[实用新型]一种环境监测现场监控CEMS系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域监测系统，尤其是一种在线监测CEMS系统。

背景技术

CEMS（Continuous Emission Monitoring System），即固定连续排放污染烟气连续监测系统，它是对大气固定污染源排放的烟尘、气态污染物进行排放浓度连续监测，同时还连续测量烟气温度、烟气压力、烟气流速、烟气含氧量等参数，用于浓度折算和排放总量计算。

目前环保部门已经在CEMS方面开展了大量工作，在主要的污染源已经投入大量设备进行连续监测，但是，在CEMS系统运行阶段也发现很多问题。例如：根据中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T 75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》其中针对污染源的连续监测时间有明确的规定，精确到每个监测传感器每小时监测时间、连续监测时间占污染源运行时间比例以及CEMS系统响应时间、数据有效率、丢失数据等等，而目前的CEMS系统缺乏监测设备健康状态在线识别判定，污染源企业只能被动维护监测设备，一旦出现设备故障，还有可能因意外的数据中断导致巨额污染罚款；由于缺乏有效的在线数据有效性审核手段，行政监管机构对在线监测数据真实性的考核只能依赖于定期离线手工比对，更有监管需求很大的地区，尤其其他人为原因等造成监测结果偏离，而逐一排查问题消耗环保部分大量时间精力，因此目前CEMS系统运行的可靠性还有提高的余地，系统潜力尚未完全发掘。

目前，污染源烟气在线监测系统或CEMS系统健康状态和监测数据有效性判别问题，是困扰污染源企业和行政监管机构的两大难题。由于缺乏监测设备健康状态在线识别判定，污染源企业只能被动维护监测设备，一旦出现设备故障，还有可能因意外的数据中断导致巨额污染罚款；由于缺乏有效的在线数据有效性审核手段，行政监管机构对在线监测数据真实性的考核只能依赖于定期离线手工比对。具体突出表现在：

（1）监测仪器分析周期较长，监控数据的实时性和采集密度较差。目前所使用的各种在线监测仪器大多需要经过比较复杂的化学反应，从开始采样到得出分析结果需要一定的时间周期，有些仪器需要几个小时才能完成分析过程，无法在第一时间内快速获取最新的环境数据，数据之间的时间间隔较长，不能完整反映环境的变化状况。

（2）监测布点成本较高，布点密度较低，难以反映区域的整体环境状况。高温烟气通常处于几十米甚至更高的烟囱处，其工作环境恶劣，人工检测工作量大、繁琐而不安全。此外，现有的监测仪器大多体积庞大，对安装环境的要求也较高，需要配备专用的监测站房及相应的空调、电力等设施，仪器大多由国外进口，价格昂贵，部署和运营维护成本高，较难进行大规模、高密度的布设，同时也限制了监测点位的自由布设。在实际应用中，一般采用对典型点位进行监控的方法来代表某个区域的环境状况，无法反映区域内部环境的不同。

（3）监测点位之间缺乏必要的沟通，未形成一套整体联动协调机制。不同点位、不同监测要素之间的环境状况有着非常复杂的相互影响关系，但在目前这种环境监控系统中，每个点位均只与监控中心进行单独交互，无法获取其它点位的监控数据并据此作出反应。

发明内容

本实用新型所要解决的是：提供一种专门适应环境CEMS使用要求的环境监测现场监控黑匣子系统；尤其是要加强有关主管部门或行政监管机构最关心的环境监测数据的可靠性和有效性。

本实用新型的技术方案：一种环境监测现场监控CEMS系统，包括:

现场监测层：包括环境监测传感器，环境监测传感器设置无线传感器节点模块，还包括环境监测现场监控黑匣子系统，采用无线传感器网络连接，

数据传输层：包括数据传输模块，将现场监测层的数据传输至远程监控层；

远程监控层：包括通讯单元，数据存储单元，数据监控处理单元；现场监测层的数据经通讯单元接受至数据监控处理单元，根据预设条件进行数据存储及数据分析计算。

所述的环境监测现场监控黑匣子系统，包括单片机、存储模块、电源模块；其特征在于：还包括无线传输模块、GPRS通信模块，无线传输模块连接第一天线，GPRS通信模块连接第二天线，无线传输模块与环境监测现场网络连接，GPRS通信模块与远程监控中心通讯。

所述的环境监测现场监控黑匣子系统，还包括RS232接口、RS485接口、数模转换接口、开关量接口中的一种或多种。存储模块设置USB连接口。

现场监测层的无线传感网络布局均采用星型拓扑连接架构，相邻节点间距离为5~50米。

采用本实用新型的技术方案，有益效果如下：