在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型披露了一種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站以及又多個面源網(wǎng)格化設(shè)置的基站與數(shù)據(jù)處理中心組成的自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所述基站由數(shù)據(jù)傳輸模塊連接的自動采樣模塊、傳感器模塊和氣象監(jiān)測模塊組成，所說的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心安裝有數(shù)據(jù)庫、地性數(shù)據(jù)、氣象擴散模型。該系統(tǒng)設(shè)置在保護區(qū)的基站一旦由于空氣質(zhì)量惡化發(fā)生采樣事件，數(shù)據(jù)處理中心按實時數(shù)據(jù)運行氣象擴散模型，計算出監(jiān)控區(qū)可能影響保護區(qū)的發(fā)生源，啟動設(shè)置在發(fā)生源附近的基站采樣，對采集的樣品利用快速氣相電子鼻進(jìn)行氣體樣品的指紋圖譜分析和比對指紋圖譜技術(shù)相似度，根據(jù)相似度進(jìn)行溯源。該系統(tǒng)具有精度高、分析速度快、實時抓取空氣樣品，為溯源定位提供了樣品保障。
【專利說明】
在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及一種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)，更進(jìn)一步設(shè)及一種結(jié) 合擴散模型設(shè)置自動采樣后指紋分析比對的空氣異味氣源定位溯源系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)進(jìn) 行溯源的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為敘述方便，本說明書中使用名稱如下：
[0003] 異味:給人不舒服難受感覺的氣味;惡臭:嚴(yán)重的臭味，屬于異味;不嚴(yán)格區(qū)分該名 稱的用法。異味/惡臭氣體發(fā)生源指一些生產(chǎn)單位、填埋場等釋放異味/惡臭氣體的排放源。 保護區(qū)指居民區(qū)、人口密集區(qū)等需要對空氣質(zhì)量進(jìn)行保護的區(qū)域，一般離開相對應(yīng)的監(jiān)控 區(qū)，一旦監(jiān)控區(qū)發(fā)生異味、惡臭氣體排放，會影響到保護區(qū)；監(jiān)控區(qū)指在工業(yè)園區(qū)、填埋場等 可能產(chǎn)生影響保護區(qū)空氣質(zhì)量的區(qū)域，在本實用新型中屬于要監(jiān)控的區(qū)域。監(jiān)控區(qū)中發(fā)生 了異味惡臭氣體排放，該排放的局部稱為排放源，也稱為發(fā)生區(qū)或發(fā)生源。發(fā)生源側(cè)重于自 然發(fā)生，排放源側(cè)重于主動排放，從監(jiān)測的角度，都是影響空氣質(zhì)量的異味或惡臭氣體發(fā)生 源。基站，本實用新型中設(shè)置的監(jiān)測網(wǎng)點的設(shè)備裝置，完成監(jiān)測空氣異味、氣象信息，電力供 應(yīng)等的整套裝置，可W是安裝在架子上的一個箱式裝置或一個小屋，能放風(fēng)防雨。
[0004] 由于工業(yè)排放，污染環(huán)境日益嚴(yán)重，損害人們的健康。環(huán)境空氣污染，異味氣體的 排放事件、特別是惡臭氣體排放事件時常發(fā)生，特別在一個區(qū)域有多個可能發(fā)生異味氣體 特別是惡臭氣體排放源存在時，利用現(xiàn)有技術(shù)常常難W定位具體的惡臭發(fā)生源/排放源，給 預(yù)警、治理、執(zhí)法帶來困難。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，通常運樣構(gòu)建在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)：網(wǎng)格化設(shè)置監(jiān) 測基站(或一個網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)點），將監(jiān)測基站的監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳給服務(wù)器或者稱為數(shù)據(jù)處理中 屯、，數(shù)據(jù)處理中屯、根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分布確定監(jiān)測值高的網(wǎng)點，確定惡臭源的大致區(qū)域。
[0006] 監(jiān)測基站通常配備氣象(氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速及惡臭監(jiān)測儀器。根據(jù)氣 象及惡臭數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)記錄的歷史數(shù)據(jù)，來推算發(fā)生/排放源的位置。
[0007] 運樣的網(wǎng)點中，惡臭測定通常針對惡臭標(biāo)志物進(jìn)行測量，但是
[000引1)發(fā)生惡臭時，即人感受到惡臭或者難聞或者不舒服，其特定惡臭標(biāo)志物濃度不 一定高；2)測定惡臭標(biāo)志物，由于具有相同標(biāo)志物的發(fā)生源多，運種情況下，難W區(qū)分惡臭 的來源/惡臭發(fā)生點；3)排放經(jīng)過一段時間后，排放發(fā)生時僅僅只有傳感器的讀數(shù)記錄，沒 有當(dāng)時空氣樣品留存，同樣對定位發(fā)生源帶來不確定性，更難依此進(jìn)行治理與執(zhí)法。
[0009]近年、使用電子鼻或電子鼻與電化學(xué)傳感器等聯(lián)合使用，例如，本發(fā)明人的"基于 特征污染物和電子鼻雙模式空氣異味監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)"（CN204667597U)中，由傳感器模塊、氣 象模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)處理中屯、組成。其中傳感器模塊中，選用選擇性傳感器對典型 惡臭氣體例如硫化氨化2S，W及琉基化合物，嚷吩類化合物）、氯化氨化C1)、胺類氣體(NH3 W及氨基化合物)和總揮發(fā)性有機物(TV0C)，W及用電子鼻對具有異味的氣體進(jìn)行監(jiān)控。其 中，所用的電子鼻例如法國阿默斯(Alpha M0S，法國）的金屬氧化物電子鼻，其中可選擇性 地裝有3個或者更多個、例如16個對于各類氣體敏感程度不同的傳感器，根據(jù)其響應(yīng)值或有 響應(yīng)特性形成的圖譜來確定與人所感覺到的惡臭的關(guān)系，能較好地解決人的感覺與傳感器 測量值的關(guān)系。
[0010] 依該技術(shù)方案，進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警，在異味氣體發(fā)生源點較少并且各發(fā)生源點物理 距離分散，也可W進(jìn)行溯源。但是，由于分辨率/精度有限，對發(fā)生源復(fù)雜，在物理距離上密 集，該類型的電子鼻就難W區(qū)分發(fā)生源，給溯源帶來困難。
[0011] 另外一種基于氣相色譜的電子鼻，機器內(nèi)有兩種極性不同的色譜柱，當(dāng)空氣樣品 氣體進(jìn)入色譜后，由于極性的不同，空氣中的成分分別在兩種色譜柱上的保留時間不同，形 成特有的二幅譜圖（也簡稱二維譜圖、指紋圖譜），對二幅圖譜進(jìn)行信息化處理，可W對來源 氣體進(jìn)行指紋化表征譜。其代表產(chǎn)品是法國阿默斯的快速氣相電子鼻例如KARA化E，它能快 速測定表征氣體樣品，定性的分析時間為每個氣體樣品最長5分鐘，儀器內(nèi)還預(yù)置了數(shù)萬種 化合物的二維指紋圖譜W及進(jìn)行指紋圖譜比對的軟件，可W對指紋圖譜進(jìn)行各種統(tǒng)計分 析，例如主成份分析(PCA)、判別因子分析(DFA)，計算出指紋圖譜之間的相似度。由于氣體 成分在色譜柱上分離保留時間都有差異，記錄的保留時間與豐度值形成圖譜，作為指紋進(jìn) 行表征，使其分辨率大大提高。
