Мобильная станция для экологического контроля окружающей среды
Полезная модель относится к области экологии и может быть использована для диагностики состояния атмосферы. Предлагаемая мобильная станция для экологического контроля окружающей среды содержит автомобиль, в салоне которого расположены стойки для размещения измерительной аппаратуры, стол оператора, на котором установлена ЭВМ, и энергетический модуль, воздухозаборник, установленный на крыше салона автомобиля, и метеостанцию, размещенную на телескопической мачте, расположенной снаружи салона автомобиля, при этом она снабжена GPS-приемником, а энергетический модуль представляет собой автономный источник питания на основе аккумуляторных батарей; станция изготавливается на базе шасси автомобиля ГАЗ-66 КУНГ; измерительная аппаратура, состоит из газоанализаторов NO, NO 2, О3, SО2, СО2 и СО, двух аэрозольных анализаторов и фильтроаспирационной установки с индивидуальными счетчиками прокачиваемого объема воздуха. Мобильная станция позволяет проводить измерительные циклы контроля состава воздуха в городах и их окрестностях, как в стационарном положении, так и на маршрутах. 2 ил., 1. н.п.ф. п.м.
Полезная модель относится к области экологии и может быть использована для диагностики состояния атмосферы.
Известна система мониторинга загрязнений атмосферы города при выполнении наблюдений за общественным транспортом [RU 2231116 С2, 2004], содержащая электротранспортную единицу, оснащенную группой датчиков, связанных с блоком обработки данных, имеющим приемопередающее средство для считывания/записи от стационарно размещенных маячков оперативной информации, связанной с маршрутом движения указанной электротранспортной единицы, и передачи ее локальному блоку обработки данных, расположенному вне электротранспортной единицы, при этом в систему включены расположенные на электротранспортной единице быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы, концевой датчик открытия дверей, датчик скорости движения, а блок обработки данных дополнительно содержит счетчик остановок, аналого-цифровой преобразователь, центральный процессор, блок сравнения и блок обеспечения обмена информации, причем быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы и датчик скорости движения подключены через аналого-цифровой преобразователь к оснащенному блоком памяти центральному процессору, концевой датчик открытия дверей через счетчик остановок и блок сравнения подсоединен к блоку памяти центрального процессора, центральный процессор связан с приемопередающими средствами для считывания/записи оперативной информации от стационарно размещенных маячков и с блоком обеспечения обмена информации, через который обработанные данные передаются расположенному вне электротранспортной единицы локальному блоку обработки данных для формирования карты распределения вредных веществ в атмосфере городов в текущий момент времени, маячки установлены на конечных остановках маршрутов электротранспорта или в точке их пересечения.
Недостатком данной мобильной станции является ограниченный радиус действия, который определяется либо расположением маячков, либо расположением токоведущих сетей. Станция не может быть использована вне городов или в районах, где отсутствуют маршруты электротранспорта. Желает лучшего и привязка данных к местности.
В качестве прототипа выбрана лаборатория передвижная для экологического контроля окружающей среды [RU 57021 U1, 2006], содержащая автомобиль-носитель, в салоне с тамбуром которого смонтированы автоматизированное рабочее место оператора, снабженное столом оператора и компьютером с принтером и программным обеспечением, приборная стойка с контрольно-измерительной аппаратурой, снабженная амортизаторами, автономный энергоузел в виде бензинового двигателя с электрогенератором, средства жизнеобеспечения, средства отбора проб, технологическое и вспомогательное оборудование, при этом на крыше автомобиля-носителя оборудованы воздухозаборное устройство и метеокомплекс, включающий блок датчиков скорости и направления ветра, блок датчиков температуры и относительной влажности и блок детектирования гамма излучения, соединенный с подъемным устройством выдвижной метеомачты, которое установлено в тамбуре салона, при этом воздухозаборное устройство пневматически подключено к приборной стойке, а автоматизированное рабочее место оператора в салоне выполнено в виде кресла, размещенного между столом оператора и приборной стойкой, и оно дополнительно снабжено метеопультом с датчиком атмосферного давления и переговорным устройством.
