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环境空气质量监测智能站房

环境空气质量监测智能站房

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站房的组成

站房包含缓冲间、监测设备间和采样平台共 3 个部分。

其中,空气监测站房主要由站房舱体及附件、温控系统、监控系统、内部配电、消防设备、防雷系统、动环系统、辅助设施等组成(便于维护、方便安全)。

监测站房尺寸

站房外部尺寸:7600mm×3200mm×3000mm

站房内部部尺寸:7400mm×3000mm×2800mm

注:具体尺寸可根据客户实际需求非标定制。

 

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智易时代环境空气质量监测智能站房

智能站房通过集成物联网、大数据、云计算等现代信息技术手段,实现了对监测设备的智能化管理、对监测数据的实时分析和对运维流程的远程化操作,显著提高了环境空气质量监测的效率;

城市环境空气质量监测点位站房

  • 站房的组成

站房包含缓冲间、监测设备间和采样平台共 3 个部分。

其中,空气监测站房主要由站房舱体及附件、温控系统、监控系统、内部配电、消防设备、防雷系统、动环系统、辅助设施等组成(便于维护、方便安全)。

  • 监测站房尺寸

站房外部尺寸:7600mm×3200mm×3000mm

站房内部部尺寸:7400mm×3000mm×2800mm

注:具体尺寸可根据客户实际需求非标定制。

  • 站房核心组件选型

环境空气质量监测智能站房选用彩钢夹芯板组装而成,具有安装灵活、结构可靠的特性。站房保温材料达到A 级耐火等级。站房的外露包角采用铝合金件。铝合金件或喷涂三防底漆和面漆等多种形式达到三防要求,提高此站房对环境适应能力。

城市环境空气质量监测点位站房

  • 站房结构

智能站房设计采用了无骨架拼装结构,确保安装便捷、美观,门选用标准防盗门,配备不锈钢防锈锁和整体下压式把手,安全美观且密封保温性能优良;室内地面铺设优质木地板,铝型材包角增强美观性;屋顶为平顶结构,坡度适中,承重能力强,墙面及屋顶采用高品质彩钢板,通过先进喷涂工艺提升耐用性和美观度,且易于装拆;站房底部采用六层复合结构,有效防潮防水;顶部配备专业采样口,包括气态、PM2.5、PM10采样口及预留颗粒物比对采样口,采样管稳固安装并密封,确保采样准确安全。

二氧化硫(SO2)检测原理——紫外荧光法

二氧化硫的检测原理是紫外荧光法。紫外荧光法是基于分子发射光谱法。SO2分子吸收紫外线(190nm~230nm)能量成为激发态分子,激发态分子不稳定,在返回基态时,以荧光光子的形式释放出过剩能量。这个反应分两个步骤进行:

(1)SO2分子吸收190nm~230nm波长的紫外线能级跃迁到激发态。

(2)处于激发态的SO2分子再次回到基态,发出特征波长的荧光,荧光的中心波长为330nm。

(3)根据紫外荧光法原理,所发出荧光总光强(1)与激发态的SO2分子数之间的关系可表示为:

其中,转化为SO2的转化率k与温度相关,温度越高,转化为SO2越快,则单位时间内转化为SO2的越多。

所以,由(1)~(3)式可知,当初始光强、气体室的光程L、气体温度T已知,且没有干扰条件(如:没有干扰气体和杂散光),转化为SO2的转化率k为常数,则荧光的光强与气体室中SO2的浓度成正比。

 

氮氧化物(NOX)检测原理——化学发光法

氮氧化物的检测原理是化学发光法,由于化学反应产生的光能发射。氮氧化物吸收化学能后,被激发到激发态,由激发态返回基态时,会以光量子的形式释放能量。通过对光量子的光强度测定可以对物质进行定量分析。

NO分子与O3发生化学发光反应,分为两个步骤,第一步,反应产生激发态的NO2分子:

第二步,激发态的NO2返回基态释放出光子,光谱范围为(600~3200)nm,最强发光波长为1200nm:

NOX是NO和NO2总和,为测量NO2时,需要先将NO2转化为NO,再利用NO和O3的化学发光反应进行测定。通常采用钼催化剂在高温条件将NO2转化为NO,反应转化率>99%:

通过气路控制,样气经两路测量,一路测样气中的NO,一路测以NO的NO2和NO的总和,即NOX,则

 

一氧化碳(CO)检测原理——非分光红外法

一氧化碳检测原理是非分光红外法,通过高能发热元件产生一束已知光强的宽带红外光(在校准仪器过程中会测定其光强)。红外光束直接透过充满样品气体的气体室(怀特池回返光路结构),光线在气体室内来回反射多次测,透射光离开气体室后,经过一个4.7μm波长的滤波片,被光电探测器接收,光电探测器将光信号转化为电信号,根据衰减光强度变化来分析气体室内的一氧化碳浓度。

基本原理是Beer-Lambert关系式,在给定温度、压力下,一定光程内一定浓度气体对特定波长的光强的吸收。标准状况(STP)下的数学表达式为:

但是,环境温度和压力会影响样气的密度,使一氧化碳吸收的红外光发生变化。考虑温度、压力的影响,浓度计算公式修正为:

当初始光强、光程、吸收系数、压力、温度等参数一定的情况下,就可以通过上式计算CO浓度。

 

臭氧(O3)检测原理——紫外吸收法

臭氧检测原理是紫外吸收法,是Beer-Lambert关系式,在给定温度、压力下,一定光程内一定浓度气体对特定波长的光强的吸收。标准状况(STP)下的数学表达式为:

 

颗粒物(PM2.5/PM10)检测原理——β射线吸收法

颗粒物的检测原理是β射线吸收法,仪器是根据β射线吸收原理设计的,β射线是一种高速电子流,当高能量的粒子由14C发射出来,在碰到尘粒子时,能量减退或被粒子吸收。β射线强度一定时,被吸收量大小只与吸收物质的质量有关,与吸收物质的物化特性无关。物质放置在发射源14C和监测β射线的装置中间,β射线被吸收,能量衰减。这样导致监测到的β粒子的数量减少。

通过吸收物质(如纸带上的尘),β射线粒子的衰减量接近指数。公式1基本恰当地表现了两者之间的联系。

           公式(1)

公式(1)中,I是测定(每一单位时间的计数)β射线的衰减强度(带尘样的纸带),I0测定未经衰减的β射线的强度(清洁纸带),μm称为质量吸收系数或质量衰减系数(cm2/g),x是吸收物质的质量密度(g/cm2)。

公式(1)可转变成计算x--吸收物质质量密度的公式,见公式2:

            公式(2)

在实际操作中,吸收截面是在校准过程中的实验测定。一旦I和I0被测定,计算物质密度x就很简单。

在实际操作中,在特定时间(△t)内,环境空气以恒定流率采入。这些采入的空气通过纸带的表面区域A。一旦算出吸收物质密度x,即可通过公式(3)算出环境中粒子物质的浓度值。

          公式(3)

在公式(3)中,Mc是环境粒子浓度,A是通过纸带的尘样的截面积。Q是收集在纸带上粒子物质的流量,△t是采样时间。将这些等式换算成最后的公式,表明大气粒子浓度和测定的数量之间的关系见公式(4):

          公式(4)

β射线结构图

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