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工业园区挥发性有机物网格化监测技术解析

   日期:2022-12-05    
感谢各位观众,
也感谢主持人给我们这样一个机会来跟大家说一说工业园区块链有机我们的话监监测技术的一个这样一个解析。
那么趁我在打开p p t p p t的时候呢,
我给大家稍微介绍一下,
我们这个工作主要就是从一九年开始做的。
那么经过了几年这样一个,
然后我们形成了这个上上海江浙沪,
然后包括晚四十三省一市的这样一个长江三角洲的这样一个建设技术规范。
那么现在已经打开了,
我们可以跟大家来分析一下,
分享一下我主要从这五个方面,
一个是背景内容介绍。
第然后是第四部分就是一个设备的现场应用。
这一块呢,
我想如果今天来的各位还是是这个领域的话呢,
会比较感兴趣。
还有一个呢就是我们后期的一个工作计划。
那么我们先从背景内容介绍开始说起。
整个政策层面上呢,
对换发性有机物网格化政策呢是有一个需求的。
那么从二零一九年的黄大气五十三号和二零二零年的黄大气三十三号里面呢,
都提到了开展重点行业工业园区的b o c监测与治理。
在有条件的区域开展走航监测、管控化监测以及数据分析等工作。
然后也是我们环保业务的工作需求。
因为我我们的这个网格化监测,
以传感器法为主要设备的话呢,
它的一个响应速度非常快,
然后可以实时掌握b o c的动态空间分布。
自动监测是自动监测技术和污染源在线技术的一个补充。
那么还有一个需求是因为我们现在技术要求是欠缺的。
目前没有国家级的这样一个相关的监测技术规范,
更加缺少了一个长三角区域的相关的技术规范。
因为网格化设备和标准站的数据呢,
我们进行了比对不得法嘛,
所以就是说确实缺乏可比性,
也没有办法能够实现一个我们想最想要的一个报警的一个作用。
那么还有第二个呢,
就是不同条件下数据准确准确性在提升。
因为应该是有很多的业主和工业园区,
我们上了这样一套设备。
但是上了之后呢,
发现数据对不上,
然后没有用。
真正污染来的时候呢,
也没我们的设备并没有响应。
那么这种情况下呢,
我们还是就觉得对于这个网格化监测的,
给他出一个健康技术规范呢,
是一个比较迫在眉睫的这样一个工作。
包括最后一点就是缺乏统一的质量保证。
一个质量控制措施。
其实如果没有的话,
都是各家运维商根据自己的经验来进行一个运维。
那么接下来给大家介绍一下,
就是全国的以及长三角形现状。
用网格化监测的这样一个现状的一个调查。
近年来呢我们国家呢已经有三百多个园区展开了恢复性有机物的网格化监测,
点位,
有三万多个,
五十多个城市在区域层面设置了b o c的网格化监测设备,
主要是重点区域的网格化监测和重点工业园区t v o c加恶臭。
那么整个长三角来说呢,
大概有两百多个工业园区开展了会发现有机物的文化建设,
总共有设备几千套。
但是呢现在很多设备呢因为没有维护,
或者一些种种原因呢,
就是数据呢并不是那么的理想有效。
那么这边也说了,
我们整个的一个原因呢会有四点。
一。
第一点,
选址存在着监测因子与特征污染物不适用的这样一个情况。
第二,
核心核心的传感器,
也就是我们通常说的p i d,
或者是那个most传感器性能良莠不齐,
整体的监测设备的设计差异,
导致了监测的一个误差数,
使得我们的数据的问题。
第三呢是缺乏维护缺乏后期的维护,
导致了设备的准确性差,
数据波动非常大,
或者就是根本没有正式的数据,
没有办法反映污染的一个变化的过程。
第四,
也是相对来说我们看到的比较重要的一点就是缺少了一个特别是在长三角这种就是气候条件下,
缺少了一个控温除湿的手段,
没有办法消除环境因素对传感器这样的一个影响。
那么我们说一说我们这个上海市环境监测中心,
从二零一八年到二零二二年,
总共做了些什么事情?
第一条开始就是我们的基础调研。
我们从一八年开始,
我们就和传感器厂商,
包括我们的霍尼,
包括我们胜利,
包括一些离子科技等等,
还有一些国内较大的集成商,
保保持一个密切的技术交流,
掌握了一个传感器的监测技术的现状与发展趋势。
第二个呢是也是我们做的一个比较大的动作,
也是比较大的一个工作。
我们从一九年到二,
其实不现在已经一直持续到现在。
有一个在大型产业园区,
对于全国二十几家的主流的二十几家的生设备集成商的五十多台设设备进行了比对测试,
基本上可以说是涵盖了国内的一些主流品牌。
那在二零二一年的时候呢,
二零二一年的夏天呢,
我们对传感器呢开始进行温湿度测试了,
然后得到了一个满意也比较满意的这样一个结果。
根据测试的这样一个结果,
邀请二零一九年二零二到二零二年,
那二十二家中间相对来说性能较的一个厂商来进行设备改进。
然后我们是对了十一家的厂商,
三十三台设备进行实际能力验证。
然后经过两个多月,
大家都知道在上海这种上海,
长三角这种美语剧里面,
我们和作家的集成商进行沟通交流,
并且改进硬件。
然后发现我们基本上大部分的设备呢都是可以在当前条件下,
也就是在高湿度高温度的调节下达到的这样一个理想的一个测试效果。
二零一九年,
二十二家集成商参加比对测试呢长三角有十五家,
京津冀有六家,
珠三角有一家。
然后二零二到了二零二一年,
我们在邀请这十十一家的技术上进行性能验证的时候呢,
长三角有七家,
京津冀有三家,
珠三角还有一家。
然后这块呢我们简单的说一下一个设备的工作原因。
我想既然今天能够进来跟大家一起分享交流的都应该是一个行业认识。
所以我们这一块呢就相对来说比较快的过一下。
然后主要是说就是我们刚才也说了,
会发现有机物文化建设的主一些。
现在的主流设备呢是p i d的传感器。
那么p i d和做传感器呢和一般的我们的其他物质,
我们传感器是不一样,
它是是怎么说呢?
