中国科技大学4-自动在线-2013-1.ppt
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第四章：
自动在线监测第四章：
自动在线监测1、概述：
、概述：
一、自动在线监测系统的组成：
一、自动在线监测系统的组成：
总站总站分分站站分分站站分分站站分分站站分分站站信息与数据信息与数据传递系统传递系统分站分站二、分站（子站）的主要任务：
二、分站（子站）的主要任务：
1.通过电脑按预定时间及监测项目通过电脑按预定时间及监测项目进行定时、定点监测。
进行定时、定点监测。
2.按照一定的时间间隔采集和处理按照一定的时间间隔采集和处理检测数据。
检测数据。
3.将测得的各类数据按不同的需要将测得的各类数据按不同的需要进行显示、打印和短期储存。
进行显示、打印和短期储存。
4.通过本（分站）站的无线电通过本（分站）站的无线电接收接收总站的总站的工作指令工作指令，并按总站的要求向其，并按总站的要求向其传送传送检测数据检测数据。
各分站的工作是常年连。
各分站的工作是常年连续运行的。
续运行的。
三、总站（中心站）的任务：
总站（中心站）的任务：
1.向各子站发出各种工作指令，管向各子站发出各种工作指令，管理子站的检测工作：
如开机、关机、校理子站的检测工作：
如开机、关机、校对监测仪器等对监测仪器等。
2.收集各子站的监测数据，并将收收集各子站的监测数据，并将收集到的数据进行数据处理。
如统计检集到的数据进行数据处理。
如统计检验，打印污染指标统计表或绘制污染指验，打印污染指标统计表或绘制污染指标分布图等。
标分布图等。
3.分门别类地将各种监测数据储存分门别类地将各种监测数据储存到磁盘上建立数据库，以便随时检索或到磁盘上建立数据库，以便随时检索或调用。
调用。
4.向各有关污染源所在处的行政管向各有关污染源所在处的行政管理部门发出污染指数超标或趋近超标理部门发出污染指数超标或趋近超标的污染警报，以便采取相应的对策。
的污染警报，以便采取相应的对策。
四、数据通讯与数据处理系统：
四、数据通讯与数据处理系统：
1.数据通讯数据通讯1）联机系统）联机系统2）脱机系统）脱机系统2.数据处理系统数据处理系统数据处理一般由总站的计算机完成，它的软件应数据处理一般由总站的计算机完成，它的软件应具有如下功能具有如下功能1）校正功能）校正功能2）运算功能）运算功能3）记录功能）记录功能4）报警功能）报警功能5）检误功能）检误功能6）预报功能）预报功能2、大气自动在线监测系统、大气自动在线监测系统（APMS）：
）：
一、系统组成：
一、系统组成：
APMS主要由总站、多个分站、车载活动主要由总站、多个分站、车载活动分站（需要时）等组成。
分站（需要时）等组成。
还包括还包括质量保证实验室质量保证实验室系统支持实验室系统支持实验室1.大气监测大气监测分站分站结构与仪器配置结构与仪器配置气象参数测定仪气象参数测定仪信号转换器信号转换器大气污染大气污染成分监测仪成分监测仪现场校正仪现场校正仪站房微机站房微机无线电无线电收发机收发机站房电站房电源控制源控制站房温站房温度控制度控制数字信号接口数字信号接口模拟信号转换器模拟信号转换器话筒话筒调制解调器调制解调器调制解调器调制解调器电电话话对监测仪器的要求：
对监测仪器的要求：
（1）.能长期无人值守自动运行能长期无人值守自动运行
（2）.给出的数据要准确可靠，能在给出的数据要准确可靠，能在预先设定的时间或根据遥控指令自动进预先设定的时间或根据遥控指令自动进行行零点零点及及跨度跨度校正。
校正。
（3）.测量范围及各项技术指标须符测量范围及各项技术指标须符合国家规定的空气质量标准要求。
合国家规定的空气质量标准要求。
（4）.仪器要易于维修，尽量减少维仪器要易于维修，尽量减少维修保养的频次。
修保养的频次。
（5）.仪器运行须符合国家安全规定。
仪器运行须符合国家安全规定。
