Ηλεκτρονική παρακολούθηση ατμοσφαιρικών βαρέων μετάλλων
Το Atmospheric Heavy Metal On-line Monitor είναι μια προηγμένη λύση παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα, σχεδιασμένη για συνεχή και αξιόπιστη μέτρηση των αερομεταφερόμενων σωματιδίων και της περιεκτικότητας σε ατμοσφαιρικά βαρέα μέταλλα. Ενσωματώνει τεχνολογία σύντηξης φθορισμού ακτίνων Χ (XRF), ανίχνευση απορρόφησης ακτίνων β και ένα αυτόματο σύστημα εμπλουτισμού σωματιδίων αέρα για την παροχή σταθερών, επαναλήψιμων και ακριβών αποτελεσμάτων μέτρησης. Αναπτυγμένο για μακροπρόθεσμη περιβαλλοντική παρακολούθηση, το σύστημα συμμορφώνεται με την πρότυπη μέθοδο IO-3.3 της Υπηρεσίας Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (EPA), καθιστώντας το κατάλληλο για προγράμματα κανονιστικής παρακολούθησης, ερευνητικά ιδρύματα και εφαρμογές περιβαλλοντικής αξιολόγησης.
Αυτός ο αναλυτής παρέχει ακριβή μέτρηση της συγκέντρωσης σωματιδίων στον αέρα, ενώ ταυτόχρονα προσδιορίζει τη στοιχειακή σύνθεση των συλλεγόμενων σωματιδίων. Είναι ικανός να ανιχνεύει ίχνη βαρέων μετάλλων όπως μόλυβδο, κάδμιο, χρώμιο και αρσενικό, ενώ παράλληλα υποστηρίζει την παρακολούθηση της συγκέντρωσης σωματιδίων (PM). Σχεδιασμένο για λειτουργική αποτελεσματικότητα και σταθερότητα, το σύστημα υποστηρίζει πλήρως αυτοματοποιημένη και μη επιτηρούμενη λειτουργία, επιτρέποντας τη συνεπή συλλογή δεδομένων σε εκτεταμένες περιόδους παρακολούθησης με ελάχιστη χειροκίνητη παρέμβαση.
βασικά Χαρακτηριστικά
- Συνεχής διαδικτυακή παρακολούθηση των βαρέων μετάλλων και των σωματιδίων στην ατμόσφαιρα
- Συνδυασμένη συγκέντρωση μάζας PM και στοιχειακή ανάλυση σε ένα μόνο σύστημα
- Υψηλή ευαισθησία για ανίχνευση βαρέων μετάλλων σε επίπεδο ιχνών
- Σχεδιασμένο για μακροχρόνια, σταθερή και χωρίς επίβλεψη λειτουργία
- Κατάλληλο για σταθερούς σταθμούς παρακολούθησης και κινητές εγκαταστάσεις παρακολούθησης
Εφαρμογή
- Ηλεκτρονική παρακολούθηση των βαρέων μετάλλων PM2.5
- Ηλεκτρονική παρακολούθηση βαρέων μετάλλων στα καυσαέρια
- Επείγουσα αντιμετώπιση ατυχημάτων με ρύπανση από καπνό
- Επιτόπιοι έλεγχοι εκπομπών καυσαερίων από επιχειρήσεις
- Ηλεκτρονική παρακολούθηση πυρηνικής ακτινοβολίας σε σταθμούς παρακολούθησης ακτινοβολίας
- Ανίχνευση βαρέων μετάλλων μετά από στερεά απόβλητα ή αποτέφρωση αποβλήτων
- Ταχεία ανίχνευση βαρέων μετάλλων στα καυσαέρια αυτοκινήτων
- Περιβαλλοντική αξιολόγηση και αδειοδότηση
- Αναγνώριση και ιχνηλασιμότητα πηγών ρύπανσης, πρόβλεψη ρύπανσης και έγκαιρη προειδοποίηση
- Ανίχνευση πειραμάτων πεδίου και επιβολή του νόμου
Επεξήγηση της διαδικασίας φθορισμού ακτίνων Χ
Όταν ένα δείγμα βομβαρδίζεται με ακτίνες Χ, η ενέργεια διεγείρει τα άτομα που βρίσκονται μέσα σε αυτό, παράγοντας φθορισμό ακτίνων Χ. Αυτό συμβαίνει καθώς οι ακτίνες Χ εκτοξεύουν εσωτερικά ηλεκτρόνια από τις στοιβάδες Κ και L ενός ατόμου. Τα κενά που προκύπτουν γεμίζονται από εξωτερικά ηλεκτρόνια με υψηλότερη ενέργεια, τα οποία απελευθερώνουν την περίσσεια ενέργειας ως φθορισμό ακτίνων Χ κατά τη μετάβαση σε τροχιακά χαμηλότερης ενέργειας.
