Устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха
Устройство относится к экологическим системам сбора и отображения информации о состоянии атмосферного воздуха промышленного региона и предназначено для использования в системе атмосфероохранных мероприятий для оперативного выявления источников загрязнения атмосферы с текущим нормативно-несанкционированным уровнем выбросов вредных веществ. Задачей полезной модели является моделирования процессов загрязнения атмосферы в промышленном регионе. Устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха, содержащее датчики дистанционного экологического мониторинга, средства радиосвязи датчиков дистанционного экологического мониторинга с аппаратурой городской телефонной сети, центральный диспетчерский пункт, центр сбора и сравнения данных, модуль экологического контроля, снабженный газовыми датчиками экологического контроля состояния атмосферы, блоками значения ПДК, записывающими устройствами, соединенные с центром сбора и сравнения данных, дополнительно введен, датчики экологического контроля состояния атмосферы, программно-вычислительный блок прогноза загрязнения атмосферы, блок построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта. Устройство позволяет проводить сбор информации и диагностику состояния атмосферы промышленного региона, что дает возможность для формирования карт распределения вредных веществ в атмосфере промышленных регионов в текущей момент времени. 1 н.п.ф. 1 илл.
Устройство относится к экологическим системам сбора информации, диагностики состояния атмосферы промышленного региона и предназначено для использования в системе атмосфероохранных мероприятий для оперативного выявления источников загрязнения атмосферы с текущим нормативно-несанкционированным уровнем выбросов вредных веществ.
Известны средства экологического мониторинга, основанные на методах анализа технологий предприятий - загрязнителей окружающей среды и средствах контроля технологических процессов (Заявка РСТ N WO 89/06079, кл. Н04М 11/00, 1989; Патент США N 3819862, 179-2А, 1974; Патент Великобритании N 2179480, кл. G08B 25/00, 1987; Система экологического мониторинга типового города. НПП Экотехника. BOO им.Рождественского, ВОС ВОИР, Тверь, 1992.).
Недостатками известных устройств являются низкая оперативность контроля, отсутствие моделирования процессов рассеивания и приближенность результатов мониторинга.
Известна система сбора информации о состоянии контролируемых объектов, расположенных рассредоточено и использующая для сбора информации системы различные средства формирования сообщений. Известная система (Тутевич В.Н. Телемеханика. - М.: Энергоиздат, 1973, с.14, 15) содержит контрольные пункты, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта.
Недостатком известной системы является ограниченная область применения за счет контроля определенного вида параметров и использования ограниченного типа каналов связи.
Прототипом данной системы является экологическая система сбора информации о состоянии региона. Известная система (Патент РФ 
2079891, МПК6 G08C 19/00, 20.05.1997) содержит контрольные пункты промышленных стоков предприятий, радиоканалы связи, центральный диспетчерский пункт, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, аппаратуру городской (региональной) телефонной сети.
Недостатком прототипа является ограниченность сбора информации о состоянии атмосферы на магистралях региона, детального контроля источников выбросов, а также отсутствие моделирования процессов загрязнения атмосферы, позволяющее решить обратную задачу (определить вклад отдельных предприятий в загрязнение региона).
Задачей полезной модели является моделирования процессов загрязнения атмосферы в промышленном регионе.
Устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха, содержащее датчики дистанционного экологического мониторинга, средства радиосвязи датчиков дистанционного экологического мониторинга с аппаратурой городской телефонной сети, центральный диспетчерский пункт, центр сбора и сравнения данных, модуль экологического контроля, снабженный газовыми датчиками экологического контроля состояния атмосферы, блоками значения ПДК, записывающими устройствами, соединенные с центром сбора и сравнения данных, дополнительно введены, датчики экологического контроля состояния атмосферы, программно-вычислительный блок прогноза загрязнения атмосферы, блок построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта. Причем первые выходы газовых датчиков экологического мониторинга соединены со входами блока значения ПДК, а вторые выходы газовых датчиков экологического мониторинга соединены со входами записывающих устройств, а выходы записывающих устройств соединены с центром сбора и сравнения данных, выход которого подключен к центральному диспетчерскому пункту, выходы датчиков экологического контроля состояния атмосферы и выходы блоков значений ПДК соединены со входом записывающего устройства, выход которого соединен со входом программно-вычислительного блока прогноза загрязнения атмосферы, соединенный с блоком построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта.
На фигуре изображено устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха.
Согласно чертежу представлена структурная схема экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха, которая содержит: газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы 1, выходы которых связаны с входами блоков значения ПДК 2 и входами записывающих устройств 3, выход которых соединен с входом центра сбора и сравнения данных 4, выходы датчиков дистанционного экологического мониторинга 5, подключены посредством радиосвязи 6 и аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 7 к входу блока сбора и сравнения данных 4, выходы датчиков экологического контроля состояния атмосферы 8 и выходы блоков значений ПДК 2 соединены со входом записывающего устройства 9, выход которого соединен со входом программно-вычислительного блока прогноза загрязнения атмосферы 10, соединенный с блоком построения карт полей загрязнения атмосферы 11, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта 12, вход которого соединен с выходом блока сбора и сравнения данных 4.
Устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха работает следующим образом.
