具有機動靈活的空氣監(jiān)測系統(tǒng)車廂式移動空氣監(jiān)測站的改造及應(yīng)用

1空氣監(jiān)測車門設(shè)計隨著p2.5成為一個話題，空氣監(jiān)測作為對大氣質(zhì)量的控制以及對大氣質(zhì)量的合理評價的基礎(chǔ)，其重要性日益提高。環(huán)境空氣自動監(jiān)測站,通常是以固定站點作為主要的監(jiān)測模式,但無法運用于突發(fā)性污染事故和投訴委托監(jiān)測,固定站點的監(jiān)測模式已不能滿足區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量評價的需要。因此建設(shè)空氣流動監(jiān)測系統(tǒng),全面提升城市空氣自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系,是提升監(jiān)測能力,是適應(yīng)社會發(fā)展的需要。設(shè)計改造出滿足各種監(jiān)測需求的流動監(jiān)測系統(tǒng),可為區(qū)域環(huán)境質(zhì)量評估、預(yù)報、預(yù)警、執(zhí)法等提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在大氣流動監(jiān)測設(shè)備方面,空氣監(jiān)測車具有機動靈活的特性,是國內(nèi)實現(xiàn)大氣流動監(jiān)測的主要設(shè)備。國內(nèi)現(xiàn)有空氣監(jiān)測車以進口車輛為主,價格昂貴,一般只有大城市的環(huán)境監(jiān)測部門才能負擔(dān)起其購買及養(yǎng)護費用,而對中小城市來說則是無法承擔(dān)的奢侈品。車廂式移動空氣監(jiān)測站是按照《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T193-2005)中對空氣監(jiān)測站站房的要求而設(shè)計的空氣監(jiān)測車廂,車廂可以單獨執(zhí)行監(jiān)測任務(wù),也可與國內(nèi)中小城市普遍的皮卡車組合,成為空氣監(jiān)測車,實現(xiàn)大氣移動監(jiān)測的功能,而且造價相對進口監(jiān)測車低,可填補我國中小城市在大氣流動監(jiān)測方面的空白。如圖1所示,左側(cè)為空氣監(jiān)測車廂轉(zhuǎn)運臺,轉(zhuǎn)運臺車上設(shè)置有導(dǎo)軌兩條,可與空氣監(jiān)測車廂底部腳輪位置相對應(yīng),轉(zhuǎn)運臺導(dǎo)軌面高度與皮卡車尾廂導(dǎo)軌面基本一致,轉(zhuǎn)運臺車導(dǎo)軌前端設(shè)有一段活動導(dǎo)軌,可靈活地與皮卡車導(dǎo)軌對接。轉(zhuǎn)運臺車底部安裝兩個定向腳輪和兩個萬向腳輪,均可鎖緊。轉(zhuǎn)運臺車上設(shè)有固定車廂用的限位件。右側(cè)皮卡車均設(shè)有可拆卸的導(dǎo)軌,車廂通過導(dǎo)輪從運轉(zhuǎn)臺劃向皮卡車,通過螺栓鎖定,實現(xiàn)與皮卡車的連接。反之,則可實現(xiàn)車廂從皮卡車的拆卸。2針對公交車移動空氣站的改造計劃2.1公交車設(shè)計2.1.1聚氨酯材料在濕地系統(tǒng)中的應(yīng)用,在一定的地域內(nèi),員工一般應(yīng)廂板采用粘板制作,廂板由40×40×2.0mm方管骨架組成,內(nèi)外蒙皮均采用2.0mm白色FRP板,廂板內(nèi)部填充聚氨酯保溫材料,達到《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T193-2005)中對站房隔熱,及強度的要求(如圖2)。2.1.2強度鋁合金包邊和防水鋁螺釘固定廂體底板與左側(cè)板、右側(cè)板、前尾板之間采用螺栓固定后,內(nèi)外連接角位采用高強度鋁合金包邊及防水鋁鉚釘固定,其余板材之間連接時,連接處骨架位置點焊固定,然后再采用高強度鋁合金包邊和防水鋁鉚釘固定內(nèi)外拼接轉(zhuǎn)角位。車廂底板加裝10mm厚竹膠板做承載支撐,并依據(jù)車廂內(nèi)設(shè)備安裝要求做好相應(yīng)的預(yù)埋件。2.1.3密封膠條防水系統(tǒng)車廂設(shè)置單扇左開后門,并安裝不銹鋼后門框和扳鎖。后門周邊安裝密封膠條防水。車廂兩側(cè)設(shè)置上翻門各一扇,左右側(cè)圍對稱布置,側(cè)門板采用氣彈簧支撐,可向上打開80°~90°。側(cè)門洞周邊安裝壓封式密封膠條,關(guān)閉時可防水。2.1.4海關(guān)車廂前圍上部對應(yīng)空調(diào)冷凝器出風(fēng)口位置開口,并在前圍外表面安裝不銹鋼防水百葉窗一個,百葉窗分隔為熱風(fēng)出口及冷風(fēng)入口,有助于空調(diào)散熱。2.1.5皮卡車上的軌道布置車廂底部四個角位各安裝一個4英寸定向腳輪,使車廂能輕便地實現(xiàn)車廂在運轉(zhuǎn)臺和皮卡車上的移動。