Αυτές οι εκπεμπόμενες γραμμές ακτίνων Χ χρησιμεύουν ως μοναδικές υπογραφές για τα στοιχεία, όπως ακριβώς τα δακτυλικά αποτυπώματα, και δεν επηρεάζονται από το χημικό σθένος του ατόμου. Η ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας συσχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση του συγκεκριμένου στοιχείου στο δείγμα.
διαμόρφωση
Ο ατμοσφαιρικός αναλυτής βαρέων μετάλλων online διαθέτει σύστημα εμπλουτισμού σωματιδίων στον αέρα, σύστημα μεμβράνης πηνίου, μονάδα ανίχνευσης απορρόφησης ακτίνων γ, σύστημα ανάλυσης XRF και σύστημα ελέγχου μέσω υπολογιστή. Εκτός από τον κόφτη σωματιδίων και την αντλία δειγματοληψίας, ολόκληρο το σύστημα περικλείεται σε ένα ενιαίο συμπαγές κουτί, εξασφαλίζοντας εύκολη μεταφορά και απλή εγκατάσταση.
Τεχνική αρχή
Ο αναλυτής ατμοσφαιρικών βαρέων μετάλλων χρησιμοποιεί ένα σύστημα δειγματοληψίας ακριβείας σταθερής ροής για να εξασφαλίσει τον ακριβή έλεγχο του συλλεγόμενου όγκου αέρα. Τα σωματίδια αέρα εμπλουτίζονται μέσω μιας μεμβράνης φίλτρου και η μέθοδος απορρόφησης ακτίνων β χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της συγκέντρωσης σωματιδίων στη μεμβράνη φίλτρου, με τη συγκέντρωση σωματιδίων αέρα να συμβολίζεται ως C1 (μg/m³).
Στη συνέχεια, εφαρμόζεται τεχνολογία φθορισμού ακτίνων Χ για την ανίχνευση της στοιχειακής περιεκτικότητας στα σωματίδια, παρέχοντας τη συγκέντρωση των στοιχείων στον αέρα ως C2 (ng/m³). Συνδυάζοντας τις μετρήσεις της συγκέντρωσης σωματιδίων και της στοιχειακής συγκέντρωσης, η συγκέντρωση μάζας των στοιχείων στα σωματίδια (C3) υπολογίζεται ως εξής:
C3 = (C2 / C1) * 10³ (ppm)
Επιπλέον, η ποσοστιαία περιεκτικότητα στοιχείων στα σωματιδιακά υλικά (P) υπολογίζεται ως εξής:
P = (C2 / C1) * 10⁻³ * 100%
Λειτουργική εικόνα εργασίας
Δυνατότητα απόδοσης
- Ακριβής ανίχνευση βαρέων μετάλλων: Ο αναλυτής μετρά με ακρίβεια την περιεκτικότητα σε διάφορα βαρέα μέταλλα, όπως μόλυβδο, κάδμιο, χρώμιο και αρσενικό, με χαμηλό όριο ανίχνευσης έως 0.01 ng/m³. Τα προσαρμοσμένα μοντέλα στοιχείων μπορούν να προσαρμοστούν στις απαιτήσεις των χρηστών.
- Σασί και Εγκατάσταση: Η κύρια μονάδα στεγάζεται σε ένα πλαίσιο 19" διεθνών προτύπων, επιτρέποντας την εγκατάσταση σε κινητά οχήματα παρακολούθησης ή σε τυπικά ερμάρια σε αυτοματοποιημένους σταθμούς αέρα.