就是说气体的电离能低于灯的发射能量的p i d,
我们就可以看到气体,
反正呢我们就看不到这些那么常见的p i d的那个紫癜。
紫外灯有三三种,
一种是九点八十点六和十一点七。
那么我们现在普通普遍的常用的就是十点六电子伏特的。
这么说吧。
也就是说在基于十点六伏特电子伏特以下能够响应的一些物质,
我们都是可以对p i d传感器所检测到的。
那么我刚才也说了,
p i d测到的是紫外灯可响应物质的综合,
但不是现场的所有实际的挥发性有机物。
所以在传感器校准准确的前提条件下,
一定要对现场情况进行分析以后才能应用。
我们看一下左边这张图,
上面包括了氨、硫化氢一些,
包括三氢化邻这一些其实它是无机物。
我们用说用p i d来测会发现有机物。
其实这句话本身就是有错误的。
我们p i d其实是可以对大部分的和有机物,
还有一部分的无机物都有响应。
所以在这里我们可以着重的注意一下,
就是说对于p i d监测的场合,
其实我们要做一个着重的选择,
就是看我们需要测哪些,
而不是说一股脑的全拉过来测。
那样的话其实不会得到一个准确的结果。
包括这一块呢是我们一个常见的工业园区的污染因子和在p i d p i d传感器上的一个校准系数。
其实大家可以看一下,
我们第四十一有一个乙烯,
乙烯的话呢是工业园区,
特别是石化园区最常见的这样一个污染因子。
那么对于我们常用的p i d传感器来说,
现在有两个截然不同的结论。
有一家的传感器的厂商,
他们认为我们的p i d传感器对于乙烯的响应是不足的。
他们认为是是五十是非常非常难响应的。
而有一家传感器呢,
他们认为乙烯的还可以,
大概只有十左右,
还是比较容易电力的。
那么这两种出去的结论呢,
现在目前都还存在,
我们现在正在做一个尝试,
看看能不能把他们再明确出来。
所以各位如果是有提升商在应用的时候呢,
对于乙烯这一块呢,
要加紧的多加小心。
那么这里也看一下我们p i d传感器的一个线性,
它主要是分了高低量程。
左边这张图是我们的低量程的零到一p p m的这样一个线性。
大家其实可以看到它不是一条完美的直线,
而是一个多项式。
从左右上这里右上这张图来看呢,
基本上我们刚才所做的这条多项式的这个线性范围内,
其实是很小的一段。
也就是说不存在一个传感器,
既能测高浓度,
又能够达到一个很在低浓度范围内又又能达到一个很的精度。
所以这一点呢也希望各家集成商,
我们也就会有机会的话,
可以进一步的讨论怎么样才能够提高传感器的一个监测的这样一个可能性。
这是我们整体来说比较重要的一个部分,
就是设备比对测试的这一个部分。
那么我们通过比对测试通,
包括我们之前二零一九年的五十五家里面呢,
得到了这样一个结果。
就是说我们传感器对于一定是的单标题,
单单标题包括一个混合标题,
百分之七十五的设备呢都能够达到一个很的一个线性,
包括响应时间,
包括重复性都非常的。
这个对于我们传感器的应用来说是怎么说呢?
