光散射法油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)

1 項(xiàng)目背景

1.1 系統(tǒng)概述

近年來，伴隨著城市的擴(kuò)大和人們交往的日益頻繁，促使餐飲業(yè)飛速發(fā)展，餐飲業(yè)油煙的直接排放也成了各大城市居民的投訴熱點(diǎn)。油煙顆粒粒徑分布在在0.1-10微米之間，具有粒徑小、粘附性強(qiáng)等特點(diǎn)，形成的油煙污染量大、面廣、低空擴(kuò)散性強(qiáng)對人體危害較大。科學(xué)研究早已證實(shí)，油煙中含有大量揮發(fā)性有機(jī)物，在空氣中冷卻會化合成為PM2.5，增加局地污染物濃度。今年中科院對京津冀霧霾天氣進(jìn)行專項(xiàng)研究，在檢測出的氮氧有機(jī)顆粒物中，局地烹飪排放的油煙型有機(jī)顆粒物占21%，汽車尾氣和燃煤產(chǎn)生的烴類有機(jī)顆粒物占18%。也就是說，餐飲產(chǎn)生的油煙對大氣造成的污染甚至超過了汽車尾氣。

但目前的油煙監(jiān)測存在監(jiān)管信息缺失、監(jiān)測方法落后，工作繁瑣，監(jiān)測效率差、企業(yè)信息缺失、監(jiān)管時(shí)間不能保證等缺點(diǎn)。油煙污染的日漸加重，促使相關(guān)部門立法治理，但治理的前提是精確的掌握污染源頭的具體情況，并用數(shù)據(jù)來作為立法的依據(jù)。

因此，為了對餐飲行業(yè)的油煙排放進(jìn)行監(jiān)管，國家出臺了一系列政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，這些年已經(jīng)有一些方法在實(shí)際中得到了應(yīng)用，如使用油煙凈化系統(tǒng)，以及對油煙凈化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。為了能對油煙排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，常需要安裝數(shù)據(jù)采集和通信裝置。以往的油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)由于受技術(shù)水平所限，只能簡單監(jiān)控油煙凈化系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備的開停狀態(tài)，一般是風(fēng)機(jī)和凈化器，只要各設(shè)備是正常開啟的，就簡單的認(rèn)為油煙排放也是正常達(dá)標(biāo)的。又或者監(jiān)控油煙凈化設(shè)備的運(yùn)行功率和狀態(tài)等，根據(jù)這些參數(shù)的變化以判別油煙凈化設(shè)備的工作狀態(tài)和潔凈程度，從而估算設(shè)備需要進(jìn)行清洗，以及油煙排放是否達(dá)標(biāo)。

但是，簡單的監(jiān)控設(shè)備是否運(yùn)行與油煙濃度之間并沒有直接的關(guān)聯(lián)，不能直觀、真實(shí)的表達(dá)出油煙的實(shí)際排放濃度，所以從技術(shù)上來講，這些方法僅是監(jiān)控相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而非監(jiān)測油煙排放的實(shí)際情況。

智易時(shí)代基于多年的數(shù)據(jù)采集經(jīng)驗(yàn)，和對油煙監(jiān)控系統(tǒng)的深入理解，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)和測試，終研制出了全新的油煙數(shù)據(jù)采集器——ZWIN-YY08-G油煙在線監(jiān)測儀。本產(chǎn)品采用全新的技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測和上報(bào)油煙濃度、溫度及濕度等數(shù)據(jù)，為環(huán)保局提供了真實(shí)有效的油煙數(shù)據(jù)，從而真正達(dá)到油煙在線監(jiān)控的目的。

1.2 監(jiān)測方法對比

1.2.1 傳統(tǒng)采樣分析法

無法在現(xiàn)場檢測出油煙排放濃度，無法現(xiàn)場管理，得到一組數(shù)據(jù)需大約2天時(shí)間。需要經(jīng)過采樣、萃取、分析、計(jì)算等步驟，過程繁瑣，需要現(xiàn)場采樣和實(shí)驗(yàn)分析兩部門的人員共同完成。測量精度受采樣設(shè)備、四氯化碳純度、操作人員經(jīng)驗(yàn)等因素影響，濾筒多次使用后空白值增高也會影響到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。使用高純度四氯化碳，成本較高人工成本，四氯化碳對人身健康危害很大

1.2.2 VOCs氣體測量法

可快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量，操作簡單。但氣體測量以ppm為計(jì)量單位，VOCs混合物轉(zhuǎn)換為mg/m3時(shí)誤差較大。經(jīng)與采樣法對比線性度較差。

1.2.3 粒子集合光散射法

光散射法油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)可快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量，操作簡單。該方法直接以mg/m3為計(jì)量單位，與國標(biāo)采樣法對比數(shù)據(jù)相關(guān)性能達(dá)到90%以上。目前采樣法為國家標(biāo)準(zhǔn)油煙測量方法，但近期的油煙監(jiān)測逐步的由純粹監(jiān)測油煙中的油煙（紅外法）轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)測油煙顆粒物（重量法、光散射法），而且越來越被行業(yè)專家認(rèn)同。北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《餐飲業(yè) 油煙顆粒物的測定 手工稱重法》對該標(biāo)準(zhǔn)做了進(jìn)一步補(bǔ)充說明。深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)SZDB/Z 254-2017《飲食業(yè)油煙排放控制規(guī)范》中已經(jīng)將光散射法列為標(biāo)準(zhǔn)油煙測量方法。

