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四方光電室外激光粉塵傳感器助力大氣環境網格化精準監測

發布時間:2019-01-02 11:00閱讀次數:
  隨著國民經濟的發展和人們生活水平的提高,空氣環境質量的好壞引起人們的高度重視,近年來顆粒物作為空氣中最重要的污染物之一備受關注。已有研究表明,肺病和心血管疾病發病率的增加與顆粒物濃度的升高有關,空氣中可吸入顆粒(PM10)平均每增加10%,肺功能下降1%,患各種呼吸道疾病如咳嗽、哮喘等的風險就會增加10%。因此,顆粒物的監測十分重要。
  
  顆粒物監測
  
  當前,行業內通常采用光學原理的粉塵傳感器來測量顆粒物粒徑大小和質量濃度。相對紅外LED而言,激光型的粉塵傳感器因其質量感更精確被廣泛應用在空氣凈化器、空氣品質檢測儀、新風系統、暖通空調中,實現對室內顆粒物濃度的實時監測。但研究發現,在沒有明顯室內污染源的情況下,室外空氣對室內PM2.5和PM10的貢獻率分別達到了76%和66%。因此,單單監測和凈化室內顆粒物是遠遠不夠的,室外顆粒物治理同樣重要。
  
  室外顆粒物網格化監測
  
  室外顆粒物治理的重點是找出顆粒物污染的來源,對城市的各個區域(包括工地、道路、大型商圈、工業園區、居民生活區等)實施網格化管理成為室外顆粒物治理的主要措施。網格化管理采取大范圍、高密度的布點方式,應用網格化監測設備實時監測各點位的顆粒物濃度變化情況,并及時向系統平臺發送監測數據,環保部門可準確了解顆粒物污染來源及被測現場環境指標。
  

  在網格化監測中,粉塵傳感器的需求量是巨大的。《大氣PM2.5網格化監測技術要求和檢測方法技術指南(試行)》及河北省發布的《大氣污染防治網格化監測系統技術要求及檢測方法》表明,網格化監測設備應采用光散射法,用于連續自動監測環境空氣中的顆粒物污染狀況。同時還對其濃度測量范圍、測量精度及工作溫濕度做出規定,具體見下表。

  
  室外激光粉塵傳感器應運而生
  
  在實際應用中發現,傳統的室內激光粉塵傳感器對PM10的測量精度較差,無法滿足網格化監測的應用要求。對此,武漢四方光電科技有限公司依托其自主研發實力及全新專利技術推出新一代室外激光粉塵傳感器模塊PM3006。PM3006采用激光散射原理,內部集成0.3μm、0.5μm、1.0μm、2.5μm、5.0μm、10μm六個粒徑的檢測通道,通過數學算法及科學標定即可同時輸出PM1.0、PM2.5、PM10的質量濃度。應用全新專利技術,保證了傳感器的靈敏度及響應速度。
  
  精度高,產品間差異性小
  
  在室外顆粒物網格化監測中,室外激光粉塵傳感器的測量精度及一致性是關鍵。如果傳感器測量精度差,傳感器之間出現質量參差不齊的情況,會直接導致網格化監測設備輸出的顆粒物測量數據不準確,影響后續的綜合治理。
  
  對此,武漢四方光電在PM3006中應用更小的氣體流量噴嘴和微型渦輪風扇,微型渦輪風扇的恒轉速轉動可使通過傳感器的氣流保持穩定,保證PM1.0、PM2.5、PM10的測量精度;在環境溫濕度對傳感器的影響上也實現了技術創新,確保傳感器在全溫濕度范圍內的準確測量。
  

  此外,武漢四方光電對多個PM3006傳感器進行測試,結果顯示PM3006與標準設備(GRIMM)輸出的數據高度一致(見圖2),其PM1.0、PM2.5檢測數據的顯示誤差保持在±10%以內,PM10檢測數據的顯示誤差保持在±15%以內,這說明PM3006具有較高的測量精度及一致性(見圖3、圖4、圖5),符合上述網格化監測系統技術標準中對顆粒物測量的要求。


  
  圖2、PM3006與標準設備(GRIMM)的測量精度對比


  圖3、大氣環境下PM3006的PM1.0測量一致性


  圖4、大氣環境下PM3006的PM2.5測量一致性


  圖5、大氣環境下PM3006的PM10測量一致性
  
  結語
  
  顆粒物污染作為影響我國空氣環境指標及人體健康的重要因素之一,室內的監測、凈化和室外治理同樣重要。武漢四方光電科技有限公司作為國內傳感器企業的翹楚,其研發生產的室外激光粉塵傳感器可在大氣環境網格化治理的應用中實現精準監測,助力我國室外顆粒物的治理真正實現區域協同控制、污染源綜合管理,做到科學治理、依法治理、全面治理。

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