就是给他打下了一个坚实的基础。
然后我们在实验室测试的时候发现的多点,
标定及不锈钢材质的减压阀,
有助于提高传感器的准确性。
这张图就可以看到了。
如果我们的传感器经过了多点标题,
那么它的一个他方获得一个市值误差就会远远于单点标定。
这个如果大家对于前面那张低良辰的,
就是一定西的那张图有印象的话就可以明白。
如果我的点定的越多,
对于我们的准确度就会越。
包括这个减压阀的材质也是这样,
就是不锈钢的材质是远远要于于我们同质的减压阀。
然后是现场测试阶段呢,
设备初期效果呢是非常,
那么中后期不理想。
那么我们也分分析了一下,
测试初期左左上图这家我们当时的测试的相对速度呢应该是在百分之五十到百分之九十左右,
温度是应该是在十到五到十度左右。
那么有设备呢和我们的比对设备及c f i d呢确实是高度一致的。
而且呢相关系数r方能够达到零点七以上。
但是到了测试后期呢,
就是相对湿度基本维持在高位,
基本上就是百分之百,
大概持续了将近有两个小时。
两个星期的时候呢,
我们就会发现我们整体的传感器的设备呢就会发生一定数据呢就会发生的漂移。
那么对于我们之前的初期的一个分析呢,
就是说我们认为它是测试初期是没有高湿度。
那么然后传感器是经过校准的,
所以初期能够表现比较。
但是到了中后期以后会是一个比较差的这样一个反应。
那么第二这张的图呢就是具体的解释了一下,
就是p i d传感器监测,
设备受湿度非常影响的这样一个橘黄色的是后期。
然后第一阶段的那个是蓝色。
那么大家可以看一下,
我标出来那个二号五号和九号。
二号其实它是有一个温度的控制来控制湿度上升的。
但是在长时间的高湿度的情况下呢,
温度控制已经失去了它的作用。
所以二号的橘色地方呢相相关性呢也是非常的差。
那么对于五号和九号而言,
五号是因为是有厨师装置的两阶段变化不大,
相关性下降不多,
但是节距升高了,
所以存在着一定的零点零条件。
所以就是说在从这张图上面来看呢,
我们的运维其实是一个至关重要的工作。
那么就湿度这一件事情我们发生发现了以后呢,
就是在二零二二一年的九月份,
我们用双压阀湿度发生器呢对于传感器本身呢进行了一个梯度的湿度测试。
那么室内的温度是在二十四到二十五度,
相对湿度我们从百分之三十升到了百分之九十,
标准气体的浓度呢是一百p p p、两百p p p两百五十,
p p p每组湿度持续了十分钟。
主要的结论就是红色那一块就是湿度。
对于其正关正相关的影响与和我们二零一九年对湿度,
设备整机湿度测试的一致的湿度越大。
我们不是这样的,
就是说传感器的浓度随着湿度的增加而增加,
在百分之五十的相对湿度影响的影响增加的幅度更大。
但是对于一丁烯的标题而言,
如果一丁烯标题的浓度越高,
那么是对湿度,
对于其增幅的影响,
就相对来说要比我们的零零点或者是低浓度的标题的话,
要来的要小。
这一块呢是一个比较新的内容,
他这个是在霍尼的官网上面,
他们的就是技术手册,
幺七八。
幺七八呢是在我们二零一九年发现这个高湿度对于传感器的影响的时候,
当时是没有的。
现在是有了一个叫降低响应于假阳性的这样两个假说。
当初最最普遍的一个说法就是说光离子检测器可以用在高湿度范围内实时实时监测t v o cv o c。
但是高湿度会降低新传感器的响应。
也就是说当时所有普遍的传感器上都认为我只要适度上升,
我们的响应是会下降的。
右边这张图后面加了一个,
如果这是有一个条件,
如果传感器脏或者采样管和传感器中的水冷凝,
那么就会可能会导致假阳性的毒素,
也就是这个假阳性的。
如果说就是说会让数据明显变得偏高这一点的话,
其实和我们当时一九年,
包括刚才我们做的那个传感器的传感器本身的那个湿度测试,
其实也是能够非常印证的。
也说到这里,
也就是说我们认为包括传感器厂商也认为假阳性这件事情是存在的,
而且是急需要消除的。
包括这个我们标准气体加湿的这样一个结果。
也是如果通过五百p p p的一定是标记,
那么在通过推推他驾驶以后,
我们的读数也是会上升的。
包括y p d b e d c标记在一个高速度的情况下,
它也会有变化。
会从起始的五百四十变到相对湿度百分之七十的时候的六百一十。
那么既然我们找到了这样一个原因,
那我们我们就跟各家集成商来沟通,
然后让他们把厨师这一块重新用一个方法给更新。
然后做了准确之后,
那么将更新后的传感器设备仍然放在这个工业园区进行比对。
在整个测试过程当中,
相对湿度的变化呢确实也是和一九年的冬天是相近的。
但是由于厨师装置的开启以及相关的一个算法的一个应用,
我们可以让传感器内部的相对湿度控制在百分之二十。
那么其实各大家可以从右边这张图上面来发现,
一九年没有出事的时候,
在中间那个断高速度呢就是表现是五花八门,
千奇百怪,
怎么样都会有,
包括数据波动。
但是我们通过厨师了以后,
我们整体各家整体都没有出现一个明显的漂移。
而且设备与和餐饮设备之间的相关系数的话呢,
基本上都是处于一个零点七到零点七六这样一个比较的这样一个监测效果。
第四块呢也是一个现场应用这一块。
现场应用这一块呢,
可能集成上面他们是比较感兴趣的,
我们来展开跟大家分享一下。
主要是第一个应用呢,
我们就得到了这样一个结果,
就是p i d传感器监测受污染物浓度影响显著。
我们已经发现g c f i d在一百p p t上,
我们传感器设备呢会和它有一个比较的这样一个对应关系。
那么现在我们又进一步的发现,
在通过我们近这几年的一个比对一个改进的过程当中呢,
如果做的的,
其实上的话,
我们五五十p p t以上我们就会有一个比较的对应关系。
大家可以看一下左下这张图,
我们对这个设备这个还是一九年的时候,
就是在主导风向是南风,
就是比较相关。
那么因为是这个时候花南风的情况下呢,
污染物的种类呢相对来说较少,
而且浓度比较高的情况,
那么就会表现出来一个高相关性实际的情环境应用表明,
在正常湿度变化下,
出完准确性主要受到浓度影响,
浓度越高,
准确度越高。
这一张呢这个结论呢,
从可以看到我们右下这张图也是能够很的表明这样一个结果。
第二个应用点呢就是说我们现在发现g c,
我们的p i d设备呢要比现场的那些标准,
比这个设备g c f i d或者或者g c mass也。
在线的g c mass在线的g c f i d更适用于污染源的报警和溯源。
浓度值越高对应关系越。
而且现场应用表明,
传感器在时间分辨率上及代表性上有优势是非常明显的。
大家都知道标准站,
因为根据因为一起采样特性,
小市值不是所有小分中值平均而成的。
而且它的一个分析数据的一个结果是后置的,
是要在采样过程完了以后第二个小时才能够有所反应的。
所以我们传感器的在测量准确的前提下,
标的准确的情况下,
其实更能更实实在是实时数据呢更有代表性。
适合工业园区呢对高浓度b o c排放的进行一个快速报警。
那么说了这么多,
就是大家有可能也会问,
那么厨师会不会对一丁烯标气造成这样一个影响?