深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)SZDB/Z 254-2017

1.3 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB18483-2001 《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)》

Q/0214 MDY007-2016 《便攜式快速油煙檢測儀》

SZDB/Z 254-2017《飲食業(yè)油煙排放控制規(guī)范》

CCAEPI-RG-Y-020《環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施規(guī)則 飲食業(yè)油煙濃度在線監(jiān)控系統(tǒng)》

1.4 ZWIN-YY08-G油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)簡介

ZWIN-YY08-G油煙在線監(jiān)測儀由采集器主體、顯示屏、油煙探頭三部分組成。采集器集成GPRS無線通信模塊（可選CDMA），采用實(shí)時(shí)在線、自動(dòng)上報(bào)的方式工作。采集器帶有油煙探頭接口，用于連接探頭。采集器通過控制探頭采集油煙原始數(shù)據(jù)，讀取探頭采集到的原始數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合計(jì)算，終得到油煙濃度值，也可在顯示屏上直接查看數(shù)據(jù)。油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)查詢、基礎(chǔ)信息管理、用戶信息管理等功能組成，支持通過GIS地圖定位展示各餐飲企業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)測狀態(tài)。

該系統(tǒng)可對餐飲企業(yè)油煙排放濃度、凈化器運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、煙道工況參數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)控，為用戶提供直接有效且真實(shí)的油煙排放狀況。

1.4.1儀器核心單元采用激光散射原理，集成溫濕度補(bǔ)償單元，鏡頭防污染單元。

原理圖

1.4.2 ZWIN-YY08-G油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)，由現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)監(jiān)控中心三部分組成。

現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備：

主機(jī)抽取煙道氣進(jìn)入主機(jī)，實(shí)時(shí)測量油煙濃度。外接工況傳感器可采集凈化器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，煙氣溫度。主機(jī)將測量數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)中心。

油煙在線監(jiān)測儀包括油煙檢測模塊（油煙濃度探測器、工況傳感器）和油煙監(jiān)控儀主機(jī)。油煙濃度探測器實(shí)時(shí)監(jiān)測油煙廢氣中的油煙濃度信息，通過RS485總線連接到油煙監(jiān)控主機(jī)；工況傳感器采集凈化器和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，通過模擬量接口連接到油煙監(jiān)控儀主機(jī)；實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測器的數(shù)據(jù)，以及煙道風(fēng)機(jī)和油煙凈化器的工作狀態(tài)，并通過傳輸網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。

無線傳輸網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)餐廳廚房的設(shè)備安裝現(xiàn)場情況，采用CDMA/GPRS/3G等無線通信方式。

數(shù)據(jù)監(jiān)控中心：平臺軟件可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、管理、查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表等功能，也可對現(xiàn)場儀器進(jìn)行校時(shí)、遠(yuǎn)程軟件升級等操作。服務(wù)器搭建靈活，可建設(shè)機(jī)房安裝服務(wù)器（現(xiàn)場要有固定公網(wǎng)IP），也可搭載云服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

終通過本方案可以實(shí)現(xiàn)對餐飲行業(yè)油煙濃度值進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測管理。項(xiàng)目的全面實(shí)施，將使得餐飲企業(yè)周邊的居民免受油煙污染的困擾，使我們的環(huán)境污染得到進(jìn)一步治理。

2 現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備

2.1 主要特點(diǎn)

2.1.1測量原理：激光散射法測量油煙含量

2.1.2現(xiàn)場檢測油煙濃度、油煙溫度、大氣壓，流速、煙氣排放量給出標(biāo)況油煙排放濃度。

2.1.3現(xiàn)場檢測凈化器運(yùn)行工作狀態(tài)。

2.1.4現(xiàn)場檢測風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作狀態(tài)。

2.1.5油煙濃度超標(biāo)可自動(dòng)報(bào)警提示，并自動(dòng)上報(bào)至監(jiān)控中心。

2.1.6油煙采集器被破壞或被拆除后有報(bào)警提示，并自動(dòng)上報(bào)監(jiān)控中心。

2.1.7設(shè)備采用抽取式測量排放油煙濃度，避免煙道流量變化擾動(dòng)測量結(jié)果。

2.1.8現(xiàn)場油煙濃度測量數(shù)值至少可以連續(xù)存儲1個(gè)月（不低于30000組），通訊正常自動(dòng)上傳緩存數(shù)據(jù)。

2.1.9整機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，便于定期維護(hù)。可通過USB數(shù)據(jù)線連接電腦，對儀器各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置維護(hù)。

2.1.10內(nèi)置GPRS/CDMA/3G無線通訊，監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控平臺。

2.1.11堅(jiān)固不銹鋼外殼，具備防塵防水：至少IP65，具備全天候防護(hù)功能。

2.1.12輸入輸出接口全光電隔離，提高系統(tǒng)抗干擾能力。

2.1.13油煙在線監(jiān)測設(shè)備配備手動(dòng)開關(guān)，方便現(xiàn)場緊急手動(dòng)啟停。

2.1.14支持平板電腦數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，方便現(xiàn)場源頭數(shù)據(jù)直接調(diào)取。

2.1.15設(shè)備支持用戶核心重要參數(shù)遠(yuǎn)程調(diào)整設(shè)置功能。

2.2 技術(shù)指標(biāo)

2.3 對比傳統(tǒng)法優(yōu)勢

3 設(shè)備配置清單