[0012] 其應(yīng)用可見中國專利申請："一種利用快速氣相電子鼻鑒別白酒品牌的方欺'（CN 104267134 A)，" 一種白酒等級的監(jiān)測方法"（CN 102980948 A)，"一種紅葡萄酒中"馬腐味" 不良風(fēng)味物質(zhì)的分析評價方法"（CN 104007194 A)，"一種利用快速氣相色譜型電子鼻指紋 分析系統(tǒng)鑒別黃酒酒齡的方法"（CN 102645502 A)，W及論文"基于電子鼻技術(shù)的地理標(biāo)志 大米產(chǎn)地溯源研究農(nóng)產(chǎn)品加工，2014( 12)，doi : 10.3969/jissn. 1671-9646 (X) .2014.12.041)，"基于氣相色譜的電子鼻氣體監(jiān)測系統(tǒng)"（技術(shù)與創(chuàng)新管理，2011第32卷第6 期，687-690)。表明可用該快速氣相電子鼻有效地區(qū)分和定性運些分析對象。
[0013] 本發(fā)明人，經(jīng)過銳意長期應(yīng)用研究開發(fā)，對在先的異味監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行升級改 造，發(fā)現(xiàn)采取技術(shù)手段禪合自動采樣系統(tǒng)，W及氣象擴散模型計算，結(jié)合快速氣相電子鼻 的技術(shù)手段，可W實時采樣、快速指紋化比對、可進(jìn)行精確溯源：當(dāng)保護區(qū)網(wǎng)點測定值達(dá)到 預(yù)設(shè)值時觸發(fā)自動采樣事件，根據(jù)擴散模型計算空氣質(zhì)量分布，找出監(jiān)控區(qū)中可能發(fā)生源 區(qū)域網(wǎng)點進(jìn)行自動采樣，將自動采樣獲得的樣品進(jìn)行快速氣相電子鼻分析，獲得樣品指紋， 進(jìn)行指紋比對，確定惡臭來源。克服了現(xiàn)有技術(shù)中惡臭發(fā)生時、難W及時采取空氣樣品W及 分析不及時W及溯源精度不夠高的缺陷，使得溯源過程快速，準(zhǔn)確；留置的樣品還可W用于 進(jìn)一步的分析鑒定。所設(shè)置的自動采樣系統(tǒng)還可W應(yīng)急采樣分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本實用新型提供一種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測應(yīng)急自動采樣系統(tǒng)，進(jìn)一步 提供一種根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)急自動采樣、快速指紋比對的空氣異味溯源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)及其使用該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行溯源的方法。
[0015] 本實用新型首先提供一種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測應(yīng)急自動采樣系統(tǒng)
[0016] 自動采樣模塊1，被設(shè)置為連接數(shù)據(jù)傳輸模塊2并根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸模塊巧旨令進(jìn)行采 樣動作;數(shù)據(jù)傳輸模塊2,具有多個數(shù)據(jù)交換接口，被設(shè)置為與外部通訊交換數(shù)據(jù)與指令，連 接傳感器模塊3、接受傳感器模塊3信號，指令自動采樣模塊1;
[0017] 傳感器模塊3,該模塊包含有對空氣異味成分有響應(yīng)的傳感器組，被設(shè)置為與數(shù)據(jù) 傳輸模塊2連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊2讀取傳感器模塊3數(shù)據(jù)。（圖1)
[0018] 第二、本實用新型提供一種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站20,包括W下模 塊：
[0019] 自動采樣模塊1，被設(shè)置為連接數(shù)據(jù)傳輸模塊2并根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸模塊巧旨令進(jìn)行采 樣動作;數(shù)據(jù)傳輸模塊2,具有多個數(shù)據(jù)交換接口，被設(shè)置為與外部通訊交換數(shù)據(jù)與指令，連 接傳感器模塊3、接受傳感器模塊3信號，連接氣象監(jiān)測模塊4、接受氣象監(jiān)測模塊4信息，指 令自動采樣模塊1;
[0020] 傳感器模塊3,該模塊包含有對空氣異味成分有響應(yīng)的傳感器組，被設(shè)置為與數(shù)據(jù) 傳輸模塊2連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊2讀取傳感器模塊3數(shù)據(jù)；
[0021] 氣象監(jiān)測模塊4,被設(shè)置為監(jiān)測該基站所在區(qū)域局部氣象信息。（圖2)
[0022] 第Ξ、本實用新型更進(jìn)一步提供一種根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采樣、快速指紋 比對的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)處理中屯、5、面源網(wǎng)格化設(shè)置的上 述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站20組成。（圖3)
[0023] 毫無疑問，整個裝置中需要電力的部件都需要配置電力，電力供應(yīng)系統(tǒng)可W根據(jù) 現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行配置，可W是市電，也可W是電池，特別是結(jié)合了太陽能、風(fēng)能，及電能儲存功 能的自給電源系統(tǒng)為好，也可W將配備市電與自給系統(tǒng)的結(jié)合供電。在本發(fā)明人的在先申 請(CN204667597U)中有詳細(xì)的說明。
[0024] 所述的對空氣異味成分有響應(yīng)的傳感器模塊3,可W選擇能敏感空氣異味的電子 鼻、特定惡臭氣體例如硫化氨化2S)、氨氣(畑3)等、總揮發(fā)性有機物(TV0C)等污染空氣的物 質(zhì)的傳感器的一種或數(shù)種組合而成，可W依據(jù)排放氣體的實際情況，選擇敏感的傳感器為 好。該模塊通常提供了信號調(diào)理和數(shù)據(jù)輸出接口，方便與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，被其他設(shè) 備讀取數(shù)據(jù)。
[0025] 為了達(dá)到傳感器模塊的輸出結(jié)果可W直接與人的感覺異味程度相一致，對傳感 器，特別是具有較好的信號調(diào)理處理功能的傳感器，電子鼻，可W進(jìn)行人工嗅辨賦值。例如 對法國阿默斯氧化物性電子鼻RQB0X可W依據(jù)如下方式進(jìn)行異味惡臭等級賦值，使得輸出 數(shù)據(jù)就是進(jìn)過人工嗅辨馴化的惡臭等級值：
[0026] 設(shè)定自動采樣條件，自動采集現(xiàn)場空氣樣品；
[0027] 對采集的空氣樣品，用電子鼻測定記錄，讓嗅辯員使用現(xiàn)場嗅辨儀嗅辨給出惡臭 等級值，把嗅辨給出的惡臭等級值賦值給電子鼻對應(yīng)的測定值(一組對應(yīng)值）；
[0028] 將獲得的對應(yīng)值給電子鼻的擬合軟件，獲得電子鼻響應(yīng)的回歸參數(shù)；
[0029] 將回歸參數(shù)應(yīng)用到電子鼻響應(yīng)模型，測定時電子鼻直接輸出惡臭等級數(shù)值。
