CN102253172A - 一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法，监控中心通过互联网络向采样前端设备发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；采样前端设备接收采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令，采集气体样品，对气体样品进行测定；采样前端设备测定气体恶臭浓度，并将气体恶臭浓度通过互联网络传输给监控中心；监控中心接收气体恶臭浓度并进行数据管理及保存；气体恶臭浓度大于等于第一阈值且小于第二阈值时，低浓度采样器采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于第二阈值且小于第三阈值时，中浓度采样器采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于第三阈值时，高浓度采样器采集气体样品；实现了对监测区域内气体恶臭浓度的实时监测。

Description

一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法

技术领域

本发明涉及一种在恶臭或异味气体强度及浓度测试中用于分类采集恶臭气体样品，并进行恶臭气体浓度智能分级并进行采样的方法，特别涉及一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法。

背景技术

恶臭污染属于大气污染，恶臭定义为所有引起不愉快的气味的总称，其中包括臭味和香味，臭味和香味可以因为浓度的变化相互转化，目前已知的恶臭气体大约4500种，单独的测定某一种物质或某几种物质不能代替臭气浓度的测量，因为它是引起人们嗅觉感受的最直接指标。国家相关标准中与大气污染采样的相关要求有所区别的。

目前国内采样技术上有黄彬的在线清洗密闭钢瓶采样器专利(申请日2008年10月28日，申请号200820161313)，钢瓶采样器两端通过快速接口分别与进样口、出样口以及各种三通阀组合而成的一种可以进行样品反冲洗的污染气体的在线采样器，该采样器不具备远程控制能力。万运帆等发明的自动气体采样器(申请日2006年09月11日，申请号200620119447.1)属于大气采样器的类型，与国外的AIRMETRICS PM10系列和AL-430大气采样器等类似，但是相对与这些采样器，它具有采样通道数多采集样品数量多，并且不需要人工更换气体容器，缺点是不能实现远程控制以及在线提供污染程度数据。刘会臻等发明的远程遥控气体采样器及应用该采样器的远程遥控系统(申请日2010年03月09日，申请号201020131344)，通过控制中心无线通信网络与远程气体采样器建立连接，然后可以向采样器发射遥控指令或这接收采样器反馈的采样信息。该采样器系统实现了可以远程进行控制采样的功能，采样容器为采样罐，采样罐为刚性容器价值高，重量大，在现场已丢失，而且不能在线对环境气体进行分析测试。陈荣海等发明的基于单片机自动控制的有害气体采样器(申请日2010年10月14日，申请号201010507002.1)，可以实现开环或闭环进行控制采样。吴坚等发明的多功能管束检测应急防灭系统气体采样检测装置(申请日2010年11月20日，申请号201010551511.4)，虽然采样方法已经较为先进但是仍然不能应用于恶臭的远程自动采样系统。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点：

目前多数气体采样系统大都不带有实时的气体分析监测功能，不能实时的对所监测领域内的主要污染气体成分的浓度或臭气综合指标进行检测与记录，或者具备在线检测分析功能却不能进行在线样品采集功能，在线检测分析多用于监督，仲裁尚缺乏法律依据；有的虽然可以进行在线样品采集，但是根据环境恶臭的相关排放标准要求采集其最大污染数据，一般的在线气体采样系统超过标准值时不能采集到最大污染值，不能真实的反应现场污染状况，无法反应投诉情况。

发明内容

为了实现对气体主要污染成分的实时监测，并可远程控制启动采样器，实现随时采样并对主要气体成分的浓度分析，按照恶臭强度的不同采集现场恶臭气体样品，本发明提供了一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法，详见下文描述：

一种无线远程臭气自动采样监测系统，包括：监控中心和至少一个采样前端设备；其中，所述采样前端设备包括：GPRS无线数据传输模块、控制器、控制电路、恶臭分析仪及多个采样器，

所述监控中心通过互联网络向所述采样前端设备发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；所述采样前端设备接收所述采样控制命令和所述环境臭气浓度测定控制命令，对所述气体样品进行测定；所述恶臭分析仪对气体恶臭浓度进行测量；并将所述气体恶臭浓度通过所述互联网络传输给所述监控中心；所述监控中心接收所述气体恶臭浓度，并进行智能化臭气强度分级处理，进行数据管理及保存；

所述控制器根据所述GPRS无线数据传输模块的串口数据，通过所述控制电路控制所述采样器的启动，所述采样器采集所述气体样品，并将采集的所述气体样品保存于采样袋内。

当测定的所述气体恶臭浓度超过强度级别设定值之后，所述无线远程臭气自动采样监测系统具体为：

自动启动所述采样器，并通过所述采样袋进行所述气体样品的采集，并在采样结束后自动关闭所述采样器的电源。

所述无线远程臭气自动采样监测系统具体为：

通过所述监控中心启动所述控制器，所述恶臭分析仪进行所述气体恶臭浓度的测量，并控制所述采样器采集所述气体样品。

一种无线远程臭气分级采样方法，所述方法包括以下步骤：

(1)根据气体恶臭浓度、第一阈值、第二阈值和第三阈值分别设置低浓度臭气指标值、中浓度臭气指标值和高浓度臭气指标值；同时将采样器设置为低浓度采样器、中浓度采样器和高浓度采样器；