- Υψηλή αξιοπιστία και σταθερότητα: Το όργανο έχει σχεδιαστεί για υψηλή λειτουργική αξιοπιστία και σταθερότητα, με έξυπνη διάγνωση σφαλμάτων και δυνατότητες αυτοδιόρθωσης.
- Ενσωματωμένη μονάδα βαθμονόμησης: Το σύστημα διαθέτει ενσωματωμένη μονάδα βαθμονόμησης που βαθμονομεί αυτόματα τις οριζόντιες και κάθετες συντεταγμένες του φάσματος XRF. Η συχνότητα βαθμονόμησης είναι ρυθμιζόμενη και μια συγκεκριμένη μεταλλική εσωτερική πηγή προτύπου εξασφαλίζει αυτόματο έλεγχο ποιότητας και λειτουργίες συναγερμού.
- Έλεγχος ροής και βαθμονόμηση: Ο ακριβής έλεγχος των συνθηκών δειγματοληψίας ροής επιτυγχάνεται μέσω ενός ελεγκτή ροής μάζας, αισθητήρων θερμοκρασίας και πίεσης, με δυνατότητες αυτόματης βαθμονόμησης ροής.
- Μετάδοση Δεδομένων και Απομακρυσμένη Παρακολούθηση: Ο αναλυτής υποστηρίζει πολλαπλές λειτουργίες μετάδοσης δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των RS232/485, USB, GPRS, ADSL και Ethernet, επιτρέποντας την απομακρυσμένη μετάδοση, παρακολούθηση και επιθεώρηση λειτουργικών παραμέτρων, κατάστασης και δεδομένων.
- Ακτινοπροστασία: Το σύστημα περιλαμβάνει επαγγελματικά μέτρα προστασίας από την ακτινοβολία, διασφαλίζοντας ότι δεν θα υπάρξει διαρροή ακτινοβολίας προς όλες τις κατευθύνσεις κατά τη διάρκεια των μετρήσεων.
- Μη καταστρεπτική δοκιμή: Το σύστημα εκτελεί μη καταστροφικές δοκιμές και δείγματα φιλμ φίλτρου μπορούν να αποθηκευτούν για περαιτέρω ανάλυση.
- Προγραμματιζόμενη δειγματοληψία και ανάλυση: Ο αναλυτής επιτρέπει προγραμματιζόμενους χρόνους δειγματοληψίας και ανάλυσης, προσφέροντας ευελιξία στη λειτουργία.
Το σύστημα μπορεί να εγκατασταθεί σε κινητό όχημα παρακολούθησης, καθιστώντας το ιδανικό για παρακολούθηση έκτακτης ανάγκης και γρήγορο έλεγχο αιφνίδιων ατυχημάτων περιβαλλοντικής ρύπανσης.
Σύστημα εμπλουτισμού σωματιδίων αέρα
Το σύστημα αποτελείται κυρίως από έναν κόφτη σωματιδίων, ένα DHS (Δυναμικό Σύστημα Θέρμανσης), ταινία φίλτρου και μια αντλία δειγματοληψίας, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη και αποτελεσματική λειτουργία.
Κόφτης σωματιδίων
Το σύστημα περιλαμβάνει τρεις τύπους κοπτών σωματιδίων - TSP, PM10 και PM2.5 - που μπορούν να επιλεγούν με βάση τις απαιτήσεις του χρήστη. Αυτοί οι κοπτήρες επιτρέπουν την ταξινόμηση και την ανάλυση βαρέων μετάλλων σε σωματίδια διαφόρων μεγεθών. Η εγκατάσταση βελτιώνεται περαιτέρω με έναν αισθητήρα εξωτερικής θερμοκρασίας και υγρασίας, πλήρη με θωράκιση περσίδας και μονωτή προστασίας από κεραυνούς για αξιόπιστη λειτουργία σε ποικίλες συνθήκες.
Δυναμικό Σύστημα Θέρμανσης (DHS)
Το DHS ρυθμίζει δυναμικά τη θερμοκρασία του δειγματοληπτικού αέρα για να ελέγχει την υγρασία του, εξαλείφοντας αποτελεσματικά την επίδραση της υγρασίας στην ακρίβεια των δοκιμών.