那么通过我们二零二一年的一个这样一个测试,
我们现在发现该标记,
我们当时做了两种,
一个呢是该标记在现场标记和那个叫什么加湿标记。
那么干标记的相对湿度是百分之十,
加湿标气的是百分之九十。
这种情况下呢几乎没有受到太大的影响。
这个呢是一个比对设备的一个计算方式。
p i d的。
其实我刚才也说了,
p i d有些对于我们的g c i d和g c mass上面是说呢有些物种呢它是不响应的。
那么不响应的话呢,
我们是要用不响应的设备把它给去掉,
用比对设备中能在p i d传感器进行响应的物质加加和进行比对。
就是主要做算法的,
就是浓度去除以它的c f值或者i f值。
那么我们可以从右边这张图来可以看到,
你如果通过这样的计算以后呢,
我们的对的准确性呢会更加的高。
然后这一张呢就是我们整个的一个三种方式的一个比较嘛,
是等于是g c f i d,
g c mass,
包括t v o c发现其实在那个整体过程当中,
我们可以看到左面对吧?
t i d的七点前半段的数据已经出来了,
h二g c mass的数据它也出来了,
是二百三。
但是g c mass的是一个两百三呢,
它其实要八点才能出来。
对于及时性准确性及时性呢上来说呢,
我们的p r d呢是远远是要要快的。
大家也可以看到这个后,
它其实我们整体的污染的这样一个波动呢,
其实是在后半段,
其实是f i d没有采样的时候发生的。
那么它如果没有采样,
那么也可以看到那个六条,
七条竖线就是我们的f i d的一个采样时间,
可以看一下。
其实两个f i d都是后半段的采样,
那么一个呢浓度呢是十九点六一,
个浓度呢是五点零。
那这么说吧,
就是这两个小时f i d都认为没有没有污染经过,
但是它全都发生在前半小时。
这个时候如果没有mass的情况下,
那么很有可能我们就会认为p i d在误报。
但是其实不是,
主要就是因为我们的一个时间不一致造成的那么足。
对,
刚出了这么多,
就是说我们要说一下就是怎么样p i d传感器设备准确性的一个影响因素。
就是一是选址核心,
二核心三维护四辅助嘛,
对吧?
当时为什么做的差,
那么是集成商呢?
选用了大量程的传感器。
那么我们现在改合适的传感器,
包括管路材质,
全都改成聚四氟乙烯的,
然后动态心适宜,
这一点是比较关键的。
现在所有的经销商,
我们都希望都建议他们要用动态信息去做多点标定。
那么第三,
第三个就是维护的调整细节。
然后包括一个用不锈钢的减压阀,
然后用小量程的标签进行校准稀释,
加上我们的厨师装置,
然后减少传感器之间的个体差异,
提高设备的整体一致性等等。
这样的话呢就会提大大提升我们传感器设备的一个准确性。
要对传感器这个呢是比对和范围,
要对传感器监测的场合有所了解。
可以通过走航,
标准产品的数据,
包括mass采样。
对于长期的数据分析,
看主要目标和污染物,
就只要主要就是说我们是不是在传感器的良范围,
响应范围之内。
c系数呢是在十以内的。
那么刚才也说了,
传感器在时间分辨率上是有优势的。
那么在比对的时候呢,
我们是要有对应的时间,
采样时间进行进行比对,
不能一概而论,
都用小时均值去进行比对。
那么这个呢是我们这次的一个区域标准,
区域标准,
这个时间关系,
我们也稍微看一下,
包括我们是一个测量范围和一个测试的气体。
我们选取了一丁烯丙酮和甲苯,
包括一个有湿度的一丁烯,
还有呢就是我们标标准的核心的标准配置,
就是布点要求。
我们要既要兼顾到区域溯源,
也要兼顾,
也要做到那个泄露报警工作条件。
其实我们刚才也就是说了,
希望大家用采用那个什么开始,
包括一个技术测试的方法,
这个呢是比较核心的一个比对的一个方式。
要要么是通过和在线的餐品设备进行比对,
要么就是通过我们的罐采样的分析结果进行比对两种方式。
这个因为都是在到时候可以公开的嘛,
大家都可以从网上去下载,
或者怎么样来来进行一个进行计算计算。
然后我们未来的一个工作计划呢是想要做一个电子恶臭传感器和电子别的适应性研究。
因为恶臭从回头看着这个上面呢。
二零二一年的八月四号,
我们的恶臭类的异味扰民的问题呢,
相对来说是十分严重的。
那么基于我们做了p i d这样一个研究之后呢,
我们想要继续做对于恶臭传感器和电子仪进行一个适应性的研究,
看一看能不能统一规范出这样一个技术规范来。
目前已知的这些问题呢和我们的p i d呢差不多。
但是主要的一个问题就是o u值的这样一个计算方式。
计算是如何比较的这样一个问题。
那也会是我们下一步的一个工作重点。
的,
我的汇报完了,
请各位专家和同行指正,
谢谢。
感谢各位观众,
也感谢主持人给我们这样一个机会来跟大家说一说工业园区块链有机我们的话监监测技术的一个这样一个解析。
那么趁我在打开p p t p p t的时候呢,
我给大家稍微介绍一下,
我们这个工作主要就是从一九年开始做的。
那么经过了几年这样一个,
然后我们形成了这个现在上海江浙沪,
然后包括晚四十三省一市的这样一个长江三角洲的这样一个建设技术规范。
那么现在已经打开了,
我们可以跟大家来分析一下,