[0030] 當(dāng)然，為了得到較準(zhǔn)確的回歸參數(shù)，需要采集的樣品數(shù)量至少6個W上，并且樣品 的濃度分別能覆蓋測定的范圍，通常人工隨機采樣，難W采集到樣品濃度分布均勻的樣品 組。因此，使用自動采樣系統(tǒng)，就可W設(shè)置傳感器特別是電子鼻的測定值達(dá)到一定值時進(jìn)行 采樣，例如對于惡臭值，設(shè)定1，2，4，6，10，20，40，60，80等值，進(jìn)行系統(tǒng)化采樣，用W馴化傳 感器特別是電子鼻。
[0031] 所述的自動采樣模塊1，主要由采樣容器、氣累、電動閥、氣壓傳感器和控制系統(tǒng)組 成，其中的采樣容器一般有采樣氣囊和采樣氣瓶。在采用氣囊時，可W采用累與氣囊連接， 采樣時直接累入空氣樣品。為了避免氣囊中殘存的氣體的影響，采用被動采樣為好，即設(shè)置 氣囊在一個容器(氣囊容置腔）內(nèi)，氣囊與氣囊容置腔之間設(shè)置成當(dāng)氣囊容置腔抽真空后， 氣囊與氣囊容置腔之間產(chǎn)生負(fù)壓狀態(tài)?；蛘咧苯硬捎脷怏w采樣瓶，例如蘇瑪罐，與控制閥和 氣累配合抽真空待用。當(dāng)接到采樣指令時，控制系統(tǒng)打開采樣閥，使得空氣由于采樣容器的 負(fù)壓而自動進(jìn)入采樣容器。當(dāng)然，氣囊容置腔可W事先不予抽真空，當(dāng)接到采樣指令時，再 啟動氣累抽真空。
[0032] 具體地，自動采樣模塊1構(gòu)成為：
[0033] 置于容置腔室11內(nèi)的采樣容器12,容置腔室11通過第一控制閥13與抽氣累14管線 連接，容置腔室11管線連接有壓力傳感器15,采樣容器12通過第二控制閥16管線與環(huán)境空 氣連接;壓力傳感器15信號連接至控制器17,控制器17連接第一控制閥13、第二控制閥16、 抽氣累14。（圖4)
[0034] 常態(tài)處于待機時，第一控制閥13與第二控制閥16處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0035] 運行時，可W按兩種方式進(jìn)行，第一種為將容置腔室11預(yù)抽真空，即：
[0036] 當(dāng)壓力傳感器15感知容置腔室11真空度下降時，控制器17開啟氣累14和開通第一 控制閥13進(jìn)行抽真空，保持容置腔室11的真空度;當(dāng)接收到采樣指令時，控制器17打開第二 控制閥16,環(huán)境空氣進(jìn)入采樣袋；當(dāng)采樣完畢時，控制器17關(guān)閉第二控制閥16,設(shè)置采樣完 畢狀態(tài)給數(shù)據(jù)傳輸模塊2。
[0037] 或者，按第二種方式，即容置腔室11不預(yù)抽真空，接到采樣指令時抽真空，即：
[0038] 當(dāng)接收到采樣指令時，控制器（17)開啟氣累（14)和第一控制閥（13)進(jìn)行抽真空容 置腔室（11)，打開第二控制閥（16)、環(huán)境空氣進(jìn)入采樣袋；當(dāng)采樣完畢時，控制器（17)關(guān)閉 第二控制閥（16)、氣累(14)和第一控制閥（13)，向數(shù)據(jù)傳輸模塊2發(fā)出采樣完畢信號。
[0039] 第二種方式與第一種方式，效果相同，還可W避免長時間真空狀態(tài)下的微量的泄 漏混雜。
[0040] 另外，也可W采用采樣容器12為蘇瑪罐進(jìn)行采樣，蘇瑪罐通常是預(yù)先抽真空狀態(tài) 的，運樣可W節(jié)約抽真空時間，運時，自動采樣模塊1為：
[0041] 預(yù)抽真空的采樣容器12,通過管路經(jīng)過第一控制閥13與氣累14連接，經(jīng)過管路與 壓力傳感器15連接，經(jīng)過控制閥16與環(huán)境空氣連接;壓力傳感器15信號連接至控制器17,控 制器17連接第一控制閥13、第二控制閥16、抽氣累14(圖5);
[0042] 具體運行方式為：當(dāng)壓力傳感器15感知采樣容器12真空度下降時，控制器17開啟 氣累14和第一控制閥13進(jìn)行抽真空，保持采樣容器12的真空度;當(dāng)接收到采樣指令時，控制 器17打開第二控制閥16,環(huán)境空氣進(jìn)入采樣容器12;當(dāng)采樣完畢時，控制器17關(guān)閉第二控制 閥16，設(shè)置采樣完畢狀態(tài)給數(shù)據(jù)傳輸模塊2。
[0043] 為了方便，采樣袋與氣路的連接采用可拆卸連接。一般能保持不泄漏的連接件即 可。
[0044] 自動采樣器的樣品存儲裝置可W配置1或者1個W上，配置1個W上為好，可W當(dāng)采 樣時間間隔短時，可W連續(xù)不間斷采樣。
[0045] 可W將所述的自動采樣模塊1并聯(lián)設(shè)置2到4個，通過控制器17并聯(lián)連接到數(shù)據(jù)傳 輸模塊2上(圖6);
[0046] 也可W將所述的自動采樣模塊1配置2到4個，設(shè)置為共用自動采樣模塊1中的氣累 14與控制器17,控制器17信號連接氣累14、及各自動采樣器模塊中的第一控制閥13、第二控 制閥16、壓力傳感器15,氣累14與各自動采樣模塊中的控制閥13連接。（圖7、8))也就是說， 把采樣器1中的累14與控制器17去除共用，剩下的部分10設(shè)置多個并聯(lián)到氣累14與控制器 17上，運樣利于空間的節(jié)約，設(shè)備的小型化。
[0047]通常采集的氣體樣品其成分容易變化，給準(zhǔn)確監(jiān)測帶來困難。因此，其采集氣體樣 品的容器需要采用避免氣體樣品成分的吸附、變化的容器例如E-switch牌侶錐復(fù)合膜氣體 采樣袋(2UW及ENTECH公司蘇瑪罐，運樣的采樣袋或蘇瑪罐的內(nèi)壁都進(jìn)行了特殊處理，使 得空氣樣品能保存較長時間而不變化;另一方面，樣品需要即時分析，避免長時間保存，運 就需要快速分析裝置，因此，快速氣相電子鼻是很好的選擇。特別當(dāng)待測氣體樣品數(shù)量較多 時，其優(yōu)勢就明顯了。
[004引所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊2，連接有傳感器模塊3、自動采樣模塊1，氣象模塊4，并通過 網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理中屯、5連接。
[0049] 所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊2,按照預(yù)設(shè)的格式和時間間隔，將基站監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括傳感 器數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理中屯、，同時按照W下Ξ種情況，向自動采樣模塊1發(fā)出自動采樣指 令，并將該事件上傳給數(shù)據(jù)處理中屯、：
[0050] 1)當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)到達(dá)設(shè)定值時;或者
[0051] 2)當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)超出儀器質(zhì)量控制臨界值(SQC)時;或者
[0052] 3)當(dāng)接收到數(shù)據(jù)處理中屯、發(fā)出的采樣指令時。
[0053] 所述預(yù)設(shè)的格式是指數(shù)據(jù)傳輸時采用的格式，有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn) 的，可W采用其標(biāo)準(zhǔn)，也可W采用任何方便和節(jié)約、快速傳輸?shù)姆绞?，通常是打包傳輸，所?的時間間隔，可W根據(jù)跟蹤或分析需要的精度等需求來確定，可W采樣幾十秒到幾分鐘間 隔比較實用，例如30秒到2分鐘。
[0054] 所述的當(dāng)傳感器到達(dá)設(shè)定值時，其中的設(shè)定值，可W設(shè)置為1個值，也可分段設(shè)置 多個設(shè)定值，用于監(jiān)控傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行采樣。
