自动监测技术在城市空气质量检测中的运用

李卫东

摘 要：城市空气质量成为了现代人们普遍关注的一项重要内容，随着社会经济的发展，城市空气质量不断恶化，对人们的健康造成了较大的危害，必须对空气质量加强管理与检测，自动监测技术的应用能够让信息采集、数据传输等工作更加高效率的完成，使得城市空气质量检测工作的管理水平得到提升，为人们提供更加真实可靠的实时数据。

关键词：自动监测技术；城市空气质量；检测

原有的空气质量检测通常是采取的现场手动采样的方法，将采集的样品带到实验室分析，这种工作方式存在误差大、监测效率低、缺乏代表性等缺点，而且对空气质量出现的动态变化也不能及时的反映，自动监测技术的应用则能够克服这些缺点，实现对空气质量的自动化采集，使得相关的质量状况分析更加科学、客观，也能够为后期的管理部门的数据分析提供更加准确的参考。

1 自动监测系统的构成

1.1 硬件结构分析

自动监测技术属于自动测控系统的组成部分，对空气质量实行自动监测，相关的组织结构主要是由一个中心站与多个监测子站形成的，子站与中心站之间能自动联系，中心站控制子站各项工作[1]。通过子站中具备的各种设备仪器去对空气质量进行检测，对空气中含有的污染物的情况进行准确测量，将获得的结果转变为模拟量存储到数据采集器之中，然后对存入的数据进行专业化的分析，中心站与子站之间是通过Modem相互连接的，可以对子站的数据进行下载，然后在报表软件中对其进行编辑。中心站主要是由PC机、Modem等仪器设备构成的，而子站的设备结构则需要按照监测项目的需要进行调节，通常会由零气源、NO2分析仪、PM10分析仪等构成。子站之间主要就是通过数据线进行电信号的传递，这样数据采集器才能对分析仪获得的数据进行完整采集，并且还能对分析仪进行校准，确保其测量结果的精准。

1.2 软件构成分析

中心站所使用的软件主要是由DECS2000程序与中文报表程序构成的，软件是基于中文Window NT 4.0与SP6为操作系统平而得以正常运行的，软件SQL Server 2000与ODBC是关系数据库平台[2]。通过Excel2000进行报表的制作与生成，利用中文报表软件按照规定期限对DESC2000数据库中的原始数据进行提取，然后进行分析处理，制作成表格存入到数据库之中，还需要对其中的原始数据进行详细的统计，制作出小时值、日值的统计数据，其中包含有数据的最大值、最小值以及平均值等内容，也需要制成表格存入数据库。在使用的时候能够直接的利用报表软件浏览相关数据表格，也可以先进行动态数据的交换，把数据输入到数据表格之中，形成Excel报表进行查看。

2 自动监测技术在城市空气质量检测中的应用

2.1 数据采集技术的应用

现代计算机技术发展迅速，很多的空气质量监测子站开始使用工控机进行检测作业，开发出了适合自己的个性化的数据采集程序[3]。工控机主要就是适合在工业现场使用的一种计算机，而通常在工业现场会存在比较频繁的震动，灰尘也比较多，电磁场力的干扰也较强，同时工厂又是连续作业，所以，工控机在设计时需要具备几个方面的特点。第一个就是使用钢结构制作机箱，增强设备的防磁、防冲击等的能力。第二个就是在机箱内部设置专门的底板，底板上设置PCI与ISA插槽。第三个就是机箱内加入专用的电源，提升其抗干扰能力。第四就是设备需要能够符合长时间连续工作的要求。最后就是选择安装方便的标准机箱。在实际的空气质量数据采集的时候，主要分为3种模式，第一种模式就是通过ESC88进行模拟量数据的采集，然后中心平台利用电话拨号把实时数据收回。第二种就是利用工控机发布协议命令的方式获得数据，通过网络再把数据传输到中心平台。第三种就是工控机把ESC8800获得的相关数据通过网络传输到中心平台。总体来说第二种模式受天气因素的影响比较小，存储数据量比较大，应用方便。

2.2 自动化质控技术的应用

对空气质量进行的自动监测，期中的质控工作主要有仪器的运维和形成数据有效性的审核机制等内容，监测仪器在运维中出现的变动故障是造成监测数据异常的重要原因，所以，巡检员应该每周进行一次巡检，对仪器的具体精密度进行校准，排除可能存在的故障隐患等。为了让仪器能自动校准，就需要先对现场标气阀门进行检漏测試，在其不漏气的情况下继续进行下一步操作，自动化质控技术可以确保仪器数据的精准性，让运维操作更加规范，对子站中发生的事件进行记录，并且能够上传储存起来，在监控窗口中呈现出来，其中包含的事件主要有几种：

一种是在子站巡检员进行现场零点、跨度校准及远程启动校准操作，系统需自动生成相应的记录并上传，主要采用文本形式进行记录。校准记录的内容主要有校准参数名称及设置浓度等。另外，还需要记录校准的开始与结束的具体时间，对校准结束后分析仪上显示的读数进行观察记录。在记录过程中需要区分其属于现场校准还是远程校准。如果是现场校准则应该确保仪器通过了校准调节，利用监测现场的工控机软件，能够对运维员的操作步骤进行详细的记录，这样运维表单就能够实现无纸化管理了，对日后的查阅及归档等工作都提供了较大的便利。

3 结束语

自动监测技术在城市空气质量检测中的应用能够发挥非常大的积极作用，使得城市中空气质量检测的水平得到了提升，使得监测工作实际具备的时效性及连续性都得到了加强，这对于城市的经济发展及环境监测工作的顺利发展都是非常有帮助的，自动监测技术为城市空气质量管理提供了便利，能够进一步促进城市空气质量的改善，让人们能够生活在更加湛蓝的天空下，呼吸更加洁净、健康的空气。

参考文献

[1]赵宇.城市道边空气质量自动监测系统设计[D].中国科学技术大学，2014.

[2]吕臻.城市空气质量检测系统的设计与实现[D].郑州大学，2014.

[3]张航.自动监测技术在城市空气质量监测中的应用[A].自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C].2008：3.

（作者单位：资阳市环境监测中心站）