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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 可吸入顆粒物濃度監(jiān)測(cè)器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 為應(yīng)對(duì)我國(guó)可吸入顆粒物污染嚴(yán)重這一現(xiàn)狀研發(fā)的這款用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)、車內(nèi)等人居環(huán)境可吸入顆粒物濃度的裝置。該裝置基于可吸入顆粒物的光散射性，利用光強(qiáng)與顆粒物濃度之間的關(guān)系，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，進(jìn)而獲得了可吸入顆粒物的濃度。具有實(shí)時(shí)顯示濃度、超標(biāo)報(bào)警、超標(biāo)10%控制相應(yīng)裝置降塵，同時(shí)具有遠(yuǎn)程傳輸功能。該裝置的研發(fā)成功，對(duì)于凈化環(huán)境、保護(hù)人類身體健康具有重要意義，具有廣闊的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 近年來(lái)城市空氣污染狀況嚴(yán)重,可吸入顆粒物問(wèn)題日益受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，在室內(nèi)空氣中日益增多的可吸入顆粒物給室內(nèi)人員的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的危害。對(duì)室內(nèi)可吸入顆粒物濃度的檢測(cè)和控制成為有效防止可吸入顆粒物危害的重要手段，世界各國(guó)對(duì)室內(nèi)的監(jiān)測(cè)技術(shù)都做了大量的研究工作,研制了一系列可吸入顆粒物檢測(cè)儀器,但這些儀器采取定點(diǎn)、定時(shí)采樣，操作繁瑣、不能在線和監(jiān)控等缺點(diǎn)，因此研究開(kāi)發(fā)具有實(shí)時(shí)、在線和具有控制功能的可吸入顆粒物濃度監(jiān)測(cè)器不僅是必需的，而且是必要的。 本作品利用光散射原理、基于高性能微控器、利用在線編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)可吸入顆粒物濃度的檢測(cè)；利用逐點(diǎn)推移平均算法對(duì)可吸入顆粒物進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)距離傳輸、自動(dòng)控制除塵等；利用無(wú)線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)K值的自動(dòng)校正；具有多功能輸出。該作品具有抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、功耗低、速度快等特點(diǎn)，具有廣闊的前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：研發(fā)一種能對(duì)室內(nèi)（如家庭居室、汽車內(nèi)、辦公室內(nèi)等）空氣中可吸入顆粒物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控的監(jiān)測(cè)裝置。 基本思路：針對(duì)國(guó)內(nèi)外可吸入顆粒濃度監(jiān)測(cè)研究開(kāi)發(fā)狀況，研發(fā)一種在線的可吸入顆粒物濃度監(jiān)測(cè)器。該裝置具有： 1）能夠準(zhǔn)確檢測(cè)可吸入顆粒物濃度； 2）能實(shí)時(shí)顯示濃度； 3）當(dāng)濃度超標(biāo)時(shí)進(jìn)行報(bào)警； 4）當(dāng)濃度超標(biāo)15%時(shí)進(jìn)行自動(dòng)控制（如自動(dòng)控制抽風(fēng)扇、空調(diào)、噴霧等）； 5）具有無(wú)線標(biāo)定功能。 創(chuàng)新點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)可吸入顆粒物濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控。 技術(shù)關(guān)鍵： 1)顆粒物光散射強(qiáng)度數(shù)學(xué)模型建立及算法實(shí)現(xiàn)； 2）光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)技術(shù)； 3）物理測(cè)量模型二次開(kāi)發(fā)； 4）微控制技術(shù)；主要技術(shù)指標(biāo)： 1）濃度測(cè)量范圍:0.01～1000mg/m3； 2）報(bào)警濃度為(按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定)，當(dāng)濃度大于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)報(bào)警； 3）當(dāng)濃度高于報(bào)警濃度15%時(shí)，降塵裝置自動(dòng)降塵； 4）實(shí)時(shí)顯示濃度。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 實(shí)現(xiàn)了顆粒物濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控，解決了目前只定時(shí)檢測(cè)和只測(cè)不控的問(wèn)題。