分享一下我主要从这五个方面,
一个是背景内容介绍。
第然后是第四部分就是一个设备的现场应用。
这一块呢,
我想如果今天来的各位还是是这个领域的话呢,
会比较感兴趣。
还有一个呢就是我们后期的一个工作计划。
那么我们先从背景内容介绍开始说起。
整个政策层面上呢,
对换发性有机物网格化政策呢是有一个需求的。
那么从二零一九年的黄大气五十三号和二零二零年的黄大气三十三号里面呢,
都提到了开展重点行业工业园区的b o c监测与治理。
在有条件的区域开展走航监测、网格化监测以及数据分析等工作。
然后也是我们环保业务的工作需求。
因为我我们的这个网格化监测,
以传感器法为主要设备的话呢,
它的一个响应速度非常快,
然后可以实时掌握b o c的动态空间分布。
自动监测是自动监测技术和污染源在线技术的一个补充。
那么还有一个需求是因为我们现在技术要求是欠缺的,
目前没有国家级的这样一个相关的监测技术规范,
更加缺少了一个长三角区域的相关的技术规范。
因为网格化设备和标准站的数据呢,
我们进行了比对,
不得法嘛,
所以就是说确实缺乏可比性,
也没有办法能够实现一个我们想最想要的一个报警的一个作用。
那么还有第二个呢,
就是不同条件下数据准确准确性待提升。
因为应该是有很多的业主和工业园区,
我们上了这样一套设备。
但是上了之后呢,
发现数据对不上,
然后没有用。
真正污染来的时候呢,
也没我们的设备并没有响应。
那么这种情况下呢,
我们还是就觉得对于这个网格化监测的,
给他出一个健康技术规范呢,
是一个比较迫在眉睫的这样一个工作。
包括最后一点就是缺乏统一的质量保证。
一个质量控制措施。
其实如果没有的话,
都是各家运维商根据自己的经验来进行一个运维。
那么接下来给大家介绍一下,
就是全国的以及长三角现状,
用网格化监测的这样一个现状的一个调查。
近年来呢我们国家呢已经有三百多个园区展开了恢复性有机物的网格化监测,
点位,
有三万多个,
五十多个城市在区域层面设置了b o c的网格化监测设备,
主要是重点区域的网格化监测和重点工业园区t v o c加恶臭。
那么整个长三角来说呢,
大概有两百多个工业园区开展了会发现有机物的文化建设,
总共有设备几千套。
但是呢现在很多设备呢因为没有维护,
或者一些种种原因呢,
就是数据呢并不是那么的理想有效。
那么这边也说了,
我们整个的一个原因呢会有四点。
一。
第一点,
选址存在着监测因子与特征污染物不适用的这样一个情况。
第二,
核心核心的传感器,
也就是我们通常说的p i d,
或者是那个most传感器性能良莠不齐。
整体的监测设备的设计差异,
导致了监测的一个误差数,
使得我们的数据的问题。
第三呢是缺乏维护缺乏后期的维护,
导致了设备的准确性差,
数据波动非常大,
或者就是根本没有正式的数据,
没有办法反映污染的一个变化的过程。
第四,
也是相对来说我们看到的比较重要的一点就是缺少了一个特别是在长三角这种就是气候条件下,
缺少了一个控温除湿的手段,
没有办法消除环境因素对传感器这样的一个影响。
那么我们说一说我们这个上海市环境监测中心,
从二零一八年到二零二二年,
总共做了一些什么事情?
第一条开始就是我们的基础调研。
我们从一八年开始,
我们就和传感器厂商,
包括我们的霍尼,
包括我们慎密,
包括一些离子科技等等,
还有一些国内较大的集成商,
保保持一个密切的技术交流,
掌握了一个传感器的监测技术的现状与发展趋势。
第二个呢是也是我们做的一个比较大的动作,
也是比较大的一个工作。
我们从一九年到二,
其实现在已经一一直持续到现在。
有一个在大型产业园区,
对于全国二十几家的主流的二十几家的生设备集成商的五十多台设设备进行了比对测试,
基本上可以说是涵盖了国内的一些主流品牌。
那在二零二一年的时候呢,
二零二一年的夏天呢,
我们对传感器呢开始进行温湿度测试了,
然后得到了一个满意也比较满意的这样一个结果。
根据测试的这样一个结果,
邀请二零一九年二零到二零二零年,
那二十二家中间相对来说性能较的一个厂商来进行设备改进。
然后我们是对了十一家的厂商,
三十三台设备进行实际能力验证。
然后经过两个多月,
大家都知道在上海这种上海长三角这种梅雨季里面,
我们和多家的集成商进行沟通交流,
并且改进硬件。
然后发现我们基本上大部分的设备呢都是可以在当前条件下,
也就是在高湿度高温度的调节下达到的这样一个理想的一个测试效果。
二零一九年,
二十二家集成商参加比对测试呢长三角有十五家,
京津冀有六家,
珠三角有一家。
然后二零二到了二零二一年,
我们在邀请这十十一家的技术上进行性能验证的时候呢,
长三角有七家,
京津冀有三家,
珠三角还有一家。
然后这一块呢我们简单的说一下一个设备的工作。
我想既然今天能够进来跟大家一起分享交流的都应该是一个行业行业认识。
所以我们这一块呢就相对来说比较快的过一下。
然后主要是说就是我们刚才也说了,
会发现有机物文化建设的主要现在的主流设备呢是p i d的传感器。
那么p i d和做传感器呢和一般的我们的其他物质,
我们传感器是不一样。
它是是怎么说呢?
