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基于传感器技术的微型空气站在国内的应用

作者:admin来源:传感器专家网 日期:2017-9-6 12:16:11 人气: 标签:

  据了解,目前市场上存在两种监测方法和产品能满足上述需求,一种是标准方法的小型空气站(以下简称小型站),其中PM2.5分析仪采用射线法,SO2分析仪采用紫外荧光法;另一种是传感器技术的微型空气站(以下简称微型站),其中PM2.5采用光散射法,SO2采用电化学法。

  河北某县传感器微型站与某县环保局标准站PM2.5准确性对比图。资料图

  作为新型监测方法,传感器方法已在全国近50个城市得到应用,安装布点近1万台。鉴于传感器技术的发展和完善,微型站的监测已经得到普遍认可。其中,河北省已经制定并发布了网格化监测的地方标准(DB13),中国环境监测总站及北京市环境监测中心已经开展相关技术规范的制定工作,中国环境科学研究院也出具了权威使用报告。

  河北某县传感器微型站与某县环保局标准站SO2准确性对比图,资料图

  那么,相比传统的监测方法,传感器技术在大气环境质量监测的应用具备哪些突出的优势?能否大范围推广呢?

  据了解,目前市场上销售的小型站价格在30万到50万元之间,站房建设成本约1万元,年运维费约5万元;而相比,微型站的价格在6万~7万元之间,年运维费约1万元。

  成本的大幅降低,并不意味着传感器方法产品在满足技术要求方面打折扣。在现实应用中,标准方法的小型站只能监测两种参数,对安装要求高,前期需要方案设计、点位筛选和站房建设的准备,在协调好电源后,需要包括1名专业人士在内的2人~3人,三天安装完成。同时,后期维护和数据校准繁琐,需要消耗大量的人力、物力。

  相对而言,基于云校准+人工智能技术平台的传感器型微站,不仅小巧轻便、易安装,而且准确性满足当前环境监测的需求、成本低、能耗少,基本不需要现场运维,充分考虑现代仪器使用的自动化、智能化功能,实现了快速、准确、全参数、全场景、多功能监测的要求。

  此外,在数据的准确性上,传感器型微型站绝对偏差小、误差可控,完全符合国家标准的要求。以在河北省某县所布点的传感器微型站为例,通过与该县环保局标准站的数据进行比对,将传感器数据与国标站数据进行线性回归分析,以传感器设备数据为横轴,标准站数据为纵轴,计算回归曲线的斜率k和截距b(图①,图②),根据公式(|1-k|)100%计算,PM2.5、SO2数据与国站数据对比变化趋势一致,准确性较好,长期误差在10%以内。

  标准方法的小型站,只是小版本的传统空气站,仅能用于表征各乡镇空气质量状况,无法充分完善大气环境监测网络系统功能,达不到精细化溯源的功能。

  基于云校准+人工智能技术平台的传感器微型站,由于成本低、准确度高,可实现高密度精细化布点,使每个乡镇监测点位由当前的一个增加到几十个甚至上百个,由此形成的传感网络可覆盖从污染源到受体区域,监控污染形成的全过程,通过提供高精度空气质量地图、区域热点分析、污染排名分析和其他基础统计分析准确定位污染源,通过污染事件监控报警、污染溯源分析和专业的数据分析报告为科学精准治霾提供有力支撑,具有更强大的功能。

  目前,基于云校准+人工智能技术平台的传感器微型站已经在全国二十多个城市安装布点,实现了高密度精准化监管功能。

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