[0055] 當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)超出傳感器質(zhì)量控制臨界值數(shù)據(jù)(SQC)時，因為SQC記錄了儀器正常 運行時的波動范圍，當(dāng)讀數(shù)超出正常的波動范圍時，表示有異常，如果讀數(shù)表示空氣異味濃 度超出上限，可能是空氣異味發(fā)生;如果讀數(shù)異常低了，可能是儀器設(shè)備出了故障。
[0056] 所述分段設(shè)置，例如當(dāng)超出SQC上限時觸發(fā)第一采樣事件，在更高的設(shè)定值時觸發(fā) 第二采樣事件，W及第Ξ事件。即可預(yù)先根據(jù)需要和采樣袋數(shù)量設(shè)置幾個設(shè)定值。既可W預(yù) 設(shè)，也可W根據(jù)數(shù)據(jù)處理中屯、指令設(shè)定。
[0057] 所述當(dāng)接收到數(shù)據(jù)處理中屯、發(fā)出的采樣指令時，即數(shù)據(jù)處理中屯、根據(jù)需要可W發(fā) 出指令進(jìn)行采樣;特別當(dāng)遇到突發(fā)事件應(yīng)急狀況時，可W靈活地指令特定的基站進(jìn)行采樣 留置。
[0058] 數(shù)據(jù)傳輸模塊2與數(shù)據(jù)處理中屯、5的連接（圖3、圖9)，可W是有線或無線的網(wǎng)絡(luò)連 接，可W采用GPRS方式、3G、4G方式連接，與數(shù)據(jù)處理中屯、交換數(shù)據(jù)、發(fā)送和接受指令。數(shù)據(jù) 傳輸模塊2將監(jiān)測基站的數(shù)據(jù)打包發(fā)送給數(shù)據(jù)處理中屯、。
[0059] 在需要監(jiān)測的區(qū)域下稱監(jiān)控區(qū)）和可能受影響區(qū)下稱保護區(qū)）進(jìn)行網(wǎng)格化 設(shè)置網(wǎng)點基站，通過各基站的數(shù)據(jù)傳輸模塊2與數(shù)據(jù)處理中屯、相連，協(xié)同動作，形成監(jiān)測網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)。
[0060] 所述的面源網(wǎng)格化設(shè)置基站，是指在監(jiān)控區(qū)對可能發(fā)生源(排放源）W分割或者包 圍的方式設(shè)置多個監(jiān)測基站，在保護區(qū)設(shè)置至少1個監(jiān)測基站。根據(jù)保護區(qū)域的大小可W設(shè) 置多個監(jiān)測基站覆蓋保護區(qū)。（圖10)
[0061] 所述的保護區(qū)，是指需要保護其空氣質(zhì)量的區(qū)域，一般為居民區(qū)或人口密集區(qū)域， 一旦該保護區(qū)域發(fā)生了空氣質(zhì)量惡化，例如異味、惡臭讓人感覺到不舒服，此時，需要追溯 運些異味、惡臭氣體的來源---即溯源。
[0062] 現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)測，一旦發(fā)生了保護區(qū)的空氣異味、惡臭事件，根據(jù)監(jiān)控區(qū)域的網(wǎng)點 雖然記錄了與濃度相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)，但是，運些傳感器數(shù)據(jù)是一種人嗅覺的總體感覺，不 能區(qū)分保護區(qū)的異味、惡臭的氣體成分與監(jiān)控區(qū)的哪個部分（網(wǎng)點）的氣體成分相似，難W 溯源。
[0063] 所述的數(shù)據(jù)處理中屯、5,包括有數(shù)據(jù)庫模塊、氣相擴散模型模塊，運算處理指令模 塊;其中的數(shù)據(jù)庫模塊記錄包括各基站監(jiān)測數(shù)據(jù)、包括各自動采樣系統(tǒng)信息、空氣質(zhì)量傳感 器模塊數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、各基站地理位置數(shù)據(jù)，W及記錄有包含監(jiān)控區(qū)和保護區(qū)區(qū)域的地形 數(shù)據(jù);地形數(shù)據(jù)已經(jīng)有商用的免費的地形數(shù)據(jù)供食用，本實用新型中的地形數(shù)據(jù)有氣象擴 散模型自帶的地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入工具導(dǎo)入公用的地形數(shù)據(jù)為擴散模型所用；數(shù)據(jù)處理中屯、，實 時接收記錄來自各網(wǎng)點基站數(shù)據(jù)傳輸模塊2的數(shù)據(jù)。擴散模型按一定時間間隔，根據(jù)氣象數(shù) 據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、各基站地理位置數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)計算空氣異味氣體濃度分布，并根據(jù)設(shè)置， 發(fā)送給顯示終端。一定的時間間隔，可W按計算量和需求來確定，平常按數(shù)分鐘例如2分鐘 到10分鐘的時間間隔計算，即可得到實用精度的連續(xù)變換分布圖。在自動采集樣品事件發(fā) 生時，可W即時計算。
[0064] 根據(jù)W上具有自動采樣裝置的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)合快 速氣相電子鼻的分析指紋比對，本實用新型提供一種基于氣相色譜指紋的空氣異味發(fā)生 源溯源方法。
[0065] 該方法是運樣實現(xiàn)溯源的：
[0066] 當(dāng)保護區(qū)網(wǎng)絡(luò)感知空氣質(zhì)量發(fā)生異常時，觸發(fā)自動采樣事件(保護區(qū)氣體樣品）， 并把采樣事件信息上傳給數(shù)據(jù)處理中屯、5;
[0067] 數(shù)據(jù)處理中屯、5,根據(jù)氣象數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、各基站地理位置數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)計算 空氣異味氣體濃度分布，據(jù)此計算出對保護區(qū)可能產(chǎn)生影響的發(fā)生源范圍a,對發(fā)生源范圍 a內(nèi)網(wǎng)點基站發(fā)出自動采樣指令;發(fā)出進(jìn)行快速氣相電子鼻分析任務(wù)指令;（圖10)
[0068] 快速氣相電子鼻完成采樣樣品的指紋分析表征；
[0069] 快速氣相電子鼻指紋比對軟件將保護區(qū)的樣品指紋圖譜與監(jiān)控區(qū)的各樣品指紋 圖譜進(jìn)行比對，計算出監(jiān)控區(qū)各樣品與保護區(qū)樣品的相似度；
[0070] 根據(jù)相似度，確定發(fā)生源位置。
[0071] 所述的計算的擴散分布，其中包含了可能發(fā)生源網(wǎng)點對保護區(qū)異味、惡臭的貢獻(xiàn) 度推測數(shù)據(jù)，對保護區(qū)具有一定貢獻(xiàn)度的即為可能產(chǎn)生影響的發(fā)生源范圍a。
[0072] 指紋圖譜的相似度比對是在快速氣相電子鼻自帶的比對軟件中完成的，軟件能將 監(jiān)測的指紋圖譜進(jìn)行比對，給出相似度數(shù)據(jù)。
[0073] 假設(shè)發(fā)生源范圍內(nèi)的基站有3個，進(jìn)行了自動采樣得到指紋圖譜A，B，C，保護區(qū)的 樣品的指紋圖譜為D，那么可W將A，B，C分別與化k對，排出相似度的大小來。相似度越大，那 么越確定是影響保護區(qū)的發(fā)生源，完成溯源。
[0074] 其中所謂指紋比對，詳細(xì)的原理和操作可見其設(shè)備的說明指南，指紋圖譜比對方 法可W是主成分分析法PCA或判別因子分析(DFA)，都可W給出定義的相似度。
