空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分工作原理是不同的
空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于定電位電解傳感器原理檢測(cè)污染氣體、光散射原理檢測(cè)粉塵,并結(jié)合成熟的電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)研制、開(kāi)發(fā)出來(lái)的新科技產(chǎn)品。該系統(tǒng)符合國(guó)家對(duì)城市環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求,具有較強(qiáng)的實(shí)用性和理想的性價(jià)比,可替代同類進(jìn)口產(chǎn)品,是開(kāi)展城市環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)的理想儀器。
1.空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體檢測(cè)部分原理:
儀器采用高靈敏度電化學(xué)傳感器原理,結(jié)合單片機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),可以連續(xù)監(jiān)測(cè)大氣層中的SO2、NO2、O3、CO、H2S、NH3、HF氣體,全面顯示需要的測(cè)量數(shù)據(jù)。首先由抽氣泵將環(huán)境空氣通過(guò)過(guò)濾器,經(jīng)流量調(diào)節(jié)器后送到傳感器氣室,通過(guò)傳感器時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后,由微處理器進(jìn)行采集、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理,產(chǎn)生濃度結(jié)果數(shù)據(jù),同時(shí)保存數(shù)據(jù)結(jié)果或通過(guò)RS485串行接口送至信息中心。
對(duì)于空氣中微量氣體的檢測(cè),不同氣體之間的交叉干擾尤其突出,如處理不好,對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)產(chǎn)生極大的影響。對(duì)此采用關(guān)鍵技術(shù)解決了此問(wèn)題:
①采用面對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量傳感器;
②使用選擇性合適過(guò)濾器,由此使本系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
2.空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體傳感器原理:
傳感器通常由三個(gè)電極構(gòu)成,其中主要的是工作電極。它通常是用一種具有催化活性的金屬,將其噴鍍?cè)谝环N透氣但是憎水的膜上做成。被測(cè)量的氣體擴(kuò)散透過(guò)多孔的膜在其上進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)。其反應(yīng)的性質(zhì)以工作電極的熱力學(xué)電位和分析氣體的(氧化還原)性質(zhì)而定。氧化還原反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子,流向(還原)或流出(氧化)工作電極,通過(guò)外電路成為傳感器的輸出信號(hào)。為了氧化還原反應(yīng)得以進(jìn)行,工作電極的熱力學(xué)電位是一個(gè)極為重要的因素。參考電極則是為了提供電解中的工作電有一種穩(wěn)定的電位而設(shè)。參考電極通常需要保護(hù),使之不暴露在樣氣中,這樣參考電極的熱力學(xué)電位就總是具有同一數(shù)值保持穩(wěn)定。此外,參考電極不允許有電流需要的第二電極,它的作用主要是允許電子進(jìn)入或流出傳感器內(nèi)部。
控制工作電極電位和將信號(hào)電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電路稱之恒電位電路(或恒電位器)。工作電極的工作信號(hào)需經(jīng)運(yùn)放U2轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。電路同時(shí)保持工作電極的電壓使之處于其偏壓Vbias之值。參考電極電位與一個(gè)經(jīng)過(guò)仔細(xì)選擇的穩(wěn)定的輸入電壓Vbias比較后,線路中運(yùn)放U1在對(duì)電極產(chǎn)生一電壓信號(hào),其大小正好是產(chǎn)生一個(gè)與工作電極電流相等相反的電流信號(hào)。同時(shí)恒電位電路使工作電極與參考電極之間保持一恒定的電位差(電壓)。
3.可吸入顆粒物檢測(cè)部分原理:
采用激光光源,質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)不受顆粒物顏色的影響,內(nèi)裝光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)散板,確保儀器高穩(wěn)定性。儀器設(shè)計(jì)了可更換的粒子切割器,實(shí)現(xiàn)了PM10、PM5、PM2.5、TSP多種粒子分離切割器兼容。在線濾膜采樣器,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)監(jiān)測(cè)粉塵濃度與濾膜采樣兼容,可以分析所收集到顆粒物的成份以及求出該場(chǎng)所的質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)K值。設(shè)計(jì)了恒流控制器,確保采樣流量恒定,切割曲線的正確。具有特別的保護(hù)氣幕,避免了粉塵對(duì)儀器核心部件-光學(xué)系統(tǒng)的污染,確保儀器高可靠性通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)儀器零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié),提高了儀器測(cè)量精度,方便了用戶使用。