就是说气体的电离能低于灯的发射能量的p i d,
我们就可以看到气体,
反正呢我们就看不到这些那么常见的p i d的那个紫癜。
紫外灯有三三种,
一种是九点八十点六和十一点七。
那么我们现在普通普遍的常用的就是十点六电子伏特的。
这么说吧。
也就是说在基于十点六伏特电子伏特以下能够响应的一些物质,
我们都是可以被p i d传感器所监测到的。
那么我刚才也说了,
p i d测到的是紫外灯可响应物质综合,
但不是现场的所有实际的挥发性有机物。
所以在传感器校准准确的前提条件下,
一定要对现场情况进行分析以后才能应用。
我们看一下左边这张图,
上面包括了氨、硫化氢一些,
包括三氢化邻这一些其实它是无机物的。
我们用说用p i d来测会发现有机物。
其实这句话本身就是有错误的。
我们p i d其实是可以对大部分的和有机物,
还有一部分的无机物都有响应。
所以在这里我们可以着重的注意一下,
就是说对于p i d监测的场合,
其实我们要做一个着重的选择。
就是看我们需要测哪些,
而不是说一股脑的全拉过来测,
那样的话其实不会得到一个准确的结果。
包括这一块呢是我们一个常见的工业园区的污染因子和在p i d p i d传感器上的一个校准系数。
其实大家可以看一下,
我们第四十一有一个乙烯,
乙烯的话呢是工业园区,
特别是石化园区最常见的这样一个污染因子。
那么对于我们常用的p i d传感器来说,
现在有两个截然不同的结论。
有一家的传感器的厂商,
他们认为我们的p i d传感器对于乙烯的响应是不足的。
他们认为是是五十是非常非常难响应的。
而有一家传感器呢,
他们认为乙烯的还可以,
大概只有十左右,
还是比较容易电力的。
那么这两种出去的结论呢,
现在目前都还存在。
我们现在正在做一个尝试,
看看能不能把他们再明确出来。
所以各位如果是有提升商在应用的时候呢,
对于仪器这一块呢,
要加紧的过家小型。
那么这里也看一下我们p i d传感器的一个线性,
它主要是分了高低量程。
左边这张图是我们的低量程的,
零到一p p m的这样一个线性。
大家其实可以看到它不是一条完美的直线,
而是一个多项式。
从左右上这里右上这张图来看呢,
基本上我们刚才所做的这条多项式的这个线性范围内,
其实是很小的一段。
也就是说不存在一个传感器,
既能测高浓度,
又能够达到一个很在低浓度范围内又又能达到一个很的精度。
所以这一点呢,
也希望各家集成商,
我们也就会有机会的话,
可以进一步的讨论怎么样才能够提高传感器的一个监测的这样一个可能性。
这是我们整体来说比较重要的一个部分,
就是设备比对测试的这一个部分。
那么我们通过比对测试通,
包括我们之前二零一九年的五十五家里面呢,
得到了这样一个结果。
就是说我们传感器对于一定是的单标题,
单单标题包括一个混合标题,
百分之七十五的设备呢都能够达到一个很的一个线性,
包括响应时间,
包括重复性都非常的。
这个对于我们传感器的应用来说是怎么说呢?