(2)监控中心通过互联网络向采样前端设备发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；

(3)所述采样前端设备接收所述采样控制命令和所述环境臭气浓度测定控制命令，当气体恶臭浓度大于等于所述第一阈值且小于所述第二阈值时，所述低浓度采样器采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于所述第二阈值且小于所述第三阈值时，所述中浓度采样器采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于所述第三阈值时，所述高浓度采样器采集气体样品；将采集的气体样品保存于采样袋内；

(4)所述监控中心接收所述气体恶臭浓度并进行数据管理及保存。本发明提供的技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法，本发明通过在实现无线远程采样的基础上，采用了更加轻便的采样袋作为样品采集容器，并对环境气体实行在线监测功能，实现随时随地进行远程污染气体采样，并可实时监测并记录区域内主要恶臭浓度，可有效加强重点区域内的环境监测力度，实现远程实时监控及采样，并可实现恶臭浓度超限时自动向监测中心报警同时采集当时气体样品；该监控系统可由监控中心控制多个气体监测点的气体采样及监测，并建立相关采样及污染数据的数据库管理，样品可以用于带回实验室进行标准方法分析以供仲裁使用；本发明可实现无线远程控制采样器进行气体样品采集，可保证采样实时性，同时，可实现对监测区域恶臭气体连续监测，并可实现浓度超限时自动向监测中心报警，并按照不同的恶臭强度级别采集现场恶臭气体样品，可实现采集到的恶臭样品为现场污染的最大恶臭浓度，避免了样品不能代表最大恶臭污染浓度问题，该恶臭强度分级采样方法为最佳恶臭远程自动采样方法，可由监控中心控制多个气体监测点的气体采样及监测，并建立相关采样及污染数据的数据库管理。

附图说明

图1是本发明提供的一种无线远程臭气自动采样监测系统的结构示意图；

图2是本发明提供的采样前端设备的结构示意图；

图3为本发明提供的一种无线远程臭气分级采样方法的流程图；

图4为采样器的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：监控中心；              2：采样前端设备；

21：GPRS无线数据传输模块； 22：控制器；

23：控制电路；             24：恶臭分析仪；

25：采样器；               251：低浓度采样器；

252：中浓度采样器；        253：高浓度采样器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了实现对气体主要污染成分的实时监测，并可远程控制启动采样器，实现随时采样并对主要气体成分的浓度分析，按照恶臭强度的不同采集现场恶臭气体样品，本发明实施例提供了一种无线远程臭气自动采样监测系统及其智能分级采样方法，详见下文描述：

参见图1和图2，一种无线远程臭气自动采样监测系统，包括：监控中心1和至少一个采样前端设备2，其中，采样前端设备2包括：GPRS无线数据传输模块21、控制器22、控制电路23、恶臭分析仪24及多个采样器25，

监控中心1用于实现网络化数据管理，监控中心1通过互联网络向采样前端设备2发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；采样前端设备2接收采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令，对气体样品进行采集测定；恶臭分析仪24对气体恶臭浓度进行测量；并将气体恶臭浓度通过互联网络传输给监控中心1；监控中心1接收气体恶臭浓度，并进行智能化臭气强度分级处理，进行数据管理及保存；

控制器22定时采集气体样品，控制器22根据GPRS无线数据传输模块21的串口数据，通过控制电路23控制采样器25的启动，采样器25采集气体样品，并将采集的气体样品保存于采样袋内。

其中，控制器22可以为单片机等控制器件，本发明实施例以单片机为例进行说明，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。

其中，监控中心1通过互联网络向采样前端设备2发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令，实现远程对至少一个采样前端设备2的控制。

进一步地，气体恶臭浓度在系统中进行智能化强度分级，气体恶臭浓度强度级别逐级增强，并按照三种超过排放标准值的臭气强度等级自动启动采样器25采集气体样品，也可由监控中心1远程控制启动采样器25采集气体样品，当测定的气体臭气浓度超过强度级别设定值之后，无线远程臭气自动采样监测系统具体为：

自动启动采样器25，并通过采样袋进行气体样品的采集，并在采样结束后自动关闭采样器25的电源。

其中，采样器25由采样泵、压力容器和采样袋组成，采样袋装于压力容器内部，采样器25打开开关时，采样泵处于抽真空状态，将压力容器抽真空，采样袋呈现负压状态抽取环境空气样品。

其中，设定值根据实际应用中的需要进行设定，本发明实施例对此不做限制。

进一步地，当监管中心1接收到某些检测区域的投诉，为了增加无线远程臭气自动采样监测系统的灵活性，该无线远程臭气自动采样监测系统具体为：

通过监控中心1启动控制器22，恶臭分析仪24进行气体恶臭浓度的测量，并控制采样器25进行气体样品采样。

参见图3和图4，一种无线远程臭气分级采样方法，包括以下步骤：

101：根据气体恶臭浓度、第一阈值、第二阈值和第三阈值分别设置低浓度臭气指标值、中浓度臭气指标值和高浓度臭气指标值；同时将采样器25设置为低浓度采样器251、中浓度采样器252和高浓度采样器253；

