM2.5、PM10、TSP、O2等被监测物质进行实时检测，同时系统集成气象模块对监测环境中的温度、湿度、风速、风向等气象参数进行同步监控现场实时环境，设备可以给网格化平台提供强大的数据基础，而且能根据现场情况进行数据校准，确保其具有最佳的数据准确性、可靠性、真实性。

功能特点：

（1）全自动测量，一体式设计，重量轻，便于携带。

（2）可同时检测PM2.5、PM10、TSP、O2、气象五参数等参数，检测精度高，重复性好。

（3）配有高精度传感器和长寿命负压采样泵，实现与环境空气等流速抽取方式，确保数据更加准确。

（4）配有检测界面，开机预热一分钟后出数据，简化操作步骤，方便执法人员操作。

（5）采用触摸式7英寸LED全彩屏。内置功能颇多，便于后期对超标的数据查询。

（6）采用超低功耗设计，可连续工作8h，支持快充功能。

（7）内置8G大容量存储空间，可通过SD卡读卡器以excel形式导出

（8）检测过程对工作人员没有任何不良影响。

（9）配有蓝牙打印机，现场即可打印检测数据。

（10）设备配有前端收集预过滤装置，在确保设备数值准确稳定的前提下，避免了核心传感器的污染，提高了核心零部件的寿命。

（11）设备预留升级接口，可支持客户未来功能升级拓展。

（12）环氧树脂外壳及漏电保护隔离设计，抗干扰能力强，标配高负压进口抽气泵。

（13）设备具有数据报警功能，污染物数据有一项异常时设备报警展示。

气体（SO2、NO2、CO、O3）检测原理：电化学原理

电化学传感器的最简单形式是两电极——工作电极和对电极，它们被一层很薄的电解液隔开，并与一个低阻的外部电路相连。气体透过多孔透气膜（Capillary Diffusion Barrier）作用于工作电极（S）表面，经氧化或还原反应，引起电流通过外部电路在两极之间流动，该电流与气体浓度成正比，可以通过外部电路上的负载电阻测得。

为了保证测量结果的准确性，工作电极（S）必须被限定在一个特定的电位。然而，当气体浓度增加时，电流也随之增加，使极化电极——对电极（C）的电位发生变化。由于工作电极（S）与对电极（C）之间是通过外电路负载电阻相连的，所以当对电极（C）电位发生变化时，工作电极（S）的电位也会随之发生变化。如果气体浓度继续上升，工作电极（S）的电位将最终超出它的允许范围，导致传感器的线性遭到破坏，影响测量的准确性。为了克服这种现象，就要加入参比电极（R）及外部的恒电位电路，使工作电极（S）保持在一个与参比电极（R）相对稳定的电位。由于参比电极（R）不汲取电流，所以两个电极都可以保持一个恒定的电位，而对电极（C）依旧可以自由的极化，不会影响工作电极（S）的电位，减少了对传感器的限制，所以这种三电极的传感器测量范围非常宽，而且灵敏度很高，可以测定到ppm水平。

恒电位电解式传感器应用电路实例

此外，恒电位电解式传感器可以通过选择不同的催化剂，来测定不同的气体。每种气体在工作电极（S）产生的氧化或还原反应都可以用标准的化学公式来描述，以一氧化碳传感器为例：Carbon Monoxide (CO):

CO + H₂O ®CO₂ + 2H⁺ + 2e^-

其它传感器：

　　Hydrogen Sulphide (H₂S):　　　　　H₂S + 4H₂O ®H₂SO₄ + 8H⁺ + 8e^-

　　SulphurDioxide (SO₂):　　　　　　　SO₂ + 2H₂O ®H₂SO₄ + 2H⁺ + 2e^-

　　Nitric oxide (NO):　　　　　　　　NO + 2H₂O ®HNO₃ + 3H⁺ + 3e^-

　　Nitrogen dioxide (NO₂):　　　　　　NO₂ + 2H⁺ +2e^- ®NO +H₂O

　　Hydrogen (H₂):　　　　　　　　　　H₂ ®2H⁺ + 2e^-

　　Chlorine (Cl₂):　　　　　　　　　Cl₂ + 2H⁺ + 2e^- ®2HCl

　　Hydrogen Cyanide (HCN):　　　　　2HCN +Au ®HAu(CN)₂ + H⁺ +e^-

　　Ethylene Oxide (C₂H₄O):　　　　　C₂H₄O + 2H₂O ®C₂H₄O₃ + 4H⁺ +4e^-

　　Ammonia (NH3):　　　　　　　　　12NH₃ + I₂ + 6H₂O ®2IO₃^- + 12NH₄⁺ + 10e^-

在对电极（C）上的反应与工作电极（S）的反应响抵。如果在工作极上发生氧化反应，氧气减少，在对电极上形成水；反之，如果在工作极上发生还原反应，对电极上的水将被氧化。在对电极上的反应为：

½O₂ + 2H⁺ + 2e^- ®H₂O

将两个电极的反应概括起来（以一氧化碳为例）可以写成：

2CO + O₂ ®2CO₂

由上式可以看出，氧化或还原反应的燃料是由气体向传感器提供的，并产生一个释放气体。换句话说，传感器只是一个供给反应用的催化剂。

颗粒物（PM2.5、PM10）检测原理——激光散射法

激光散射法测定颗粒物的原理‌是基于‌光散射理论。当激光束通过含有颗粒物的气体时，颗粒物会阻挡光束，导致光束发生散射。散射光的传播方向与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ的大小与颗粒的大小有关。颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。通过测量不同角度上的散射光的强度，可以推算出颗粒的‌粒径分布。

对于光束上某一散射角，散射光能和相机响应灰度值关系为：

对于光束上所有的散射角，散射光能和相机响应灰度值关系为：