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1．使用方法：1）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，使監(jiān)測(cè)裝置處于帶電狀態(tài)；2）利用遙控鍵盤(pán)進(jìn)行K值設(shè)定：按下無(wú)線射頻鍵盤(pán)的1鍵，顯示數(shù)據(jù)清零，利用3、4、5、6設(shè)置K值，設(shè)置完成按下2鍵，后在按下1鍵一次，按下2鍵將數(shù)據(jù)發(fā)送到粉塵采樣裝置，再按下1鍵，設(shè)置完成；3）設(shè)置完成后無(wú)需人工操作，監(jiān)測(cè)器將自動(dòng)運(yùn)行。 2．技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：利用光散射理論進(jìn)行顆粒物濃度的檢測(cè)，克服了目前稱重法測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)事費(fèi)工、不能實(shí)時(shí)檢測(cè)的缺點(diǎn)；具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏、精度高等特點(diǎn)。 3．適用范圍：適合室內(nèi)（如家庭居室、汽車內(nèi)、辦公室內(nèi)等）可吸入顆粒物濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控。 4．應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析：為提高當(dāng)前生活質(zhì)量而研制的可吸入顆粒物濃度監(jiān)測(cè)器,實(shí)現(xiàn)了可吸入顆粒物濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控，解決了目前只定時(shí)檢測(cè)和只測(cè)不控的問(wèn)題。因此, 產(chǎn)品具有十分廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。預(yù)計(jì)一套售價(jià)5萬(wàn)元，其中成本3萬(wàn)元，利潤(rùn)1.5萬(wàn)元左右；預(yù)計(jì)年銷售1000臺(tái)，年創(chuàng)產(chǎn)值5千萬(wàn)元，年創(chuàng)利潤(rùn)1.5千萬(wàn)元，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 隨著現(xiàn)代工業(yè)化程度的提高和自然環(huán)境的惡化，人們賴以生存的大氣中可吸入顆粒物濃度在不斷增高，造成了顆粒物濃度的超標(biāo)，使得人們吸入了更多的顆粒物，對(duì)人體身體健康造成了極大危害。針對(duì)這種生存狀況，世界各國(guó)在空氣可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域做了大量的研究工作,并取得了一些成績(jī)。如針對(duì)可吸入顆粒物的檢測(cè)人們已提出多種方法，但歸結(jié)起來(lái)，主要有兩種：一是絕對(duì)質(zhì)量濃度稱重法，二是相對(duì)濃度測(cè)量法;在可吸入顆粒物防治方面主要提出噴霧降塵法、通風(fēng)除塵法、泡沫除塵等方法。這些方法對(duì)可吸入顆粒物的檢測(cè)與防治都起到了作用，但效果不是很明顯。但絕對(duì)質(zhì)量濃度采樣法需要稱重采樣，烘干等過(guò)程，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，只作為定期定點(diǎn)但不能作為室內(nèi)實(shí)時(shí)應(yīng)用；第二種方法可快速檢測(cè)，但不能實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)。因此研制一種適合檢測(cè)室內(nèi)（如辦公室、實(shí)驗(yàn)室、家庭、汽車內(nèi)）可吸入顆粒物的監(jiān)測(cè)裝置對(duì)于保證人們的身體健康、舒心工作具有重要意義。我國(guó)從八十年代初開(kāi)始研究檢測(cè)顆粒物濃度的超標(biāo)等問(wèn)題，主要有當(dāng)時(shí)的北京市的顆粒物研究所、中國(guó)高能物理所的相關(guān)科學(xué)家在研究，但進(jìn)展緩慢，測(cè)量原理主要是光散射原理。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和對(duì)外開(kāi)放，國(guó)內(nèi)于九十年代初由北京市科委引進(jìn)了日本的一臺(tái)測(cè)塵儀，從此國(guó)內(nèi)可吸入顆粒物的檢測(cè)才進(jìn)入了快速發(fā)展階段。目前國(guó)內(nèi)成熟的可吸入顆粒物的檢測(cè)儀器主要是北京市科委的測(cè)塵儀，其后都是以其為基礎(chǔ)發(fā)展開(kāi)發(fā)的 。但該測(cè)塵儀只能檢測(cè)不具有控制功能 因此針對(duì)國(guó)內(nèi)外可吸入顆粒物檢測(cè)防治現(xiàn)狀，研究開(kāi)發(fā)能對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的、可報(bào)警的、具有控制功能的可吸入顆粒物監(jiān)測(cè)裝置不僅必須而且是非常必要的。
