重量法环境空气颗粒物自动监测系统

一、系统概述：

        随着经济发展、社会进步和环境意识的增强，环境保护已经成为政府、企业、社会组织工作中的一项重要内容。目前，环境空气质量自动监测已经在全国各个大中城市普遍开展起来，中国正在为恢复蓝天碧水这样优美环境进行着不懈的努力。在众多的空气质量监测技术中，华南师范大学发明的、丹东百特仪器有限公司生产的重量法环境空气颗粒物自动监测系统独树一帜，该仪器自投放市场以来，以其良好的性能受到环境监测专家的广泛好评。一项由中国人发明的、具有完全自主知识产权的环境空气质量自动监测技术由此诞生，此项技术的发明和产业化的成功，标志着中国空气颗粒物自动监测工作完全依赖进口技术和仪器的历史结束。

        大家知道，国内外监测空气颗粒物的方法主要有振荡天平法、β射线法和光散射法等三种方法，它们分别是通过对振荡频率、消光量和散射光强的测量来间接反映空气中颗粒物的含量，是间接方法。重量法环境空气颗粒物自动监测系统是将精密天平直接安装到仪器中，由电脑控制机械手自动实现采样、称重、换膜等操作。监测数据通过GPRS或互联网实时传输到监测站，从而实现无人值守、模拟人工称重从而直接得到每立方米空气中颗粒的含量。重量法自动监测系统与《环境空气质量标准》中所规定的基础验证法完全一致。

二、突出特点：

1. 将基础验证法直接应用到自动监测仪器中：在环境空气颗粒物自动监测的所有方法中，手工采样重量法是用来验证其他方法的基础验证法。本系统就模拟了基础验证法的全过程，首先将将一台十万分之一的精密天平放置在恒温恒湿的称量室中，由机械手在恒温恒湿状态下模拟人工实现自动采样，自动称量，自动换膜，数据实时传输显示，从而直接得到每立方米空气中颗粒的真实含量，具有监测结果客观、准确、与基础验证法一致等优点。
2. 一机多用：本系统可进行单项、多项、多功能的特点和用途。
   1. (1)、自动监测系统：本系统就可用来监测环境空气PM1、PM2.5、PM10和DSP等单个监测项目或任意两个项目的组合，只需更换相应的采样器和设置软件参数，仪器内部不做任何改动。如可同时监测PM2.5和PM10两个项目。
   2. (2)、自动采样器：只要改一下软件状态设置，本系统就变成一台比手工采样器功能更强、使用更方便的自动采样器。它每24小时换一次滤膜。对更换后的膜处理由以下几种：可称重、发回数据并保存膜；可不称重保存膜以后取走；可不称重按时取走膜（与手工采样器一样）。自动采样器多膜存储功能避免手工采样器必须每天定时取滤膜的限制和辛苦，自动称量功能节省人工和建造天平室的麻烦。
   3. (3)、源解析样品自动采样器：通过修改软件参数设置，可以用来实现瞬间（短时间）采样、定时定点采样、长时间采样等，采样后的滤膜在恒温恒湿状态下得到稳定保存，为源解析工作提供可靠的样品。
3. 精度高，完全符合《环境空气质量监测规范》要求。首先，系统配备的天平是十万分之一的精密电子天平，保证了称量精度。其次，天平在恒温恒湿和减震的环境下运行，保证了天平的称量精度和稳定，从而进一步保证了天平称量结果准确可靠。第三，与基础验证法的流程和实现方式完全一致，就是用标准方法进行自动监测，结果当然准确可靠。
4. 模拟人工的机械手实现天平称量自动化：自动称量系统是通过电脑控制的精密机械手自动而平稳地将滤膜放置在天平上，稳定称重结束后又轻轻取下滤膜，并自动判断天平归"零"状态和稳定状态，称量过程完全自动进行，突破了天平称量无法实现自动化的难题，在世界上开创了用全新的重量法用于自动监测的先河，实现了环境空气颗粒物自动监测技术的革命。
5. 监测数据实时无线传输：系统设有GPRS或INTERNET两种方式，可实时将数据传输到一个固定IP地址的网站上，只要有一台上网电脑，就可以坐在办公室里直接查询仪器传输的数据、曲线和仪器运行状态等信息，并可对数据进行深入分析。

三、适用场合：

1. 环境监测站：空气质量平价点、空气质量对照点空气质量背景点。
2. 污染监测点：室内空气粉尘浓度监测、室外粉尘污染源监测。

四、性能指标：

1. 测量原理：重量法（自动称量）
2. 监测对象： PM1、PM2.5、PM10、DSP以及它们之间的两项组合。
3. 测量范围：0.5-2000μg/m³
4. 最低检出限：0.5μg/m³（24小时）
5. 称量条件：温度25±1℃，湿度50±2%,称重前样品恒重时间为1小时，离子风除静电。
6. 采样周期：45分钟（报数间隔：1小时）
7. 准确性校准：自动校准
8. 准确性：与基础验证法一致
9. 数据传输方式：GPRS或INTERNET
10. 空气流量：16.7 L/min
11. 滤膜：材料：F4，Ф47mm，储量30个，换膜周期120天
12. 供电电源：电压220VAC；功率300W

五、后记

        重量法环境空气颗粒物自动监测系统是丹东百特引进华南师范大学的科研成果和知识产权成功实施产业化的成果，是中国科学家发明的、由中国企业制造的、具有完全自主知识产权的、世界首创的最新环境监测系统。它的研制成功和投入使用，将改变目前环境空气颗粒物自动监测系统完全依靠间接方法和国外技术的历史，为环境空气质量监测事业开辟了新篇章。