[0075] 本實用新型的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站構(gòu)成本實用新型監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的 一個網(wǎng)點，在一個網(wǎng)絡(luò)中可W根據(jù)實際情況進(jìn)行布點，理想的布點成方格，運樣由于布點的 規(guī)律，給數(shù)據(jù)運算等帶來便利，為了有效監(jiān)控和溯源可能的排放源，當(dāng)要監(jiān)控一個可能向大 氣排放有異味或惡臭氣體的發(fā)生源時，由于地理位置、建筑物等障礙，難W按方格在其發(fā)生 點布點，也不經(jīng)濟，通常是在其周圍（包圍）、相鄰可能發(fā)生源的交界(分割)或按一定的間隔 進(jìn)行布點設(shè)置。
[0076] 各基站自動采樣觸發(fā)條件可W根據(jù)需要設(shè)定。一般運行時，設(shè)置在監(jiān)控區(qū)的基站 的自動采樣觸發(fā)一般設(shè)置為接收到數(shù)據(jù)處理中屯、5的指令時，設(shè)置在保護區(qū)的基站的自動 采樣觸發(fā)一般設(shè)置為傳感器讀數(shù)超過一定闊值。
[0077] 本實用新型中所使用的快速氣相電子鼻，可W直接設(shè)置在網(wǎng)點，與自動采樣系統(tǒng) 設(shè)置在一起的在線方式，與采樣容器通過氣閥連接，當(dāng)?shù)玫讲蓸油瓿蛇M(jìn)行分析時，啟動儀 器，當(dāng)儀器進(jìn)入分析狀態(tài)時，開啟氣閥導(dǎo)入采樣進(jìn)入快速氣相電子鼻進(jìn)行分析，得到樣品指 紋圖譜，上傳數(shù)據(jù)處理中屯、；也可W采取離線測試方式，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)處理中屯、進(jìn)行指紋分 析指令后，將采樣樣品收集，進(jìn)行快速氣相電子鼻指紋分析獲得各樣品的指紋譜圖表征，上 傳數(shù)據(jù)處理中屯、?？紤]到快速氣相電子鼻的價格和運行成本，可采用在線的和離線相結(jié)合 的方式;離線方式也可采用車載移動方式，更能縮短分析時間。
[0078] 所述的氣相快速電子鼻，市場上已經(jīng)有供應(yīng)，法國阿默斯出產(chǎn)的，已經(jīng)有幾種型號 供應(yīng)，快速小型，例如HARACLE。其原理是，氣相快速電子鼻內(nèi)有兩種極性不同的色譜柱，當(dāng) 空氣樣品氣體進(jìn)入色譜后，由于極性的不同，在兩種色譜柱上的保留時間不同，經(jīng)過監(jiān)測記 錄保留時間與豐度值，并信息標(biāo)準(zhǔn)化處理后形成特有的二幅譜圖，該二幅圖譜簡稱為指紋 圖譜。不同來源的氣體，成分不同的氣體，其指紋圖譜不同，據(jù)此，可W進(jìn)行指紋比對。所謂 指紋圖譜，可W用直角坐標(biāo)系表示，也可W用極坐標(biāo)表示，當(dāng)極坐標(biāo)方式表示時，表現(xiàn)為星 云圖。一個典型的對于兩個排放源進(jìn)行測試，如圖11中工廠A(實線）與工廠B(虛線）的指紋 圖譜比對發(fā)現(xiàn)有明顯的區(qū)別，在兩根色譜柱上的保留時間和豐度不同。
[0079] 測試多個發(fā)生源(排放源），進(jìn)行統(tǒng)計分析，本實用新型的一個典型案例，對于發(fā)生 源3家工廠測試，主成分分析后，可W看出，該方法能明顯地區(qū)分3家(AG、AB、AM)排放源的特 性。（圖12)
[0080] 其中的氣象擴散模型，已經(jīng)有基于各種假設(shè)和理論的模型，基本原理是，主要根據(jù) 地形數(shù)據(jù)、大氣的氣壓、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向，計算出某種物質(zhì)在大氣中的時空分布。更精 細(xì)的模型帶有化合物數(shù)據(jù)庫，記錄有化合物在氣象條件下衰減，沉降等信息。運樣的擴散模 型，可多見文獻(xiàn)報道，也有商業(yè)提供，例如，法國Plum'AIR Dispersion model ling軟件，該 軟件基于拉格朗日模型，根據(jù)上傳的氣象(風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、氣壓、溫度、雨量、太陽福射）， 氣源位置與強度W及地理參數(shù)，模擬不同化學(xué)氣體W及惡臭的擴散情況，給出分布，并表示 為分布圖，按一定時間間隔計算分布并疊加形成擴散動態(tài)分布圖。根據(jù)該計算，可預(yù)測氣體 發(fā)生來源范圍和影響范圍W及各污染源點對于周邊區(qū)域的貢獻(xiàn)度。
[0081] 在本實用新型中，當(dāng)保護區(qū)自動采樣事件發(fā)生時，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、各 基站地理位置數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)計算空氣異味氣體濃度分布，根據(jù)預(yù)設(shè)值、計算出可能受影響 區(qū)域范圍W及可能發(fā)生源區(qū)域范圍（圖10)。
[0082] 數(shù)據(jù)處理中屯、根據(jù)該范圍數(shù)據(jù)給在范圍內(nèi)的網(wǎng)點發(fā)出自動采樣指令。
[0083] 對于大區(qū)域內(nèi)的小污染區(qū)域，該小區(qū)域可W進(jìn)行網(wǎng)格布點或包圍式布點，可W用 同樣系統(tǒng)和方法，比對出等效數(shù)據(jù)(空氣質(zhì)量異味發(fā)生時間、異味值、異味指紋），使用該等 效數(shù)據(jù)代表該小區(qū)域污染面源，可W作為更大大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的一個點（等效網(wǎng)點），運樣可W 增加網(wǎng)絡(luò)的可擴張性，布點的針對性，達(dá)到重點監(jiān)測兼顧成本節(jié)約的效果。
[0084] 更進(jìn)一步，當(dāng)采集到各可能的排放源的樣品時，就可W直接把保護區(qū)的樣品指紋 與其比對，給出相似度，直接溯源到可能的排放源。
[0085] 或者，在上述溯源比對的基礎(chǔ)上，同時進(jìn)行保護區(qū)樣品指紋圖譜與發(fā)生源的指紋 圖譜比對。
[0086] 如果直接與發(fā)生源的指紋圖譜比對，得到其中有相似度極高的發(fā)生源，可W直接 得出溯源結(jié)果，如果得不出相似度高的比對結(jié)果，可能原來的發(fā)生源的指紋圖譜發(fā)生了變 化，例如改變了生產(chǎn)工藝、配方，產(chǎn)品等使得排放氣體成份發(fā)生了變化，此時，還是應(yīng)該W監(jiān) 測基站指紋圖譜比對結(jié)果優(yōu)先。
[0087] 監(jiān)控區(qū)的可能排放源(也稱發(fā)生源)的樣品指紋圖譜，可W有幾種方式獲得：
[0088] 第一種是直接在其排放口采集空氣樣品，快速氣相電子鼻分析其指紋圖譜，存儲 在數(shù)據(jù)處理中屯、備查；
[0089] 第二種是，當(dāng)不能直接獲得排放源的樣品時，可W在發(fā)生保護區(qū)自動采樣時，溯源 到的基站，根據(jù)當(dāng)時的氣象數(shù)據(jù)，特別是風(fēng)向和風(fēng)速，可W特定到發(fā)生源，累積歷史數(shù)據(jù)，可 W得到監(jiān)控區(qū)內(nèi)的排放源樣品指紋；
[0090] 第Ξ種是，直接在排放源設(shè)置的基站設(shè)定自動采集樣品闊值，當(dāng)該基站附近的異 味濃度高時采集樣品，分析指紋圖譜，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)累積，可W得到該基站附近的排放源的 樣品指紋圖譜。
[0091] 通過W上方法，進(jìn)行積累數(shù)據(jù)，可W建成監(jiān)控區(qū)排放源的指紋圖譜庫。當(dāng)然、該指 紋圖譜庫也會隨時間而變化，利用本實用新型的自動采樣系統(tǒng)可W跟蹤更新監(jiān)控區(qū)排放源 的指紋圖譜庫，為直接溯源到排放源備查。