通常气体恶臭浓度分为六级，分别为0、1、2、3、4、5级，0、1和2级不具备污染级别不进行采样设置，3、4和5污染级别要设置采样器，采样器25需要设置为3个，分别为低浓度采样器251、中浓度采样器252和高浓度采样器253。其中，该步骤将气体恶臭浓度根据不同的阈值分成低浓度臭气指标值、中浓度臭气指标值和高浓度臭气指标值，其中，第一阈值、第二阈值和第三阈值的取值可以根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。例如：第一阈值为25、第二阈值为50以及第三阈值为80等。

102：监控中心1通过互联网络向采样前端设备2发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；

103：采样前端设备2接收采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令，当气体恶臭浓度大于等于第一阈值且小于第二阈值时，低浓度采样器251采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于第二阈值且小于第三阈值时，中浓度采样器252采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于第三阈值时，高浓度采样器253采集气体样品；将采集的气体样品保存于采样袋内；

其中，可以通过恶臭分析仪24自动测定气体恶臭浓度，并将气体恶臭浓度通过互联网络传输给监控中心1；或将气体样品带回实验室测定气体恶臭浓度。

104：监控中心1接收气体恶臭浓度并进行数据管理及保存。

综上所述，本发明实施例提供了一种无线远程臭气自动采样监测系统及其分级采样方法，本发明实施例通过在实现无线远程采样的基础上，采用了更加轻便的采样袋作为样品采集容器，并对环境气体实行在线监测功能，实现随时随地进行远程污染气体采样，并可实时监测并记录区域内主要恶臭浓度，可有效加强重点区域内的环境监测力度，实现远程实时监控及采样，并可实现恶臭浓度超限时自动向监测中心报警同时采集当时气体样品；该监控系统可由监控中心控制多个气体监测点的气体采样及监测，并建立相关采样及污染数据的数据库管理，样品可以用于带回实验室进行标准方法分析以供仲裁使用；本发明实施例可实现无线远程控制采样器进行气体样品采集，可保证采样实时性，同时，可实现对监测区域恶臭气体连续监测，并可实现浓度超限时自动向监测中心报警，并按照恶臭强度的不同采集现场恶臭气体样品，可实现采集到的恶臭样品为现场污染的最大恶臭浓度，避免了样品不能代表最大恶臭污染浓度问题，该恶臭强度分级采样方法为最佳恶臭远程自动采样方法，可由监控中心控制多个气体监测点的气体采样及监测，并建立相关采样及污染数据的数据库管理。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无线远程臭气自动采样监测系统，其特征在于，包括：监控中心和至少一个采样前端设备；其中，所述采样前端设备包括：GPRS无线数据传输模块、控制器、控制电路、恶臭分析仪及多个采样器，

所述监控中心通过互联网络向所述采样前端设备发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；所述采样前端设备接收所述采样控制命令和所述环境臭气浓度测定控制命令，对所述气体样品进行测定；所述恶臭分析仪对气体恶臭浓度进行测量；并将所述气体恶臭浓度通过所述互联网络传输给所述监控中心；所述监控中心接收所述气体恶臭浓度，并进行智能化臭气强度分级处理，进行数据管理及保存；

所述控制器根据所述GPRS无线数据传输模块的串口数据，通过所述控制电路控制所述采样器的启动，所述采样器采集所述气体样品，并将采集的所述气体样品保存于采样袋内。

2.根据权利要求1所述的一种无线远程臭气自动采样监测系统，其特征在于，当测定的所述气体恶臭浓度超过强度级别设定值之后，所述无线远程臭气自动采样监测系统具体为：

自动启动所述采样器，并通过所述采样袋进行所述气体样品的采集，并在采样结束后自动关闭所述采样器的电源。

3.根据权利要求1所述的一种无线远程臭气自动采样监测系统，其特征在于，所述无线远程臭气自动采样监测系统具体为：

通过所述监控中心启动所述控制器，所述恶臭分析仪进行所述气体恶臭浓度的测量，并控制所述采样器采集所述气体样品。

4.一种无线远程臭气分级采样方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)根据气体恶臭浓度、第一阈值、第二阈值和第三阈值分别设置低浓度臭气指标值、中浓度臭气指标值和高浓度臭气指标值；同时将采样器设置为低浓度采样器、中浓度采样器和高浓度采样器；

(2)监控中心通过互联网络向采样前端设备发送采样控制命令和环境臭气浓度测定控制命令；

(3)所述采样前端设备接收所述采样控制命令和所述环境臭气浓度测定控制命令，当气体恶臭浓度大于等于所述第一阈值且小于所述第二阈值时，所述低浓度采样器采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于所述第二阈值且小于所述第三阈值时，所述中浓度采样器采集气体样品；当气体恶臭浓度大于等于所述第三阈值时，所述高浓度采样器采集气体样品；将采集的气体样品保存于采样袋内；

(4)所述监控中心接收所述气体恶臭浓度并进行数据管理及保存。

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