皮卡車廂上設(shè)置相應(yīng)的軌道和廂體固定裝置,便于廂體的安裝固定。導(dǎo)軌為螺栓固定,便于拆卸,能在不執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)時恢復(fù)皮卡車外觀,不會因車輛改造而影響車輛年審。2.1.6空調(diào)支撐架安裝車廂內(nèi)采用不銹鋼設(shè)備架放置設(shè)備,設(shè)備架底部加裝海綿防震。不銹鋼方管制作空調(diào)安裝架。如圖3所示布置車廂內(nèi)部,設(shè)備架安裝在車廂后端并靠車廂右側(cè)邊安裝,便于在車廂旁操作設(shè)備。設(shè)備架與左側(cè)板之間的區(qū)域可用于放置較長的取樣管,該區(qū)域設(shè)計有兩組織帶卡扣用于固定取樣管。車廂前端安裝空調(diào)支撐架,空調(diào)在支撐架上部固定,空調(diào)安裝架下部放置壓縮氣瓶和線盤、折疊梯等。空調(diào)冷凝器排風(fēng)口周邊通過密封膠條或隔熱棉壓緊在車廂前圍內(nèi)面,防止熱風(fēng)進入到車廂內(nèi),空調(diào)冷凝器出風(fēng)口正對前圍防水百葉窗。2.1.7設(shè)備架底層安裝由于車廂內(nèi)空間所限,車廂內(nèi)供電按外接220V電源設(shè)計,在右側(cè)板外表面尾端處,安裝防水大功率插座一個,并將線路引到設(shè)備架底層靠近后門底格。設(shè)備架底層靠后門處安裝總開關(guān)盒,打開后門后可方便操作?？傞_關(guān)盒后面安裝穩(wěn)壓電源,保證儀器穩(wěn)定運行。2.1.8采樣管內(nèi)部空氣停由于設(shè)備產(chǎn)生的臭氧長時間累積會對車廂內(nèi)設(shè)備及操作人員造成影響,而且采樣管內(nèi)部空氣停滯會對監(jiān)測的準(zhǔn)確性造成影響,采樣總管底部加裝排氣扇加強采樣管空氣流通,另外在車廂底部設(shè)有直徑20mm的通風(fēng)及排水口。2.1.9監(jiān)測儀器的設(shè)備安裝溫控:為了防止因室內(nèi)外空氣溫度的差異而致使采樣總管內(nèi)壁結(jié)露對監(jiān)測物質(zhì)吸附,總管外壁加裝加熱器,加熱溫度控制在30~50℃。防塵:為防止灰塵落入監(jiān)測分析儀器,在監(jiān)測儀器的采樣入口與支管氣路的結(jié)合部之間,安裝孔徑不大于5μm聚四氟乙烯過濾膜。制冷:車廂為無窗或結(jié)構(gòu),墻體應(yīng)有較好的保溫性能。執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)時,開啟車內(nèi)空調(diào),保持車廂內(nèi)溫度25±1℃。3針對公交車移動環(huán)境的特點和問題3.1零氣發(fā)生器活性炭飽和,易產(chǎn)生假零在常規(guī)大氣自動站運行過程中,設(shè)備常因零點漂移的原因產(chǎn)生負值。零點漂移主要原因有幾個,一是零氣發(fā)生器的活性炭飽和,二是零氣發(fā)生器的活性炭在不同溫度下吸附性不一樣產(chǎn)生假零點,三是作為起源的室內(nèi)空氣受污染。而采用高純氬氣作為零氣則不會有以上缺陷,而且減少了使用零氣發(fā)生器,節(jié)省了車內(nèi)空間。3.2外接電源控制由于車廂式移動空氣監(jiān)測站內(nèi)空間有限,因此取消內(nèi)置發(fā)電機。設(shè)備用電由外接電源引入電力系統(tǒng),再分為空調(diào)用電、儀器用電、其他用電,不同用電由單獨單獨閘門控制。因此,本監(jiān)測車僅局限于道路、居民區(qū)、企業(yè)周邊的空氣監(jiān)測,對缺乏固定電源的野外環(huán)境監(jiān)測需要通過外接發(fā)電機作為電源。3.3車內(nèi)設(shè)備同時流失量車廂式移動空氣監(jiān)測站在現(xiàn)場正常運作后,操作人員可撤離現(xiàn)場,車內(nèi)設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)遠程控制進行調(diào)零、校正及采樣,現(xiàn)場采集得到的數(shù)據(jù)由無線網(wǎng)卡傳輸數(shù)據(jù)至環(huán)保局中心計算機室匯總分析,經(jīng)統(tǒng)計處理后發(fā)布。3.4證行車安全檢測大氣采樣管為可拆卸設(shè)計。行車過程中為保證行車安全則把接駁管放于車廂中,停車監(jiān)測時將接駁管接入車頂,使采樣管達到采樣高度的要求。采樣管加裝可拆卸的防雷地線。3.5減振降壓試驗由于監(jiān)測車需執(zhí)行戶外監(jiān)測工作,因此在運輸過程中車廂難免會受到道路狀況造成的振動的影響?，F(xiàn)主要采取設(shè)備減振的方式減少對檢測儀器的影響。監(jiān)測車到達監(jiān)測現(xiàn)場后,檢測儀器需進行零跨度調(diào)試,穩(wěn)定運行1h方能正常