Прототип имеет следующие недостатки: во- первых это наличие бензоагрегата, который является источником дополнительных примесей и снижает безопасность обеспечения работ, а во-вторых - отсутствие точной привязки данных к местности.
Задача полезной модели - разработка передвижной мобильной станции для контроля состава воздуха в городах и их окрестностях.
Технический результат - возможность проводить измерительные циклы, как в стационарном положении, так и на маршрутах.
Технический результат достигается тем, что как и известная заявляемая мобильная станция для экологического контроля окружающей среды содержит автомобиль, в салоне которого расположены стойки для размещения измерительной аппаратуры, стол оператора, на котором установлена ЭВМ, и энергетический модуль, воздухозаборник, установленный на крыше салона автомобиля, и метеостанцию, размещенную на телескопической мачте.
Новым является то, что дополнительно мобильная станция снабжена GPS - приемником, а энергетический модуль представляет собой автономный источник питания на основе аккумуляторных батарей.
Кроме того, телескопическая мачта установлена на задней стенке салона автомобиля.
Кроме того, мобильная станция изготавливается на шасси автомобиля ГАЗ-66 КУНГ.
Кроме того, измерительная аппаратура, состоит из газоанализаторов NO, NО 2, О3, SО2, СО2 и СО, двух аэрозольных анализаторов и фильтроаспирационной установки с индивидуальными счетчиками прокачиваемого объема воздуха.
Кроме того, на телескопической мачте установлены датчик скорости ветра, датчик суммарной солнечной радиации и датчик температуры и влажности.
Станция способна проводить измерения, как в стационарном положении, так и в движении. В последнем случае предусмотрена синхронная запись в базу данных вместе с измеряемыми параметрами изменяющихся координат положения станции, фиксируемых GPS-приемником. При проведении измерений во время движения измерительная аппаратура может быть запитана электричеством, как от автономного электропитания, так и от бензогенератора. Наличие автономного питания позволяет оперативно приступать к измерениям газовых и аэрозольных компонент атмосферы, так как регистрирующая аппаратура может быть доставлена к месту проведения измерений уже в рабочем состоянии, т.е. отсутствует необходимость предварительного прогрева, калибровки и ожидания выхода станции на рабочий режим. Таким образом, время необходимое для приведения станции в рабочее положение (поднятие мачты и активация фильтроаспирационной установки) сокращается до нескольких минут. Имеется возможность производить измерения в фоновых районах без использования бензогенератора, а только от автономного электропитания.
Оборудование имеет широкий диапазон определения характеристик воздуха, позволяющий работать, как в фоновых районах, так и в промышленных, сильно загрязненных зонах. Все измерения автоматизированы, а результаты измерений могут сохраняться на электронных носителях.
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.
На фиг.1 представлен внешний вид мобильной станции, с установленными на ней воздухозаборником и метеостанцией.
На фиг.2 представлено изображение расположения оборудования внутри салона.
Мобильная станция для экологического контроля окружающей среды (фиг.1) содержит автомобиль 1, в салоне которого расположены стойки 2, 3, на которых расположена измерительная аппаратура (газоанализаторы и анализаторы аэрозоля), стол
оператора 4, на котором установлена ЭВМ, и энергетический модуль 5, а также содержит воздухозаборник 6, установленный на крыше салона автомобиля - носителя 1, и метеостанцию на телескопической мачте 7 (фиг.2), установленную на задней стенке автомобиля 1 и GPS - приемник 8, установленный в задней части крыши в районе крепления телескопической мачты 7.
Мобильная станция изготавливается на шасси автомобиля ГАЗ-66 КУНГ.