2.大气自动监测大气自动监测总站的配置、作用总站的配置、作用与要求与要求控制台控制台主机主机辅机辅机调制解调器调制解调器无线电无线电收发机收发机电话电话调制解调器调制解调器电话线电话线宽行打宽行打印机印机图像打图像打印机印机绘图绘图数字数字总站的运行方式：
总站的运行方式：
（1）总站总站定时向各分站轮流定时向各分站轮流发询发询问信号问信号，各分站各分站按一定格式依次按一定格式依次发发回数据回数据，对数据要进行差错，对数据要进行差错校验校验及及纠正纠正，有疑问时可指令分站重发。
具有随机有疑问时可指令分站重发。
具有随机查查询询分站实时数据并分站实时数据并收集收集分站运行状态的分站运行状态的功能。
对数据进行储存、处理、输出。
功能。
对数据进行储存、处理、输出。
（2）.对全系统运行的实时控制，包括：
对全系统运行的实时控制，包括：
a）通讯控制通讯控制b）子站监测仪器操作的控制，如子站监测仪器操作的控制，如校零、校跨度，控制开关、流量等。
由校零、校跨度，控制开关、流量等。
由总站主机统一调度指挥，经分站微机执总站主机统一调度指挥，经分站微机执行。
行。
c）对污染源超标排放时的警戒控制。
对污染源超标排放时的警戒控制。
二、系统监测布点和监测项目：
二、系统监测布点和监测项目：
1.布点原则布点原则2.布点地区布点地区3.监测项目监测项目三、三、大气自动在线监测装置大气自动在线监测装置1.多支路集中采样系统：
多支路集中采样系统：
抽抽气气风风机机排排气气口口抽抽气气风风机机排排气气口口湿湿气气阱阱支路接头支路接头支支路路接接头头总总管管屋顶屋顶采样头采样头aba:
垂直层流式多支路支管系统垂直层流式多支路支管系统b:
竹节式多支路采样系统竹节式多支路采样系统2.紫外紫外-荧光法荧光法SO2自动在线监测仪自动在线监测仪SO2SO2数据处理与数据处理与传输系统传输系统光电倍增管光电倍增管样气出口样气出口透透镜镜第第二二滤滤光光片片样气进口样气进口紫紫外外光光源源光源滤光片光源滤光片紫外荧光法测量原理紫外荧光法测量原理3、化学发光法化学发光法NOx自动在线监测仪：
自动在线监测仪：
O3NONO2信号放大信号放大与与处理处理臭氧发生器臭氧发生器NO2/NO转换器转换器臭氧发生器臭氧发生器无转换无转换光光电电倍倍增增管管制制冷冷器器反应室反应室4、O3自动在线监测仪：
自动在线监测仪：
吸收池吸收池光源光源检检测测器器数据处理数据处理显示显示滤滤光光器器排气排气泵泵样样品品入入口口零零气气入入口口吸光池吸光池阀阀254nm5.CO自动在线监技术：
自动在线监技术：
气体滤光器相关光谱法（气体滤光器相关光谱法（GFC）GFC是基于被测气体的红外吸收光是基于被测气体的红外吸收光谱的谱的精细结构精细结构与其他共存气体的红外吸与其他共存气体的红外吸收光谱的收光谱的结构结构进行进行相关性比较相关性比较,比较时使比较时使用高浓度的用高浓度的被测气体被测气体作为红外光谱的作为红外光谱的滤滤光器光器,因而称为气体滤光器相关光谱法因而称为气体滤光器相关光谱法.N检测器检测器放大器放大器信号处理信号处理信信号号1信信号号2N2CO样样品品池池红红外外光光气体过滤相关轮气体过滤相关轮参参比比光光束束测量光束测量光束6.pM2.5自动在线测定仪自动在线测定仪BAM-1020（美国）（美国）本仪器采用的是本仪器采用的是射线测试法，内部设置一个射线测试法，内部设置一个小型的小型的射线源，测试图可简要表示如下：
射线源，测试图可简要表示如下：
射线射线射线源射线源过滤膜过滤膜检测器检测器采样口采样口射线测试法原理：
射线测试法原理：
粉尘粒子吸收粉尘粒子吸收射线的量与粉尘粒子的质量成正比关系。
射线的量与粉尘粒子的质量成正比关系。
根据粉尘粒子吸收根据粉尘粒子吸收射线的多少，计测出粉尘的质量浓度射线的多少，计测出粉尘的质量浓度（mg/m3）。
此原理不受粉尘粒子大小及颜色的影响。
）。
此原理不受粉尘粒子大小及颜色的影响。