Αντλία δειγματοληψίας
Το σύστημα διαθέτει αντλία διαφράγματος υψηλής απόδοσης με μέγιστο ρυθμό ροής 20 L/min και ελάχιστο επίπεδο κενού 0.5 Pa, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη και ακριβή απόδοση δειγματοληψίας.
Σύστημα μεμβράνης σπειροειδούς
Το σύστημα αποτελείται κυρίως από έναν κινητήρα τριχοειδούς μεμβράνης, έναν κινητήρα υποδοχής μεμβράνης, μια ράβδο οδηγό, μια μεμβράνη φίλτρου PTFE και άλλα βασικά εξαρτήματα, εξασφαλίζοντας αποτελεσματική λειτουργία.
Το σύστημα χρησιμοποιεί μια εξειδικευμένη μεμβράνη φίλτρου PTFE, η οποία διαφέρει από τις συμβατικές μεμβράνες φίλτρου από χαλαζία, υαλοβάμβακα ή πολυβινυλοχλωρίδιο που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση σωματιδίων. Αυτή η μεμβράνη φίλτρου δεν περιέχει βαρέα μέταλλα, μειώνοντας το υπόβαθρο μέτρησης και προσφέρει επαρκή αντοχή για αξιόπιστη απόδοση.
Μονάδα ανίχνευσης απορρόφησης ακτίνων γ²
Τα σωματίδια PM2.5 συλλέγονται σε διηθητικό χαρτί και μια δέσμη ακτίνων βήτα κατευθύνεται μέσα από το φίλτρο και τα σωματίδια. Καθώς οι ακτίνες διέρχονται, εξασθενούν λόγω σκέδασης, με τον βαθμό εξασθένησης να είναι άμεσα ανάλογος με το βάρος των σωματιδίων PM2.5. Μετρώντας την εξασθένηση των ακτίνων, το βάρος των PM2.5 μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια.
Το σύστημα χρησιμοποιεί μια ραδιενεργό πηγή 14C χαμηλής ενέργειας, η οποία έχει επιλεγεί για τη σταθερότητα, την ασφάλεια και την ανθεκτικότητά της. Το επίπεδο ενεργότητάς της είναι γενικά κάτω από την εξαιρούμενη τιμή, διασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τα πρότυπα ραδιενεργού ασφάλειας.
Σύστημα ελέγχου υπολογιστή
Τα σωματίδια PM2.5 συλλέγονται σε διηθητικό χαρτί και μια δέσμη ακτίνων βήτα κατευθύνεται μέσα από το φίλτρο και τα σωματίδια. Καθώς οι ακτίνες διέρχονται, εξασθενούν λόγω σκέδασης, με τον βαθμό εξασθένησης να είναι άμεσα ανάλογος με το βάρος των σωματιδίων PM2.5. Μετρώντας την εξασθένηση των ακτίνων, το βάρος των PM2.5 μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια.
Το σύστημα χρησιμοποιεί μια ραδιενεργό πηγή 14C χαμηλής ενέργειας, η οποία έχει επιλεγεί για τη σταθερότητα, την ασφάλεια και την ανθεκτικότητά της. Το επίπεδο ενεργότητάς της είναι γενικά κάτω από την εξαιρούμενη τιμή, διασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τα πρότυπα ραδιενεργού ασφάλειας.
Σύστημα ανάλυσης XRF
Το σύστημα ανάλυσης φθορισμού ακτίνων Χ αποτελείται κυρίως από έναν σωλήνα ακτίνων Χ χαμηλής ισχύος, έναν ανιχνευτή φθορισμού ακτίνων Χ, μια συσκευή μεταγωγής πολλαπλών φίλτρων, μια συσκευή αυτόματης μηδενικής βαθμονόμησης, έναν ψηφιακό αναλυτή πολλαπλών καναλιών και λογισμικό ανάλυσης, εξασφαλίζοντας ακριβή και αποτελεσματική στοιχειακή ανάλυση.
Το λογισμικό ανάλυσης διαθέτει προηγμένο ιεραρχικό σχεδιασμό με αρθρωτές μεθόδους, προσφέροντας ισχυρές και ευέλικτες λειτουργίες για τη ρύθμιση δεδομένων, τη βαθμονόμηση, την αποθήκευση, την εμφάνιση, την υποβολή ερωτημάτων, την ανάλυση και τη μετάδοση.