Датчики непосредственного экологического мониторинга 1 измеряют концентрацию вредных веществ, посылают данные на блок значений ПДК 2 и записывающее устройство 3. Полученные данные экологического мониторинга поступают в блок сбора и сравнения данных 4. Параллельно, для мониторинга атмосферы, датчики дистанционного экологического мониторинга 5 измеряют концентрацию вредных веществ, пространственные, временные и вероятностные параметры зон загрязнения, характеристики источников загрязнения и формируют типовое сообщение.
В случае превышения ПДК блок значений ПДК 2 передает текущую информацию на записывающее устройство 4, датчики экологического контроля состояния атмосферы 8 передают информацию о текущем состоянии атмосферы на записывающее устройство 9 выход которого соединен с программно-вычислительным блоком прогноза загрязнения атмосферы 10, который передает информацию на блок построения карт полей загрязнения атмосферы 11, выход которого соединен с входом центрального диспетчерского пункта 12.
Типовое сообщение датчиков дистанционного экологического мониторинга 5 передают по проводным (кабельным) линиям связи в блок сбора и сравнения данных 4. При удалении места расположения датчиков дистанционного экологического мониторинга 5 в месте дислокации блока сбора данных 4 на наличие аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 7 в месте расположения датчиков дистанционного экологического мониторинга 5 позволяет передать типовое сообщение через аппаратуру городской (региональной) телефонной сети 7 в центр сбора и сравнения данных 4.
При мониторинге мест, удаленных от аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 7, с помощью датчиков дистанционного экологического мониторинга атмосферы 5, передача типового сообщения от этих датчиков осуществляется по маломощным средствам радиосвязи 6.
Проводят измерение метеорологических параметров, в первую очередь направления и скорости ветра, которые служат для прогноза быстро развивающихся процессов при аварийных и чрезвычайных ситуациях. Измерение направления и скорости ветра осуществляют с использованием датчика скорости и направления ветра 8, включающего, анемометр, термометр, психрометр и барометр или универсальный измеритель метеопараметров, например, акустический цифровой анемометр-термометр (например, модель АЦАТ-ЗМ), который кроме измерений направления и скорости ветра, температуры воздуха, производит также измерение относительной влажности воздуха и атмосферного давления с помощью имеющихся в устройстве соответствующих датчиков, выходные сигналы которых преобразуются и обрабатываются в цифровом формате с помощью узлов самого прибора.
Программно-вычислительный блок прогноза загрязнений атмосферы 10 может быть построен по известным принципам построения программно-вычислительных систем и включают в себя вычислительные средства и программное обеспечение (не показаны). В качестве вычислительных средств центра мониторинга могут быть использованы известные вычислительные машины, изготовленные с использованием процессора типа Pentium Y. Программное обеспечение включает в себя известное базовое программное обеспечение, обеспечивающее функционирование компьютера: типа Windows, Delfi, Photoshop, Internet Explorer, Microsoft Outlook и т.п., и специальное программное обеспечение прогноза сценариев загрязнений атмосферы. В качестве специального программного обеспечения могут быть использованы известные компьютерные модели.
Программно-вычислительный блок прогноза загрязнений атмосферы 10 позволяет получать прогнозные данные о процессах переноса аэрозольных частиц в атмосферном пространстве. Полученные данные передаются на блок построения карт полей загрязнения атмосферы 11, на которых формируется прогнозная информация о возможном загрязнении контролируемого района аэрозольными частицами.
Центральный диспетчерский пункт 12 собирает информацию об экологическом состоянии города (региона), регистрирует ее и представляет с помощью технических средств как в автоматическом, так и в диалоговом режимах, а также передает информацию об экологическом состоянии региона (города) в вышестоящие и смежные системы экологического мониторинга.
Конструкция предложенного экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха основана на использовании известных элементов и технических трудностей для реализации не представляет.
Таким образом, устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха позволило смоделировать процессы загрязнения атмосферы в промышленном регионе, повысить эффективность сбора информации с помощью различных типов датчиков, использовать всевозможные технические средства, вести сравнительный анализ полученных данных, а также решать важнейшие задачи, например, определять вклад отдельных предприятий в загрязнение атмосферного воздуха в настоящий момент времени.
Устройство экологического мониторинга и отображения загрязнения атмосферного воздуха, содержащее датчики дистанционного экологического мониторинга, средства радиосвязи датчиков дистанционного экологического мониторинга с аппаратурой городской телефонной сети, центральный диспетчерский пункт, центр сбора и сравнения данных, модуль экологического контроля, снабженный газовыми датчиками экологического контроля состояния атмосферы, блоками значения ПДК, записывающими устройствами, соединенные с центром сбора и сравнения данных, отличающееся тем, что дополнительно введены датчики экологического контроля состояния атмосферы, программно-вычислительный блок прогноза загрязнения атмосферы, блок построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта, причем первые выходы газовых датчиков экологического мониторинга соединены со входами блока значения ПДК, а вторые выходы газовых датчиков экологического мониторинга соединены со входами записывающих устройств, а выходы записывающих устройств соединены с центром сбора и сравнения данных, выход которого подключен к центральному диспетчерскому пункту, выходы датчиков экологического контроля состояния атмосферы и выходы блоков значений ПДК соединены со входом записывающего устройства, выход которого соединен со входом программно-вычислительного блока прогноза загрязнения атмосферы, соединенным с блоком построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта.
