CN109752298A - 一种工地扬尘颗粒物监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环境空气监测装置及方法，尤其是涉及一种工地扬尘颗粒物监测系统及方法，包括设置在工地扬尘场内的一个移动标准站A以及若干微观监测站，所述移动标准站包括β射线颗粒物监测装置和光散射颗粒物监测装置；所述微观监测站包括光散射颗粒物监测装置；所述移动标准站以及若干微观监测站之间通过近场通讯系统进行通讯。因此，本发明具有如下优点：能够实时准确的测量工地中的扬尘颗粒物浓度，基本不受风向、工地进出口、以及工程车的影响，并采用双监测装置，能够实时对工地的采样值进行校准，保证工地颗粒物监测值的准确性。

Description

一种工地扬尘颗粒物监测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种环境空气监测装置，尤其是涉及一种工地扬尘颗粒物 监测系统及方法。

背景技术

扬尘是由于地面上的尘土在风力、人为带动及其他带动飞扬而进入大 气的开放性污染源，是环境空气中总悬浮颗粒物的重要组成部分。

城市建设中，避免不了的在建设用地设置建设工地，工地中每天的的 工程车带来大量的扬尘，对环境造成很大的污染，建筑工地扬尘是城区大 气可吸入颗粒物污染中的一个重要来源，也是老百姓反映空气污染的重要 问题之一。如何加强对建筑工地扬尘的整治？很多工矿企业及施工单位都 在使用广东风华喷雾降尘设备来治理扬尘污染，利用雾炮、远程喷雾机来 降尘、除尘、治理扬尘是一种效果很好、成本很低的方法。

现阶段很多地区对工地扬尘的颗粒物浓度出台了详细的环保标准，同 时也对工地扬尘的颗粒无监测提出了更为严格的监测要求，然而，现有技 术中，往往是采用在工地中布置单个监测装置进行监测，然而由于风向、 进出口、工程车来往时带来的扬尘等因素，导致测量结果并不准确。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，包括设置在工地扬尘场 内的一个移动标准站A以及若干微观监测站，所述移动标准站包括β射线 颗粒物监测装置和光散射颗粒物监测装置；所述微观监测站包括光散射颗 粒物监测装置；所述移动标准站以及若干微观监测站之间通过近场通讯系 统或蜂窝通讯进行通讯组网。

上述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，所述近场通讯系统为基于zigee 或wifi近场进行通讯组网。

上述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，所述工地扬尘场内设有N个进 出口，每个进出口附近均设有微观监测站，分别为B₁、B₂…B_N。

上述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，所述近场通讯系统采用SPI模 块进行通讯组网，型号为AS01-ML01DP5。

在上述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，所述工地扬尘场内除进出口 外随机设有M个微观监测站，分别为D₁、D₂…D_N。

一种工地扬尘颗粒物监测方法，定义工地扬尘场内设有N个进出口， 每个进出口附近均设有微观监测站，分别为A₁、A₂…A_N。工地扬尘场内除进 出口外随机设有M个微观监测站，分别为C₁、C₂…C_N；具体方法包括：

N个进出口的微观监测站监测的颗粒物浓度分别为CB₁、CB₂…CB_N；除 进出口外随机设置的M个微观监测站监测的颗粒物浓度分别为CD₁、CD₂… CD_N；移动标准站监测的颗粒物浓度为CA；则该工地扬尘厂区的实际颗粒物 浓度为：

其中，g为加权平均阈 值，该阈值为用户自行设定，取值范围为1<g<0。

在上述一种工地扬尘颗粒物监测方法，还包括一个校准步骤，具体是： 移动标准站β射线颗粒物监测装置每个时间T对光散射颗粒物监测装置的 监测浓度进行校准，

若在当前时刻，β射线颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₁，光散射 颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₂，且：C₁>C₂，则在下一校准时刻之前 的所有监测时间段，工地扬尘厂区内的所有光散射颗粒物监测装置的实时 监测颗粒物浓度C_监测均需要校准，得到C_校准；

即：C_校准，C_监测+(C₁-C₂)；

若在当前时刻，β射线颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₁，光散射 颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₂，且：C₁<C₂，则在下一校准时刻之前 的所有监测时间段，工地扬尘厂区内的所有光散射颗粒物监测装置的实时 监测颗粒物浓度C_监测均需要校准，得到C_校准；

即：C_校准，C_监测-(C₂-C₁)。

在上述一种工地扬尘颗粒物监测方法，还包括一个判断风向相关步骤， 具体是，随机获取进出口微观监测站A_p的监测浓度CB_p与进出口微观监测 站A_j的监测浓度CB_j的差值，即：