[0092] 綜上所述，本實用新型，在現(xiàn)有的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基 礎(chǔ)上，在基站設(shè)置了自動采樣系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)處理中屯、禪合了氣象擴散模型，能實時模擬監(jiān)控 區(qū)與保護區(qū)的空氣異味濃度分布，一旦發(fā)生嚴(yán)重空氣質(zhì)量問題即嚴(yán)重異味惡臭產(chǎn)生對保護 區(qū)的影響時，及時自動采集樣品，數(shù)據(jù)處理中屯、根據(jù)擴散模型的估算，指令監(jiān)控區(qū)內(nèi)可能的 發(fā)生源的基站自動采樣，借助快速氣相(色譜)電子鼻的快速指紋化分析、比對，可W精確地 確定發(fā)生源即溯源。技術(shù)效果是明顯的。網(wǎng)絡(luò)同時記錄了數(shù)據(jù)、留置了空氣樣品，可用于后 續(xù)分析需要。
【附圖說明】
[0093] 圖1在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測用自動采樣系統(tǒng)示意圖，由自動采樣模塊1、 數(shù)據(jù)傳輸模塊2和傳感器模塊3組成。
[0094] 圖2在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站構(gòu)成示意圖，在圖1的系統(tǒng)上增加了氣象 模塊4。
[OOM]圖3在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站連接了遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)處理中屯、5,可W交換 數(shù)據(jù)、接受指令示意圖。
[0096] 圖4在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測用自動采樣系統(tǒng)示意圖，其中的自動采樣模 塊1的構(gòu)成，留樣容器為采樣袋。
[0097] 圖5在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測用自動采樣系統(tǒng)示意圖，其中的自動采樣模 塊的構(gòu)成，留樣容器為蘇瑪罐。
[0098] 圖6在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測用自動采樣系統(tǒng)示意圖，具有多個留樣單元 10的自動采樣模塊的構(gòu)成。
[0099] 圖7在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測用自動采樣系統(tǒng)示意圖，具有多個留樣單元 10的的自動采樣模塊的構(gòu)成，留樣容器為采樣袋。
[0100] 圖8在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測用自動采樣系統(tǒng)示意圖，具有多個留樣單元 的的自動采樣模塊的構(gòu)成，留樣容器為蘇瑪罐。
[0101] 圖9多個在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站20與數(shù)據(jù)處理中屯、5的連接組成監(jiān) 測網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0102] 圖10在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布置W及采樣事件觸發(fā)示意圖，其中的 等高線表示由擴散模型計算的實時濃度分布。等高線越內(nèi)圈的表示濃度越高。監(jiān)控區(qū)域 200,保護區(qū)300。當(dāng)保護區(qū)觸發(fā)了采樣事件，在監(jiān)控區(qū)中，在一定濃度W上的范圍a為可能發(fā) 生源區(qū)域。201為設(shè)置在監(jiān)控區(qū)的基站20,202為發(fā)生源，301為設(shè)置在保護區(qū)的基站20。
[0103] 圖11快速氣相電子鼻分析兩個發(fā)生源氣體用分析指紋圖譜比對相似度(A工廠:實 線;B工廠:虛線)示意圖。
[0104] 圖12對快速電子鼻分析Ξ個發(fā)生源的指紋圖譜進(jìn)行主成份(PLA)后得到的二維識 別圖譜示意圖，從圖上可W清楚區(qū)分Ξ個工廠(AG、AB、AM)的特征。
【具體實施方式】
[0105] W下通過具體的系統(tǒng)配置和溯源步驟來更具體詳細(xì)說明本【實用新型內(nèi)容】，不構(gòu)成 對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本實用新型進(jìn)行的置換修改，W及本實用新 型系統(tǒng)的拓展的應(yīng)用方法乃屬于本實用新型的范圍。
[0106] 自動采樣模塊的配置：
[0107] 置于預(yù)抽真空容置腔室11內(nèi)的采樣容器12,預(yù)抽真空容腔室11通過第一控制閥13 與抽氣累14管線連接，預(yù)抽真空容腔室11管線連接有壓力傳感器15,采樣容器12通過第二 控制閥16管線與環(huán)境空氣連接;壓力傳感器15信號連接至控制器17,控制器17連接第一控 制閥13、第二控制閥16、抽氣累14;當(dāng)壓力傳感器15感知真空度下降時，控制器17開啟氣累 14和開通第一控制閥13進(jìn)行抽真空，保持預(yù)抽真空氣室的真空度；當(dāng)接收到采樣指令時，控 制器17打開第二控制閥16,環(huán)境空氣進(jìn)入采樣袋;當(dāng)采樣完畢時，控制器17關(guān)閉第二控制閥 16，設(shè)置采樣完畢狀態(tài)給數(shù)據(jù)傳輸模塊2 (圖2)。
[0108] 常態(tài)處于待機時，第一控制閥13與第二控制閥16處于關(guān)閉狀態(tài)?？刂破?7根據(jù)壓 力傳感器15信號感知真空度下降時，發(fā)出啟動抽氣累14,開通第一控制閥13,提高預(yù)抽真空 容置腔室11的真空度，當(dāng)壓力傳感器5信號感知真空度達(dá)到預(yù)定值時，發(fā)出關(guān)閉第一控制閥 13、停止抽氣累14的信號；當(dāng)控制器17接收到來自數(shù)據(jù)傳輸模塊2的自動采樣信號時，發(fā)出 開通第二控制閥16,環(huán)境空氣進(jìn)入采樣容器12,之后發(fā)出關(guān)閉第二控制閥16信號，向數(shù)據(jù)傳 輸模塊2發(fā)出采樣完畢信號。
[0109] 采用采樣容器12為蘇瑪罐時，預(yù)抽真空的采樣蘇瑪罐，通過管路經(jīng)過第一控制閥 13與氣累14連接，經(jīng)過管路與壓力傳感器15連接，經(jīng)過控制閥16與環(huán)境空氣連接;壓力傳感 器15信號連接至控制器17,控制器17連接第一控制閥13、第二控制閥16、抽氣累14;當(dāng)壓力 傳感器15感知真空度下降時，控制器17開啟氣累14和開通第一控制閥13進(jìn)行抽真空，保持 采樣蘇瑪罐的真空度;當(dāng)接收到采樣指令時，控制器17打開第二控制閥16,環(huán)境空氣進(jìn)入采 樣蘇瑪罐；當(dāng)采樣完畢時，控制器17關(guān)閉第二控制閥16,設(shè)置采樣完畢狀態(tài)給數(shù)據(jù)傳輸模塊 2(圖 4)。
[0110] 當(dāng)壓力傳感器15感知真空度下降時，控制器17開啟氣累14和開通第一控制閥13進(jìn) 行抽真空，保持預(yù)抽真空氣室的真空度；當(dāng)接收到采樣指令時，控制器17打開第二控制閥 16,環(huán)境空氣進(jìn)入采樣袋；當(dāng)采樣完畢時，控制器17關(guān)閉第二控制閥16,設(shè)置采樣完畢狀態(tài) 給數(shù)據(jù)傳輸模塊2。
[0111] 為了方便，采樣袋與氣路的連接采用可拆卸連接。一般能保持不泄漏的連接件即 可。
[0112] 根據(jù)需要，采樣單元可W設(shè)置1個或者1個W上，一般設(shè)置1-4個為好，實用的為1-3 個即重復(fù)設(shè)置并聯(lián)的采樣單元于自動采樣模塊1中（圖5、圖7)。
[0113] 具體元器件配置為
[0114] 采樣袋12:錐復(fù)合膜氣體采樣袋，E-swi tch牌，
