自動監測技術在城市空氣質量檢測中的運用

李衛東

摘 要：城市空氣質量成為了現代人們普遍關注的一項重要內容，隨著社會經濟的發展，城市空氣質量不斷惡化，對人們的健康造成了較大的危害，必須對空氣質量加強管理與檢測，自動監測技術的應用能夠讓信息采集、數據傳輸等工作更加高效率的完成，使得城市空氣質量檢測工作的管理水平得到提升，為人們提供更加真實可靠的實時數據。

關鍵詞：自動監測技術；城市空氣質量；檢測

原有的空氣質量檢測通常是采取的現場手動采樣的方法，將采集的樣品帶到實驗室分析，這種工作方式存在誤差大、監測效率低、缺乏代表性等缺點，而且對空氣質量出現的動態變化也不能及時的反映，自動監測技術的應用則能夠克服這些缺點，實現對空氣質量的自動化采集，使得相關的質量狀況分析更加科學、客觀，也能夠為后期的管理部門的數據分析提供更加準確的參考。

1 自動監測系統的構成

1.1 硬件結構分析

自動監測技術屬于自動測控系統的組成部分，對空氣質量實行自動監測，相關的組織結構主要是由一個中心站與多個監測子站形成的，子站與中心站之間能自動聯系，中心站控制子站各項工作[1]。通過子站中具備的各種設備儀器去對空氣質量進行檢測，對空氣中含有的污染物的情況進行準確測量，將獲得的結果轉變為模擬量存儲到數據采集器之中，然后對存入的數據進行專業化的分析，中心站與子站之間是通過Modem相互連接的，可以對子站的數據進行下載，然后在報表軟件中對其進行編輯。中心站主要是由PC機、Modem等儀器設備構成的，而子站的設備結構則需要按照監測項目的需要進行調節，通常會由零氣源、NO2分析儀、PM10分析儀等構成。子站之間主要就是通過數據線進行電信號的傳遞，這樣數據采集器才能對分析儀獲得的數據進行完整采集，并且還能對分析儀進行校準，確保其測量結果的精準。

1.2 軟件構成分析

中心站所使用的軟件主要是由DECS2000程序與中文報表程序構成的，軟件是基于中文Window NT 4.0與SP6為操作系統平而得以正常運行的，軟件SQL Server 2000與ODBC是關系數據庫平臺[2]。通過Excel2000進行報表的制作與生成，利用中文報表軟件按照規定期限對DESC2000數據庫中的原始數據進行提取，然后進行分析處理，制作成表格存入到數據庫之中，還需要對其中的原始數據進行詳細的統計，制作出小時值、日值的統計數據，其中包含有數據的最大值、最小值以及平均值等內容，也需要制成表格存入數據庫。在使用的時候能夠直接的利用報表軟件瀏覽相關數據表格，也可以先進行動態數據的交換，把數據輸入到數據表格之中，形成Excel報表進行查看。

2 自動監測技術在城市空氣質量檢測中的應用

2.1 數據采集技術的應用

現代計算機技術發展迅速，很多的空氣質量監測子站開始使用工控機進行檢測作業，開發出了適合自己的個性化的數據采集程序[3]。工控機主要就是適合在工業現場使用的一種計算機，而通常在工業現場會存在比較頻繁的震動，灰塵也比較多，電磁場力的干擾也較強，同時工廠又是連續作業，所以，工控機在設計時需要具備幾個方面的特點。第一個就是使用鋼結構制作機箱，增強設備的防磁、防沖擊等的能力。第二個就是在機箱內部設置專門的底板，底板上設置PCI與ISA插槽。第三個就是機箱內加入專用的電源，提升其抗干擾能力。第四就是設備需要能夠符合長時間連續工作的要求。最后就是選擇安裝方便的標準機箱。在實際的空氣質量數據采集的時候，主要分為3種模式，第一種模式就是通過ESC88進行模擬量數據的采集，然后中心平臺利用電話撥號把實時數據收回。第二種就是利用工控機發布協議命令的方式獲得數據，通過網絡再把數據傳輸到中心平臺。第三種就是工控機把ESC8800獲得的相關數據通過網絡傳輸到中心平臺。總體來說第二種模式受天氣因素的影響比較小，存儲數據量比較大，應用方便。

2.2 自動化質控技術的應用

對空氣質量進行的自動監測，期中的質控工作主要有儀器的運維和形成數據有效性的審核機制等內容，監測儀器在運維中出現的變動故障是造成監測數據異常的重要原因，所以，巡檢員應該每周進行一次巡檢，對儀器的具體精密度進行校準，排除可能存在的故障隱患等。為了讓儀器能自動校準，就需要先對現場標氣閥門進行檢漏測試，在其不漏氣的情況下繼續進行下一步操作，自動化質控技術可以確保儀器數據的精準性，讓運維操作更加規范，對子站中發生的事件進行記錄，并且能夠上傳儲存起來，在監控窗口中呈現出來，其中包含的事件主要有幾種：

一種是在子站巡檢員進行現場零點、跨度校準及遠程啟動校準操作，系統需自動生成相應的記錄并上傳，主要采用文本形式進行記錄。校準記錄的內容主要有校準參數名稱及設置濃度等。另外，還需要記錄校準的開始與結束的具體時間，對校準結束后分析儀上顯示的讀數進行觀察記錄。在記錄過程中需要區分其屬于現場校準還是遠程校準。如果是現場校準則應該確保儀器通過了校準調節，利用監測現場的工控機軟件，能夠對運維員的操作步驟進行詳細的記錄，這樣運維表單就能夠實現無紙化管理了，對日后的查閱及歸檔等工作都提供了較大的便利。

3 結束語

自動監測技術在城市空氣質量檢測中的應用能夠發揮非常大的積極作用，使得城市中空氣質量檢測的水平得到了提升，使得監測工作實際具備的時效性及連續性都得到了加強，這對于城市的經濟發展及環境監測工作的順利發展都是非常有幫助的，自動監測技術為城市空氣質量管理提供了便利，能夠進一步促進城市空氣質量的改善，讓人們能夠生活在更加湛藍的天空下，呼吸更加潔凈、健康的空氣。

參考文獻

[1]趙宇.城市道邊空氣質量自動監測系統設計[D].中國科學技術大學，2014.

[2]呂臻.城市空氣質量檢測系統的設計與實現[D].鄭州大學，2014.

[3]張航.自動監測技術在城市空氣質量監測中的應用[A].自動化技術與冶金流程節能減排——全國冶金自動化信息網2008年會論文集[C].2008：3.

（作者單位：資陽市環境監測中心站）