C_差值＝CB_p-CB_j；并根据C_差值的结果进行选择执行：

选择执行一：若C_差值>0，则风向为A_p至A_j；并且，若C_差值>C_风向阈值，则 工地内的颗粒物为外来风造成；若C_差值<C_风向阈值；则工地内的颗粒物为工地 内扬尘造成，并继续执行工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度的计算；

选择执行二：若C_差值<0，则风向为A_j至A_p；并且，若C_差值<-C_风向阈值，则 工地内的颗粒物为外来风造成；若C_差值>-C_风向阈值；则工地内的颗粒物为工地 内扬尘造成，并继续执行工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度的计算；

其中，C_风向阈值为自行设定值，由用户自行设定。

因此，本发明具有如下优点：能够实时准确的测量工地中的扬尘颗粒 物浓度，基本不受风向、工地进出口、以及工程车的影响，并采用双监测 装置，能够实时对工地的采样值进行校准，保证工地颗粒物监测值的准确 性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的 说明。

实施例：

一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，包括设置在工地扬尘场 内的一个移动标准站A以及若干微观监测站，所述移动标准站包括β射线 颗粒物监测装置和光散射颗粒物监测装置；所述微观监测站包括光散射颗 粒物监测装置；所述移动标准站以及若干微观监测站之间通过近场通讯系 统进行通讯组网，所述移动标准站以及若干微观监测站通过蜂窝通讯与远 程服务器进行通讯。

近场通讯系统为近场无线通讯装置，如：zigbee、wifi，

工地扬尘场内设有N个进出口，每个进出口附近均设有微观监测站， 分别为A₁、A₂…A_N。工地扬尘场内除进出口外随机设有M个微观监测站，分 别为C₁、C₂…C_N。

在本实施例中，移动标准站A所测的颗粒物浓度值作为此区域内其他 子站a、b、c、d的标准参考值，也可作为子站的校准源。其工作原理： 在监测期间，移动标准站A在区域内移动到某一子站附近，一并进行周期 监测，得出周期浓度值后，与此子站进行通信，并对此子站进行校准。完 成之后，又移动到下一子站附近，进行同样的操作。

假定在未施工的情况下，此区域的颗粒物浓度值为80ug/m3,而当施工 时，此区域的颗粒物浓度值为200ug/m3。那么此施工区域施工时所产生的 颗粒物浓度值120ug/m3，即为此区域颗粒物浓度"贡献值"。

如图1，此区域的颗粒物浓度"贡献值"＝子站a颗粒物浓度-子站c颗 粒物浓度。

具体的，设定N个进出口的微观监测站监测的颗粒物浓度分别为CB₁、 CB₂…CB_N；除进出口外随机设置的M个微观监测站监测的颗粒物浓度分别为 CD₁、CD₂…CD_N；移动标准站监测的颗粒物浓度为CA；则该工地扬尘厂区的 实际颗粒物浓度为：

其中，g为加权平均阈 值，该阈值为用户自行设定，取值范围为1<g<0，在本实施例中最佳值为 0.6。

另外，在本实施例中，移动标准站β射线颗粒物监测装置每个时间T 对光散射颗粒物监测装置的监测浓度进行校准，

若在当前时刻，β射线颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₁，光散射 颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₂，且：C₁>C₂，则在下一校准时刻之前 的所有监测时间段，工地扬尘厂区内的所有光散射颗粒物监测装置的实时 监测颗粒物浓度C_监测均需要校准，得到C_校准；

即：C_校准，C_监测+(C₁-C₂)；

若在当前时刻，β射线颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₁，光散射 颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₂，且：C₁<C₂，则在下一校准时刻之前 的所有监测时间段，工地扬尘厂区内的所有光散射颗粒物监测装置的实时 监测颗粒物浓度C_监测均需要校准，得到C_校准；

即：C_校准，C_监测-(C₂-C₁)。

最后，在监测之前，还有一个判断当前监测数据是否与风向相关的步 骤，具体是，随机获取进出口微观监测站A_p的监测浓度CB_p与进出口微观 监测站A_j的监测浓度CB_j的差值，即：

C_差值＝CB_p-CB_j；并根据C_差值的结果进行选择执行：

选择执行一：若C_差值>0，则风向为A_p至A_j；并且，若C_差值>C_风向阈值，则 工地内的颗粒物为外来风造成；若C_差值<C_风向阈值；则工地内的颗粒物为工地 内扬尘造成，并继续执行工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度的计算；