[0115] 真空容置腔室為自制，依據(jù)采樣袋規(guī)格能夠放置采樣袋的可開合抽真空的腔室， 設(shè)置有供采樣袋與管線連接的接口W及與累和壓力傳感器連接的管線。
[0116] 控制閥13，控制閥16: SMC型真空電磁閥VT307，24VDC，亞德客
[0117] 壓力傳感器15:微型電子式真空壓力開關(guān)，臺灣KITA，KP102-R6 [011引控制器17:西口子化C，S7-200
[0119] 在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)：
[0120] 由多個監(jiān)測基站20和數(shù)據(jù)處理中屯、5組成；
[0121] 系統(tǒng)的監(jiān)測基站構(gòu)成：
[0122] 每個監(jiān)測基站20內(nèi)設(shè)置有傳感器模塊3，氣象監(jiān)測模塊4，自動采樣模塊1W及數(shù)據(jù) 傳輸模塊2;
[0123] 傳感器模塊3主要由電子鼻系統(tǒng)構(gòu)成，電子鼻系統(tǒng)采用法國ALPHA M.0.S公司的RQ BOX,主要有氣敏傳感器陣列、信號預(yù)處理和模擬預(yù)處理和模式識別Ξ部分組成。該電子鼻 通過對一種或多種氣味物質(zhì)的監(jiān)測來模擬人類的嗅覺系統(tǒng)。通過嗅辯員及嗅辯儀進(jìn)行擬合 馴化，可W直接輸出空氣異味等級讀數(shù)。
[0124] 氣象監(jiān)測模塊4采用德國LUFFT WS600-體式氣象站（http:// WWW. inshument. com. cn/netshow/SH101632/C123396 .htm)，可測定空氣溫濕度、氣壓、風(fēng) 速風(fēng)向和降水指標(biāo)。通過電容式傳感器測定大氣相對濕度;利用一個精準(zhǔn)的NTC模塊測定大 氣溫度;利用超聲波原理進(jìn)行測定風(fēng)速風(fēng)向；利用24G化的多普勒雷達(dá)測定每一滴雨/雪滴 的滴落速度，從而計算出降水強度、降水類型和降水量等降水指標(biāo)。所有指標(biāo)集成在一個傳 感器中，免維護。
[0125]
[0126] 傳感器模塊3與氣象監(jiān)測模塊4將監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)RS485傳輸至數(shù)據(jù)傳輸模塊2,數(shù)據(jù)傳 輸模塊2打包上傳至數(shù)據(jù)處理中屯、5。
[0127] 數(shù)據(jù)傳輸模塊2采用16位的高精度模塊，每組數(shù)據(jù)都是W30秒為一個單位進(jìn)行現(xiàn) 場存儲，并且每1分鐘上傳到服務(wù)器一個數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸采用3G通信技術(shù)將采集的數(shù)據(jù)上傳 至數(shù)據(jù)中屯、的服務(wù)器，并從數(shù)據(jù)處理中屯、5接受指令，對基站設(shè)備進(jìn)行操作，進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù) 分析。3G技術(shù)是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù) 據(jù)信息，速率一般在幾百化psW上。
[0128] 數(shù)據(jù)傳輸模塊2根據(jù)Ξ種模式控制自動采樣模塊1進(jìn)行采樣。1.預(yù)先設(shè)置闊值，如 果傳感器模塊3所得數(shù)值超出闊值;2 .將傳感器模塊3所得數(shù)據(jù)經(jīng)由SQC統(tǒng)計質(zhì)量分析，如 果數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)，則發(fā)送采樣信號；3 .接收到數(shù)據(jù)中屯、5所發(fā)出的采樣信號后，向自 動采樣模塊1發(fā)送采樣信號。
[0129] 網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)布置完成后，所有數(shù)據(jù)經(jīng)由3G傳輸至數(shù)據(jù)處理中屯、5,數(shù)據(jù)處理中 屯、5將所有數(shù)據(jù)存儲、分析及發(fā)布，并根據(jù)分析結(jié)果給出響應(yīng)意見。
[0130] 數(shù)據(jù)處理中屯、5將所得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，使用擴散模型軟件，模擬污染氣體W及惡臭 擴散情況。在污染發(fā)生時，通過擴散模型軟件反溯污染可能來源W及各點的貢獻(xiàn)度，并通過 數(shù)據(jù)中屯、5發(fā)送采樣信號至距離推算出的污染源最近的自動采樣模塊1進(jìn)行采樣。
[0131] 擴散模型軟件使用法國Plum'AIR Dispersion modelling軟件，該軟件基于拉格 朗日模型，根據(jù)上傳的氣象(風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、氣壓、溫度、雨量、太陽福射），氣源位置與強 度W及地理參數(shù)，模擬不同化學(xué)氣體W及惡臭的擴散情況，給出分布，并表示為分布圖，按 一定時間間隔計算分布并疊加形成擴散動態(tài)分布圖。
[0132] 自動采樣模塊1所取樣品，利用快速氣相電子鼻進(jìn)行分析，W各樣品的整體色譜圖 為各自的惡臭指紋，根據(jù)主成分分析(PCA)與判別因子分析(DFA)比對各污染源樣品與周邊 區(qū)域的惡臭指紋的相似度，W進(jìn)行溯源分析，如圖11。
[0133] 快速氣相電子鼻使用法國ALPHAM.0.S公司的肥RA化E，可W進(jìn)行有毒有害氣體快 速應(yīng)急監(jiān)測、水中揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機物監(jiān)測、±壤中揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機物監(jiān)測、污染 物排放、污染源的判定監(jiān)測、作業(yè)場所安全監(jiān)測和分析、惡臭監(jiān)測和分析。
[0134] 1)功能強大使用簡便的電子鼻，具有獨特的多功能特性
[0135] 2)兩根并行不同極性金屬毛細(xì)管色譜柱雙柱雙FID監(jiān)測器
[0136] 3)內(nèi)置冷阱-可預(yù)濃縮/脫附
[0137] 可獲得：
[0138] 1)氣味剖析圖與感官相關(guān)的特性描述-電子鼻功能
[0139] 2)根據(jù)氣相色譜原理進(jìn)行化合物的分離、鑒定與定量-快速色譜分析儀功能。
[0140] 不損失分辨率的快速分析
[0141] 1.快速程序升溫:達(dá)600 °C/min;
[0142] 2.分析周期短：5min
[0143] 高靈敏度
[0144] 半導(dǎo)體制冷吸附阱:可實現(xiàn)預(yù)濃縮脫附分析，增加高揮發(fā)性樣品的靈敏度(pg)
[0145] 良好的重現(xiàn)性
[0146] 1.保留時間 RSD<0.3%;
[0147] 2.峰面積 RSD<3%
[0148] 界面友好&功能強大的軟件
[0149] (一)簡便獨特的功能
[0150] 1.多元統(tǒng)計軟件包:簡便的數(shù)據(jù)分析
[0151 ] 2.多種譜圖解析工具:產(chǎn)品整體風(fēng)味對比
[0152] (二)個性化數(shù)據(jù)處理工具
[0153] 1.定性模型:產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)地、供應(yīng)商、批次間的對比
[0154] 2.質(zhì)控模型:產(chǎn)品一致性分析
[0155] 3.定量模型:風(fēng)味/惡臭強度、化合物濃度的預(yù)測
[0156] (Ξ)良好的重現(xiàn)性
[0157] 1.保留時間 RSD<0.3%
[0158] 2.峰面積 RSD<3%
[0159] Arochembase :Kovats 保留指數(shù)資料庫