就是给他打下了一个坚实的基础。
然后我们在实验室测试的时候发现的多点,
标定及不锈钢材质的减压阀,
有助于提高传感器的准确性。
这一张图就可以看到了。
如果我们的传感器经过了多点标题,
那么它的一个他方获得一个市值误差就会远远于单点标定。
这个如果大家对前面那张低良辰的就是一定西的那张图有印象的话就可以明白。
如果我的点定的越多,
对于我们的准确度就会越。
包括这个减压阀的材质也是这样,
就是不锈钢的材质是远远要于于我们同质的减压阀。
然后是现场测试阶段呢,
设备初期效果呢是非常,
那么中后期不理想。
那么我们也分分析了一下,
测试初期左左上图这张我们当时的测试的相对数呢应该是在百分之五十到百分之九十左右。
温度是应该是在十到五到十度左右。
那么有设备呢和我们的比对设备及c f i d呢确实是高度一致的,
而且呢相关系数二方能够达到零点七以上。
但是到了测试后期呢,
就是相对湿度基本维持在高位,
基本上就是百分之百,
大概持续了将近有两个小时。
两个星期的时候呢,
我们就会发现我们整体的传感器的设备呢就会发生一定数据呢就会发生的漂移。
那么对于我们之前的初期的一个分析呢,
就是说我们认为它是测试初期是没有高湿度。
那么然后传感器又是经过校准的,
所以初期能够表现比较。
但是到了中后期以后会是一个比较差的这样一个很。
那么第二这一张的图呢,
就是,
具体的解释了一下,
就是p i d传感器监测,
设备受湿度非常影响的这样一个橘黄色的是后期。
然后第一阶段的那个是蓝色,
那么大家可以看一下,
我标出来那个二号五号和九号。
二号其实它是有一个温度的控制来控制湿度上升的。
但是在长时间的高湿度的情况下呢,
温度控制已经失去了它的作用。
所以二号的橘色地方呢相相关性呢也是非常的差。
那么对于五号和九号而言,
五号是因为是有厨师装置的两阶段变化不大,
相关性下降不多,
但是节距升高了,
所以存在着一定的零点零条件。
所以就是说在从这张图上面来看呢,
我们的运维其实是一个至关重要的工作。
那么就湿度这一件事情我们发生发现了以后呢,
就是在二零二二一年的九月份,
我们用双压阀湿度发生器呢对于传感器本身呢进行了一个梯度的湿度测试。
那么室内的温度是二十四到二十五度,
相对湿度我们从百分之三十升到了百分之九十。
标准气体的浓度呢是一百p p p、两百p p p和两百五十p p p每组湿度持续了十分钟。
主要的结论就是红色那一块就是湿度。
对于其正关正相关的影响与和我们二零一九年对湿度设备整机湿度测试的一致的湿度越大。
我们不是这样,
就是说传感器的浓度随着湿度的增加而增加,
在百分之五十的相对湿度影响的影响增加的幅度更大。
但是对于一定西的标题而言,
如果一定西标题的浓度越高,
那么是对湿度,
对于其增幅的影响,
就相对来说要比我们的零零点或者是低浓度的标题的话,
要来的要小一点。
这一块呢是一个比较新的内容,
他这个是在霍尼的官网上面,
他们的就是技术手册,
幺七八。
幺七八呢是在我们二零一九年发现这个高湿度对于传感器的影响的时候,
当时是没有的。
现在是有了一个叫降低响应于假阳性的这样两个假说。
当初最最普遍的一个说法就是说,
光离子检测器可以用在高湿度范围内实时实时监测t v o cv o c,
但是高湿度会降低新传感器的响应。
也就是说当时所有普遍的传感器上都认为我只要适度上升,
我们的响应是会下降的。
右边这张图后面加了一个,
如果就是有一个条件,
如果传感器脏或者采样管和传感器中的水冷凝,
那么就会可能会导致假阳性的毒素,
也就是这个假阳性的。
如果说就是说会让数据明显变得偏高这一点的话,
其实和我们当时一九年,
包括刚才我们做的那个传感器的传感器本身的那个湿度测试,
其实也是能够非常印证的。
也说到这里,
也就是说我们认为包括传感器厂商也认为假阳性这件事情是存在的,
而且是急需要消除的。
包括这个我们标准气体加湿的这样一个结果,
也是通过五百p p t的一定是标记。
那么在通过推推他驾驶以后,
我们的毒素也是会上升的。
包括五百p d p e d c标记,
在一个高速度的情况下,
它也会有变化。
会从起始的五百四十变到相对湿度百分之七十的时候的六百一十四。
那么既然我们找到了这样一个原因,
那我们我们就跟各家集成商来沟通,
然后让他们把厨师这一块重新用一个方法给更新。
然后做了准确之后,
那么将更新后的传感器设备仍然放在这个工业园区进行比对。
在整个测试过程当中,
相对湿度的变化呢确实也是和一九年的冬天是相近的。
但是由于厨师装置的开启以及相关的一个算法的一个应用,
我们可以让传感器内部的相对湿度控制在百分之二十。
那么其实各大家可以从右边这张图上面来发现,
一九年没有出事的时候,
在中间那个蛋糕是不是就是表现是五花八门,
千奇百怪,
怎么样都会有,
包括数据波动。
但是我们通过除湿了以后,
我们整体各家整体都没有出现一个明显的调节。
而且设备和产品设备之间的相关系数的话呢,
基本上都是处于一个零点七到零点七六这样一个比较的这样一个监测效果。
第四块呢也是一个现场应用这一块。
现场应用这一块呢,
可能集成商们他们是比较感兴趣的,
我们来展开跟大家分享一下。
主要是第一个应用呢,
我们就得到了这样一个结果,
就是p i d传感器监测受污染物浓度影响显著。
我们已经发现g c f i d在一百p p p以上,
我们传感器设备呢会和它有一个比较的这样一个对应关系。
那么现在我们又进一步的发现,
在通过我们近这几年的一个比对一个改进的过程当中呢,
如果做的的,
其实上的话,
我们五五十p p t以上我们就会有一个比较的对应关系。
大家可以看一下左下这张图,
我们这个设备这个还是一九年的时候,
就是在主导风向是南风,
就是比较相关。
那么因为是这个时候花南风的情况下呢,
污染物的种类呢相对来说较少,
而且浓度比较高的情况,
那么就会表现出来一个高相关性实际的情环境应用表明,
在正常湿度变化下,
出完准确性主要受到浓度影响,
浓度越高,
准确度越高。
这一张呢这个结论呢从可以看到我们右下这张图也是能够很的表明这样一个结果。
第二个应用点呢就是说我们现在发现g c,
我们的p i d设备呢要比现场的那些标准,
比这个设备g c f i d或者或者g c mass也,
在线的g c mass在线的g c f i d更适用于污染源的报警和溯源。
浓度值越高对应关系越。
而且现场应用表明,
传感器在时间分辨率上及代表性上有优势是非常明显的。
大家都知道标准站,
因为根据因为其采样特性,
小市值不是所有小分钟值平均而成的。
而且它的一个分析数据的一个结果是后置的,
是要在采样过程完了以后第二个小时才能够有所反应的。
所以我们传感器的在测量准确的前提下,
不要定准确的情况下,
其实更能更实实在是实时数据呢更有代表性。
适合工业园区呢对高浓度b o c排放呢进行一个快速报警。
那么说了这么多,
就是大家有可能也会问,
那么厨师会不会对一丁烯标气造成这样一个影响?
