基本信息
- 项目名称：
- 可吸入颗粒物浓度监测器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 为应对我国可吸入颗粒物污染严重这一现状研发的这款用于监测室内、车内等人居环境可吸入颗粒物浓度的装置。该装置基于可吸入颗粒物的光散射性，利用光强与颗粒物浓度之间的关系，进行光电转换，进而获得了可吸入颗粒物的浓度。具有实时显示浓度、超标报警、超标10%控制相应装置降尘，同时具有远程传输功能。该装置的研发成功，对于净化环境、保护人类身体健康具有重要意义，具有广阔的推广价值和应用前景。
- 详细介绍：
- 近年来城市空气污染状况严重,可吸入颗粒物问题日益受到社会的广泛关注，在室内空气中日益增多的可吸入颗粒物给室内人员的身体健康带来了严重的危害。对室内可吸入颗粒物浓度的检测和控制成为有效防止可吸入颗粒物危害的重要手段，世界各国对室内的监测技术都做了大量的研究工作,研制了一系列可吸入颗粒物检测仪器,但这些仪器采取定点、定时采样，操作繁琐、不能在线和监控等缺点，因此研究开发具有实时、在线和具有控制功能的可吸入颗粒物浓度监测器不仅是必需的，而且是必要的。 本作品利用光散射原理、基于高性能微控器、利用在线编程技术实现对可吸入颗粒物浓度的检测；利用逐点推移平均算法对可吸入颗粒物进行实时显示、存储、远距离传输、自动控制除尘等；利用无线射频技术实现K值的自动校正；具有多功能输出。该作品具有抗干扰性强、稳定性好、功耗低、速度快等特点，具有广阔的前景和推广应用价值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：研发一种能对室内（如家庭居室、汽车内、办公室内等）空气中可吸入颗粒物浓度进行实时检测与监控的监测装置。 基本思路：针对国内外可吸入颗粒浓度监测研究开发状况，研发一种在线的可吸入颗粒物浓度监测器。该装置具有： 1）能够准确检测可吸入颗粒物浓度； 2）能实时显示浓度； 3）当浓度超标时进行报警； 4）当浓度超标15%时进行自动控制（如自动控制抽风扇、空调、喷雾等）； 5）具有无线标定功能。 创新点：实现可吸入颗粒物浓度实时检测与监控。 技术关键： 1)颗粒物光散射强度数学模型建立及算法实现； 2）光信号转换为电信号技术； 3）物理测量模型二次开发； 4）微控制技术；主要技术指标： 1）浓度测量范围:0.01～1000mg/m3； 2）报警浓度为(按国家标准设定)，当浓度大于标准时报警； 3）当浓度高于报警浓度15%时，降尘装置自动降尘； 4）实时显示浓度。
科学性、先进性
- 实现了颗粒物浓度的实时检测与监控，解决了目前只定时检测和只测不控的问题。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1．使用方法：1）打开电源开关，使监测装置处于带电状态；2）利用遥控键盘进行K值设定：按下无线射频键盘的1键，显示数据清零，利用3、4、5、6设置K值，设置完成按下2键，后在按下1键一次，按下2键将数据发送到粉尘采样装置，再按下1键，设置完成；3）设置完成后无需人工操作，监测器将自动运行。 2．技术特点和优势：利用光散射理论进行颗粒物浓度的检测，克服了目前称重法测量时间长、费事费工、不能实时检测的缺点；具有操作简单、反应灵敏、精度高等特点。 3．适用范围：适合室内（如家庭居室、汽车内、办公室内等）可吸入颗粒物浓度的实时检测与监控。 4．应用前景和经济、社会效益分析：为提高当前生活质量而研制的可吸入颗粒物浓度监测器,实现了可吸入颗粒物浓度的实时检测监控，解决了目前只定时检测和只测不控的问题。因此, 产品具有十分广阔的应用前景和巨大的市场潜力。预计一套售价5万元，其中成本3万元，利润1.5万元左右；预计年销售1000台，年创产值5千万元，年创利润1.5千万元，具有可观的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 随着现代工业化程度的提高和自然环境的恶化，人们赖以生存的大气中可吸入颗粒物浓度在不断增高，造成了颗粒物浓度的超标，使得人们吸入了更多的颗粒物，对人体身体健康造成了极大危害。针对这种生存状况，世界各国在空气可吸入颗粒物监测领域做了大量的研究工作,并取得了一些成绩。如针对可吸入颗粒物的检测人们已提出多种方法，但归结起来，主要有两种：一是绝对质量浓度称重法，二是相对浓度测量法;在可吸入颗粒物防治方面主要提出喷雾降尘法、通风除尘法、泡沫除尘等方法。这些方法对可吸入颗粒物的检测与防治都起到了作用，但效果不是很明显。但绝对质量浓度采样法需要称重采样，烘干等过程，费时费力，只作为定期定点但不能作为室内实时应用；第二种方法可快速检测，但不能实现在线实时。因此研制一种适合检测室内（如办公室、实验室、家庭、汽车内）可吸入颗粒物的监测装置对于保证人们的身体健康、舒心工作具有重要意义。我国从八十年代初开始研究检测颗粒物浓度的超标等问题，主要有当时的北京市的颗粒物研究所、中国高能物理所的相关科学家在研究，但进展缓慢，测量原理主要是光散射原理。随着科学技术发展和对外开放，国内于九十年代初由北京市科委引进了日本的一台测尘仪，从此国内可吸入颗粒物的检测才进入了快速发展阶段。目前国内成熟的可吸入颗粒物的检测仪器主要是北京市科委的测尘仪，其后都是以其为基础发展开发的 。但该测尘仪只能检测不具有控制功能 因此针对国内外可吸入颗粒物检测防治现状，研究开发能对室内环境进行实时检测的、可报警的、具有控制功能的可吸入颗粒物监测装置不仅必须而且是非常必要的。