选择执行二：若C_差值<0，则风向为A_j至A_p；并且，若C_差值<-C_风向阈值，则 工地内的颗粒物为外来风造成；若C_差值>-C_风向阈值；则工地内的颗粒物为工地 内扬尘造成，并继续执行工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度的计算；

其中，C_风向阈值为自行设定值，由用户自行设定。

在本申请中，采用的β射线颗粒物监测装置以及光散射颗粒物监测装 置均为现有的技术标准以及装置，zigbee的近场无线通讯装置也是现有技 术非常成熟通讯技术，本申请的主要创新是将β射线颗粒物监测装置以及 光散射颗粒物监测装置结合监测，并基于zigbee组成一套完整的工地扬尘 检测系统，本发明需要保护的上述描述的硬件及其连接结构，对于涉及到 信号的处理方法和过程，是为了解释本发明的硬件结构的工作原理，不属 于本发明的保护范围，采用本发明的硬件连接结构后，信号处理的过程均 能够通过现有技术实现。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明 所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或 补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权 利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，包括设置在工地扬尘场内的一个移动标准站A以及若干微观监测站，所述移动标准站包括β射线颗粒物监测装置和光散射颗粒物监测装置；所述微观监测站包括光散射颗粒物监测装置；所述移动标准站以及若干微观监测站之间通过近场通讯系统或蜂窝通讯进行通讯组网。

2.根据权利要求1所述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，所述近场通讯系统为基于zigee或wifi近场进行通讯组网。

3.根据权利要求1所述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，所述工地扬尘场内设有N个进出口，每个进出口附近均设有微观监测站，分别为B₁、B₂…B_N。

4.根据权利要求1所述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，所述近场通讯系统采用SPI模块进行通讯组网，型号为AS01-ML01DP5。

5.根据权利要求1所述的一种工地扬尘颗粒物监测系统，其特征在于，所述工地扬尘场内除进出口外随机设有M个微观监测站，分别为D₁、D₂…D_N。

6.一种工地扬尘颗粒物监测方法，其特征在于，定义工地扬尘场内设有N个进出口，每个进出口附近均设有微观监测站，分别为A₁、A₂…A_N；工地扬尘场内除进出口外随机设有M个微观监测站，分别为C₁、C₂…C_N；具体方法包括：

N个进出口的微观监测站监测的颗粒物浓度分别为CB₁、CB₂…CB_N；除进出口外随机设置的M个微观监测站监测的颗粒物浓度分别为CD₁、CD₂…CD_N；移动标准站监测的颗粒物浓度为CA；则该工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度为：

其中，g为加权平均阈值，该阈值为用户自行设定，取值范围为1<g<0。

7.根据权利要求6所述一种工地扬尘颗粒物监测方法，其特征在于，还包括一个校准步骤，具体是：移动标准站β射线颗粒物监测装置每个时间T对光散射颗粒物监测装置的监测浓度进行校准，

若在当前时刻，β射线颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₁，光散射颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₂，且：C₁>C₂，则在下一校准时刻之前的所有监测时间段，工地扬尘厂区内的所有光散射颗粒物监测装置的实时监测颗粒物浓度C_监测均需要校准，得到C_校准；

即：C_校准，C_监测+(C₁-C₂)；

若在当前时刻，β射线颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₁，光散射颗粒物监测装置监测颗粒物浓度为C₂，且：C₁<C₂，则在下一校准时刻之前的所有监测时间段，工地扬尘厂区内的所有光散射颗粒物监测装置的实时监测颗粒物浓度C_监测均需要校准，得到C_校准；

即：C_校准，C_监测-(C₂-C₁)。

8.根据权利要求6所述一种工地扬尘颗粒物监测方法，其特征在于，还包括一个判断风向相关步骤，具体是，随机获取进出口微观监测站A_p的监测浓度CB_p与进出口微观监测站A_j的监测浓度CB_j的差值，即：

C_差值＝CB_p-CB_j；并根据C_差值的结果进行选择执行：

选择执行一：若C_差值>0，则风向为A_p至A_j；并且，若C_差值>C_风向阈值，则工地内的颗粒物为外来风造成；若C_差值<C_风向阈值；则工地内的颗粒物为工地内扬尘造成，并继续执行工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度的计算；

选择执行二：若C_差值<0，则风向为A_j至A_p；并且，若C_差值<-C_风向阈值，则工地内的颗粒物为外来风造成；若C_差值>-C_风向阈值；则工地内的颗粒物为工地内扬尘造成，并继续执行工地扬尘厂区的实际颗粒物浓度的计算；

其中，C_风向阈值为自行设定值，由用户自行设定。