那么通过我们二零二一年的一个这样一个测试,
我们现在发现该标记,
我们当时做了两种,
一个呢是该标记在现场标记和那个叫什么加湿标记。
那么干标记的相对湿度是百分之十,
加湿标气的是百分之九十。
这种情况下呢几乎没有受到太大的影响。
这个呢是一个比对设备的一个计算方式。
p i d的。
其实我刚才也说了,
p i d有些对于我们的计算i d和g c m s上面是说呢有些物种呢它是不响应的。
那么不响应的话呢,
我们是要用不响应的设备把它给去掉,
用比对设备中能在p i d传感器进行响应的物质加加和进行比对。
就是主要做算法的就是浓度去除以它的c f值或者r f值。
那么我们可以从右边这张图来可以看到,
你如果通过这样的计算以后呢,
我们的对的准确性呢会更加的高。
然后这一张呢就是我们整个的一个三种方式的一个比较嘛,
是等于是g c f i d,
g c mass,
包括t v o c发现其实在那个整体过程当中,
我们可以看到左面对吧?
t i d的七点前半段的数据已经出来了,
h r g c mass的数据它也出来了,
是二百三。
但是g c mass的这个两百三呢,
它其实是要八点才能出来。
对于及时性准确性及时性呢上来说呢,
我们的p r d呢是远远是要要快的。
大家也可以看到这个后,
它其实我们整体的污染的这样一个波动呢,
其实是在后半段,
其实是f i d没有采样的时候发生的。
那么它如果没有采样,
那么也可以看到那个六条,
七条竖线就是我们的f i d的一个采样时间,
可以看一下。
其实两个f i d都是后半段的采样,
那么一个呢浓度呢是十九点六一,
个浓度呢是五点零。
那这么说吧,
就是这两个小时f i d都认为没有没有污染经过,
但是它全都发生在前半小时。
这个时候如果没有mass的情况下,
那么很有可能我们就会认为p i d在误报。
但是其实不是,
主要就是因为我们的一个时间不一致造成的。
那么就对刚说了这么多,
就是说我们要说一下就是怎么样p i d传感器设备准确性的一个影响因素。
就是一是选址核心,
二核心三维护,
四辅助嘛,
对吧?
当时为什么做的差,
那么是集成商呢?
选用了大量程的传感器,
那么我们现在改合适的传感器,
包括管路材质,
全都改成聚四氟乙烯的。
然后动态吸湿仪,
这一点是比较关键的。
现在所有的经销商,
我们都希望都建议他们要用动态信息去做多点标定。
那么第三第三个就是维护的调整细节,
然后包括一个用不锈钢的减压阀,
然后用小量程的标签进行校准稀释,
加上我们的厨师装置,
然后减少传感器之间的个体差异,
提高设备的整体一致性等等。
这样的话呢就会提大大提升我们传感器设备的一个准确性。
要对传感器这这个呢是比对和范围,
要对传感器监测的场合有所了解。
可以通过总行标准产品的数据,
包括mass采样。
对于长期的数据分析,
看主要目标污染物就主要主要就是说我们是不是在传感器的良范围,
响应范围之内。
c系数呢是在十以内的。
那么刚才也说了,
传感器在时间分辨率上是有优势的。
那么在比对的时候呢,
我们是要有对应的时间采样时间进行进行比对,
不能一概而论,
多用小时均值去进行比对。
那么这个呢是我们这次的一个区域标准,
区域标准,
这个时间关系,
我们也稍微看一下,
包括我们是一个测量范围和一个测试的气体。
我们选取了一丁烯丙酮和甲苯,
包括一个有湿度的一丁烯,
还有呢就是我们标标准的核心的标准配置,
就是不等要求。
我们要既要兼顾到区域溯源,
也要兼顾,
也要做到那个泄露报警工作条件。
其实我们刚才也就是说了,
希望大家用采用那个什么开始,
包括一个技术测试的方法。
这个呢是比较核心的一个比对的一个方式。
要要么是通过和在线的餐品设备进行比对,
要么就是我们通过我们的罐采样的分析结果进行比对两种方式。
这个因为都是在到时候可以公开的嘛,
大家都可以从网上去下载,
或者怎么样来来进行一个进行计计算。
然后我们未来的一个工作计划呢,
是想要做一个电子恶臭传感器和电子鼻的适应性研究。
因为恶臭从回头看着这个上面呢,
二零二一年的八月四号,
我们的恶臭类的异味扰民的问题呢,
相对来说是十分严重的。
那么基于我们做了p i d这样一个研究之后呢,
我们想要继续做对于恶臭传感器和电子仪进行一个适应性的研究,
看一看能不能统一规范出这样一个技术规范来。
目前已知的这些问题呢和我们的p i d呢差不多。
但是主要的一个问题就是o u值的这样一个计算方式,
计算是如何比较的这样一个问题。
那也会是我们下一步的一个工作重点。
的,
我的汇报完了,
请各位专家和同行指正,
谢谢。
 
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