Έξυπνη πλατφόρμα
Αναλύοντας τα κύρια συστατικά και τις στοιχειακές συσχετίσεις μέσω του συστήματος XRF, η διαδικασία παρέχει μια πιο ακριβή βάση για την ιχνηλασιμότητα της ρύπανσης και την ανάλυση της πηγής.
Το σύστημα επιτρέπει την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και συνεχώς, διαδικτυακά, της συγκέντρωσης και των τάσεων των βαρέων μετάλλων στα αιωρούμενα σωματίδια (PM2.5), παρέχοντας απαραίτητα δεδομένα για την αξιολόγηση των εκπομπών ρύπανσης και της ποιότητας του αέρα.
Το σύστημα επιτρέπει ολοκληρωμένες συνεργατικές δοκιμές της συγκέντρωσης αερομεταφερόμενων σωματιδίων και των επιπέδων βαρέων μετάλλων στην ατμόσφαιρα, οι οποίες χρησιμοποιούνται συχνά για την ανάλυση της τιμής υποβάθρου, της περιβαλλοντικής δραστηριότητας και των πηγών βαρέων μετάλλων.
Τροφοδοσία λειτουργίας | 220VAC±10%, 50Hz±1Hz (διατίθενται και 110V) |
Μέτρηση θερμοκρασίας περιβάλλοντος | -40 ~ 50 ℃ |
Μέτρηση υγρασίας περιβάλλοντος | 0% RH ~ 90% RH |
Θερμοκρασία λειτουργίας της κύριας μονάδας | 0 ℃ ~ 40 ℃ |
Υγρασία του περιβάλλοντος λειτουργίας της κύριας μονάδας | 30% RH ~ 60% RH |
Μέγεθος | 435 × 510 × 660 mm （L × Π × Υ） |
Τρόπος για δουλειά | Συνεχής αυτόματη παρακολούθηση. Ένα έτος απρόσκοπτης λειτουργίας και λειτουργίας αυτο-ανάκτησης. |
ισχύοντα πρότυπα | HM: Πρότυπη μέθοδος IO-3.3 της Υπηρεσίας Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ "Προσδιορισμός βαρέων μετάλλων σε σωματίδια περιβάλλοντος με φασματομετρία φθορισμού ακτίνων Χ" PM: HJ653-2013 "Τεχνικές απαιτήσεις και μέθοδοι ανίχνευσης συστήματος συνεχούς παρακολούθησης σωματιδίων (PM10 και PM2.5) στον ατμοσφαιρικό αέρα" |
Η λειτουργία ελέγχου | Έλεγχος από υπολογιστή με λειτουργίες αυτοδιάγνωσης και διαμόρφωσης, παρακολούθηση κατάστασης σε πραγματικό χρόνο και μακροπρόθεσμη αποθήκευση δεδομένων για περισσότερα από δέκα χρόνια |
περιβάλλον λειτουργίας | Αγγλική οθόνη αφής που εμφανίζει ροή δειγματοληψίας, χρόνο δειγματοληψίας, κατάσταση μέτρησης, συγκέντρωση βαρέων μετάλλων και καμπύλες τάσης Υποστηρίζει την εγκατάσταση ντουλαπιού ή την εγκατάσταση κινητού φορτηγού |
Εγκατάσταση | 1. Συγκέντρωση μάζας TSP/PM10/PM2.5 2. Ταυτόχρονη παρακολούθηση Pb, Cd, Hg, As και έως 30 στοιχείων (επεκτάσιμη ανά απαίτηση χρήστη) |
Δείκτες παρακολούθησης | HM: 0-100μg/m23 PM: 0-10mg/m23 |
Εύρος μέτρησης | HM: 10 pg/m3 (χρόνος δειγματοληψίας 1 ώρα, ρυθμός ροής 20 λίτρα/λεπτό) PM: <0.5μg/m3 (Μέσος όρος 24 ωρών) |
Οριο ανίχνευσης | HM: <15% (Pb, Cd, As, χρόνος δειγματοληψίας 4 ώρες) PM: ±5μg/m3 (σε 24 ώρες) |