Измерительная аппаратура, состоит из шести газоанализаторов и двух аэрозольных анализаторов размещаемых на стойках 2 и 3 в КУНГе (салоне) автомобиля 1; там же оборудовано рабочее место для оператора 4 (фиг.1.). Снаружи на задней стенке КУНГа установлена телескопическая мачта 7 [Техническое описание и инструкция по эксплуатации ХЖ4.115.003 ТО, Телескопическая мачта], на которой устанавливают метеодатчики - датчик скорости ветра (анеморумбометр М-63), датчик солнечной радиации (пиранометр М-115 м), датчик температуры и влажности (HYCAL Датчик Products Honeywell Inc., Модель: IH - 3602С). В передней части крыши автомобиля 1 установлен основной воздухозаборник, через который производится отбор наружного воздуха на измерительную аппаратуру. Для измерения счетной концентрации частиц и распределения по размерам используют фотоэлектрический счетчик частиц АЗ-6 (12 канальный) и диффузионный спектрометр аэрозоля (8-канальная сетчатая диффузионная батарея). В качестве газоанализаторов используют: NO Хемилюминесцентный, NO2 Хемилюминесцентный, О 3 Хемилюминесцентный, SO2 Хемилюминесцентный, СО2 Оптический ИК диапазона, СО Электрохимический. Для определения химического состава аэрозоля воздуха используется фильтроаспирационная установка (до 10 м3 /час на фильтр).
Предлагаемая мобильная станция оснащена энергетическим модулем 5 - автономный источник питания на основе аккумуляторных батарей 24 В и однофазных преобразователей напряжения в ˜220 В с выходной мощностью 1 кВт. Аккумуляторные батареи емкостью 210 А/ч при полной зарядке, позволяют работать станции в течение не менее трех часов потребляя до 2 кВт/ч при напряжении сети ˜220 В. Поэтому в местах продолжительного базирования мобильной станции предусмотрена возможность электропитания аппаратуры, как от внешней сети, так и от компактного электробензогенератора ˜220 В, которым она оснащена. Это позволяет использовать станцию в режиме временного поста контроля качества воздуха, как на территории города, где проблема поиска внешнего питания не является существенной, так и в фоновых точках, удаленных от населенных пунктов и линий электропередач. При этом имеется возможность одновременного подзаряда аккумуляторных батарей.
На рабочем месте оператора 4 установлена ЭВМ, фиксирующая результаты измерений от приемной части метеодатчиков через устройство сопряжения [Белан Б.Д., Ковалевский В.К., Плотников А.П. и д.р. Устройство сопряжения экспериментального оборудования с IBM-совместимым персональным компьютером. // Приборы и техника эксперимента. 1999 г., №1, с.156-157]. Одновременно, через стандартные последовательные порты регистрируются протоколы данных от газоанализаторов, установленных на стойках 2 и 3, и GPS-приемника. На ЭВМ установлено программное обеспечение, которое позволяет выбирать режим проведения измерений. Считывание показаний может осуществляться с частотой до одного раза в секунду. Стандартный режим: в течение десяти минут - продувка подводящих трактов, десять минут - измерение. Параметры, измеряемые мобильной станцией: содержание озона в воздухе, аэрозоля (NS), оксида углерода, оксида и диоксида азота, интенсивность суммарной солнечной радиации.
Предлагаемая мобильная станция может быть весьма эффективным средством для исследования городской атмосферы и позволяет реализовывать методологию значительно ускоряющую получение данных.
1. Мобильная станция для экологического контроля окружающей среды, содержащая автомобиль, в салоне которого расположены стойки для размещения измерительной аппаратуры, стол оператора, на котором установлена ЭВМ, и энергетический модуль, воздухозаборник, установленный на крыше салона автомобиля, и метеостанцию, размещенную на телескопической мачте, расположенную снаружи салона, отличающаяся тем, она дополнительно содержит GPS - приемник, а энергетический модуль представляет собой автономный источник питания на основе аккумуляторных батарей.
2. Мобильная станция по п.1, отличающаяся тем, что она изготовлена на шасси автомобиля ГАЗ-66 КУНГ.
3. Мобильная станция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что телескопическая мачта установлена на задней стенке салона автомобиля.
4. Мобильная станция по п.1, отличающаяся тем, что метеостанция, установленная на телескопической мачте содержит датчик скорости ветра, датчик суммарной солнечной радиации и датчик температуры и влажности.
5. Мобильная станция по п.1, отличающаяся тем, что измерительная аппаратура, состоит из газоанализаторов NO, NO 2, О3, SO2, СО2 и СО, двух аэрозольных анализаторов и фильтроаспирационной установки с индивидуальными счетчиками прокачиваемого объема воздуха.