[0160] 1.包含感官特性的化合物識別；
[0161 ] 2.通過應(yīng)用領(lǐng)域或化合物特性進(jìn)行分組；
[0162] 3.超過230 000條目，44 000種化合物；
[0163] 4.包含NIST數(shù)據(jù)庫；
[0164] 規(guī)格特性
[01化](一)進(jìn)樣模式&取樣方法
[0166] 1.液體&頂空進(jìn)樣模式(SPME/SPDE/口EX);
[0167] 2.手動&自動進(jìn)樣；
[0168] 3.可選購內(nèi)置累，由采樣袋或大氣中直接取樣，內(nèi)置吸附阱，溫度調(diào)節(jié)范圍（0-260 °〇
[0169] (二)色譜柱&爐溫
[0170] 1.2 根金屬毛細(xì)管柱（10m-0.18mm);
[0171] 2.載氣:氨氣或氮氣
[0172] 3.操作溫度:35°C-300°C
[0173] 4.高速升溫速率:可達(dá)600 °C /min，10 °C /s
[0174] (Ξ)監(jiān)測器雙火焰離子化
[017引1.監(jiān)測器(FID)，軟件控制自動FID點火；
[0176] 2.操作溫度:可達(dá)300°C
[0177] 3^10靈敏度：10-化〇10-124/111￥;
[017引 4.FID線性范圍>108
[0179] 5.監(jiān)測頻率：100Hz
[0180] (四）特性
[0181] 1.15min 內(nèi)啟動；
[0182] 2.保留時間RSD<0.3%，峰面積RSD<3% ;
[0183] 3.監(jiān)測限 nC12<100pg;
[0184] 4.分析周期:5min;
[01財（五)維護
[0186] 1.軟件全面監(jiān)控(FID點火，壓力、流量設(shè)定，升溫程序設(shè)定）
[0187] 2.日常維護(進(jìn)樣墊更換）
[0188] (六)基本特征
[0189] 1.尺寸規(guī)格:230x320x440mm化 X Η X P)
[0190] 2.重量:16kg
[0191] 3.電壓：100/115/230VAC
[0192] 4.電腦連接:USB
[0193] 5.操作條件:溫度0°C-30°C，濕度0-90%
[0194] 6.存儲條件:-20°C-60°C
[01M] 化)軟件
[0196] 1.完善的數(shù)據(jù)處理軟件:色譜圖，指紋圖（雷達(dá)圖，質(zhì)控圖，主成分分析圖，判別因 子分析圖，軟獨立建模分析圖）；
[0197] 2.多語言界面:漢語，英語，法語，西班牙語，德語，日語，韓語。
【主權(quán)項】
1. 一種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站，包括以下模塊： 傳感器模塊(3)，該模塊包含有對空氣異味成分有響應(yīng)的傳感器組，被設(shè)置為與數(shù)據(jù)傳 輸模塊(2)連接，數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)讀取傳感器模塊(3)數(shù)據(jù)； 氣象監(jiān)測模塊(4)，被設(shè)置為監(jiān)測該基站所在區(qū)域局部氣象信息； 其特征是，還包括以下模塊： 自動采樣模塊（1)，被設(shè)置為連接數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)并根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)指令進(jìn)行 采樣動作； 數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)，具有多個數(shù)據(jù)交換接口，被設(shè)置為與外部通訊交換數(shù)據(jù)與指令，連 接傳感器模塊(3)、接受傳感器模塊(3)信號，連接氣象監(jiān)測模塊(4)、接受氣象監(jiān)測模塊(4) 信息，指令自動采樣模塊(1)。2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站，其特征是所述的 自動采樣模塊(1)為： 置于容置腔室（11)內(nèi)的采樣容器（12)，容置腔室（11)通過第一控制閥（13)與抽氣栗 (14)管線連接，容置腔室（11)管線連接有壓力傳感器（15)，采樣容器（12)通過第二控制閥 (16)管線連接環(huán)境空氣;壓力傳感器（15)信號連接至控制器（17)，控制器（17)連接第一控 制閥（13)、第二控制閥（16)、抽氣栗(14)。3. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站，其特征是所述的 自動采樣模塊(1)為： 預(yù)抽真空的采樣容器（12)，通過管路經(jīng)過第一控制閥（13)與氣栗（14)連接，經(jīng)過管路 與壓力傳感器（15)連接，經(jīng)過控制閥（16)與環(huán)境空氣連接;壓力傳感器（15)信號連接至控 制器（17 )，控制器（17)連接第一控制閥（13 )、第二控制閥（16 )、抽氣栗（14 )，其中采樣容器 (12)為蘇瑪罐。4. 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站，其特征是，所述的 傳感器模塊(3)選自包括用于監(jiān)測TVOC濃度的TVOC傳感器、用于監(jiān)測H 2S濃度的H2S傳感器、 和用于監(jiān)測NH3濃度的NH 3傳感器、用于監(jiān)測空氣異味的電子鼻的一種或多種的組合。5. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站，其特征是，所述的 氣象監(jiān)測模塊(4)包括監(jiān)測空氣溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向的傳感器組成，被設(shè)置為監(jiān)測 基站所在區(qū)域局部氣象數(shù)據(jù)。6. -種在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)處理中心(5 )、面源網(wǎng)格化設(shè) 置的多個權(quán)利要求1至5的任一所述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測基站(20)組成。7. -種根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是， 所述面源網(wǎng)格化設(shè)置為在監(jiān)控區(qū)分割或包圍發(fā)生源設(shè)置多個監(jiān)測基站（20)以及在保 護區(qū)設(shè)置至少1個監(jiān)測基站(20)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)， 所述監(jiān)測基站(20)通過監(jiān)測基站的數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)網(wǎng)絡(luò)連接所述數(shù)據(jù)處理中心（5)， 所述數(shù)據(jù)處理中心(5)包括服務(wù)器，服務(wù)器中安裝有： 數(shù)據(jù)庫模塊，被設(shè)置為記錄包括各基站發(fā)送來的傳感器數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、自動采樣模塊 數(shù)據(jù)，記錄有地形數(shù)據(jù)、各基站地理位置數(shù)據(jù)； 氣象擴散模型模塊，按一定時間間隔，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)計算空氣 異味氣體濃度分布； 運算指令模塊，包括根據(jù)基站數(shù)據(jù)、空氣質(zhì)量分布數(shù)據(jù)，指令基站自動采樣。
【文檔編號】G01N35/00GK205449908SQ201521102826
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】周俊杰
【申請人】周俊杰