开始测试时，发射的开始测试时，发射的射线首先通过一个洁净的过滤带，射线首先通过一个洁净的过滤带，由检测器测定由检测器测定射线的强度后，把该过滤带推至采样口，粒射线的强度后，把该过滤带推至采样口，粒子物质被吸入采样口并且沉积在滤带上，当采样结束后，过子物质被吸入采样口并且沉积在滤带上，当采样结束后，过滤带返回到其原始位置，再重新测量透过截面的滤带返回到其原始位置，再重新测量透过截面的射线，根射线，根据两次测量结果推算出粒子的浓度。
据两次测量结果推算出粒子的浓度。
本仪器通过先进的微处理器系统控制，全自动化测量，本仪器通过先进的微处理器系统控制，全自动化测量，直读、快速、操作简便。
测量范围为直读、快速、操作简便。
测量范围为050mg/m3。
7.压电晶体差频法大气飘尘自动监测仪：
压电晶体差频法大气飘尘自动监测仪：
温度控制测量温度控制测量大气飘尘自动监测仪大气飘尘自动监测仪温度控制测量温度控制测量大气飘尘自动监测仪大气飘尘自动监测仪8.汽车尾气长光程吸收光谱自动在线监测汽车尾气长光程吸收光谱自动在线监测装置装置反光镜反光镜光源与检测器光源与检测器车牌摄像仪车牌摄像仪数据处理数据处理与显示与显示3.水质自动在线监测系统水质自动在线监测系统（WPMS）：
）：
WPMS就是在一个水系或一个就是在一个水系或一个地区设置若干个连续自动监测仪器的地区设置若干个连续自动监测仪器的分站，由一个总站控制，以自动连续分站，由一个总站控制，以自动连续的测定几个项目，做到及时、准确地的测定几个项目，做到及时、准确地掌握地表水和污水水质及变化情况。
掌握地表水和污水水质及变化情况。
一、水质连续自动监测分站：
一、水质连续自动监测分站：
1.分站的配置与结构分站的配置与结构COD测定仪测定仪BOD测测定仪定仪总有机碳总有机碳测定仪测定仪通讯机通讯机计算机计算机A/D转换器转换器通道连接器通道连接器温度测温度测定仪定仪PH测测定仪定仪电导测电导测定仪定仪氧化还原电氧化还原电位测定仪位测定仪溶解氧溶解氧测定仪测定仪氨氮测氨氮测定仪定仪采采水水系系统统2.分站的设置：
分站的设置：
3.采样装置及采样方法：
采样装置及采样方法：
分站内的采水系统分站内的采水系统浮动泵浮动泵打打水水管管溢流管溢流管缓冲槽缓冲槽站房站房各种仪器各种仪器取样管取样管各各种种检检测测仪仪器器排水管排水管采样方法：
采样方法：
a）瞬时采样定时周期采样b）周期采样定流量周期采样定速连续采样c）连续采样变速连续采样二、二、监测项目：
监测项目：
三、监测方法及自动在线监测仪：
三、监测方法及自动在线监测仪：
1.监测方法：
监测方法：
1）FIA测定法（流动注射分析法）测定法（流动注射分析法）2）选择各种传感元件直接测定法）选择各种传感元件直接测定法2、一般项目一般项目的综合自动在线监测的综合自动在线监测温温度度溶解氧溶解氧电导率电导率pH浊浊度度显显示示清洗水清洗水水质一般指标自动测试系统水质一般指标自动测试系统过滤器过滤器测定水测定水监测系统监测系统数据处理数据处理3.COD自动在线监测自动在线监测KMnO4氧化法测量装置：
氧化法测量装置：
数据处理数据处理K2CrO7氧化法测量装置氧化法测量装置数据处理数据处理CODUV自动在线监测仪（简易法）：
自动在线监测仪（简易法）：
光源光源数据处理数据处理4.BOD自动在线监测系统自动在线监测系统微电流测微电流测量仪量仪样样品品溶溶液液标标准准液液清清洗洗液液磷磷酸酸盐盐缓缓冲冲溶溶液液定定量量泵泵空空气气泵泵12废废液液生物传感器生物传感器5.总有机碳（总有机碳（TOC）自动在线监测）自动在线监测安全系统安全系统水样水样泵泵混合槽混合槽盐酸液槽盐酸液槽除除CO2槽槽燃燃烧烧炉炉气气夜夜分分离离槽槽红红外外分分析析仪仪冷却冷冷却却水水O2N2定定量量泵泵数数据据处处理理与与传传输输TOC自动在线监测系统自动在线监测系统540nm吸吸收收池池恒温槽恒温槽反应管反应管Cu-Cd还原柱还原柱泵泵泵泵显显色色液液水样水样废液废液NO3、NO2同时分析的同时分析的FIA系统系统_6.NO3、NO2自动在线监测自动在线监测-
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