國家對于環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控，傳統(tǒng)采用的是固定站+便攜式的模式。由于價格昂貴導(dǎo)致鋪設(shè)的站點(diǎn)非常的稀松，基本一級城市最多也就是每個區(qū)一個站點(diǎn)，每個市另外配備5套便攜式設(shè)備。已北京市為例，已經(jīng)算全國監(jiān)測設(shè)備最貴，站點(diǎn)設(shè)置最密集的城市。長期在線監(jiān)測的站房總共是24個，備用站房是12個。采用的檢測方法大多數(shù)都是紅外、紫外、化學(xué)發(fā)光法等，建站費(fèi)用將近100萬/站點(diǎn)，維護(hù)費(fèi)用高達(dá)10萬/年，平均每3天就要進(jìn)行一次人工校準(zhǔn)所浪費(fèi)的人力就無法估算了。即便如此，能覆蓋到的地方也是微乎其微，平均每個站點(diǎn)能監(jiān)測到的也最多不過直徑2公里以內(nèi)的氣體污染情況，如此計算下來24個站點(diǎn)也就最多覆蓋了48公里的監(jiān)測范圍。并且每個站點(diǎn)的參數(shù)都是標(biāo)準(zhǔn)6參數(shù)。按照國家頒布的要求，網(wǎng)格化監(jiān)測部署HJ 664—2013標(biāo)準(zhǔn)，的是每500米-4公里設(shè)立一個小型監(jiān)測探頭。北京市總共16410.54平方公里，單按一個站點(diǎn)覆蓋2公里計算那么都需要8205臺儀器。對于工業(yè)城市污染特征氣體、無組織排放氣體（如垃圾填埋場的VOC、惡臭等）監(jiān)測不足。發(fā)布的時效性較差，都是檢測后人工整理數(shù)據(jù)后再發(fā)布。數(shù)據(jù)真實(shí)性無法追溯，因?yàn)閿?shù)據(jù)從儀器導(dǎo)出后的數(shù)據(jù)是可進(jìn)行人工修改的。對于國家環(huán)保執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)無人監(jiān)管，導(dǎo)致數(shù)據(jù)是否超標(biāo)無能力過問。

構(gòu)建地理信息系統(tǒng)的空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、預(yù)警、預(yù)報平臺。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化、大面積聯(lián)防聯(lián)控，大氣污染溯源通量解析。搭建工業(yè)園區(qū)環(huán)境安全一體化監(jiān)控平臺。促進(jìn)環(huán)境污染大數(shù)據(jù)監(jiān)測。需要低成本、小型化多參數(shù)的在線環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測儀作為現(xiàn)有國控點(diǎn)的補(bǔ)充。需要結(jié)合云計算，為管理部門和公眾提供實(shí)時的環(huán)境空氣質(zhì)量發(fā)布服務(wù)。需要結(jié)合大數(shù)據(jù)，推演無監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)及預(yù)測數(shù)據(jù)。需要結(jié)合大數(shù)據(jù)，分析工廠排污特征，實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)程監(jiān)管污染偷排。

    應(yīng)用領(lǐng)域

1.    城市環(huán)境監(jiān)測：

城市空氣環(huán)境質(zhì)量評測系統(tǒng)、垃圾填埋、垃圾場監(jiān)測、氣象站配套監(jiān)測、家庭空氣質(zhì)量監(jiān)測。

2.    工業(yè)及廠界監(jiān)測：

工業(yè)園區(qū)廠界監(jiān)測、工業(yè)廠區(qū)常規(guī)排放有毒氣體監(jiān)測、發(fā)電廠、油田、石化廠、礦業(yè)、廢舊垃圾再加廠區(qū)監(jiān)控、污水處理廠、點(diǎn)源污染監(jiān)測、機(jī)場、港口、在建建筑工地。

3.    其他空間監(jiān)測：

林業(yè)環(huán)境評價監(jiān)測、農(nóng)業(yè)臭氧殺蟲、消毒監(jiān)測、養(yǎng)殖場飼養(yǎng)環(huán)境監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室分析、坑道、下水道、管道等檢測。

      各部分檢測參數(shù)與方法：

1.    氣體檢測部分工作原理

本儀器采用高靈敏度電化學(xué)傳感器原理，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，可以連續(xù)監(jiān)測大氣中的SO2、NO2、O3、CO、H2S、NH3、HF氣體，按需要顯示需要的測量數(shù)據(jù)。首先由抽氣泵將環(huán)境空氣通過過濾器，經(jīng)流量調(diào)節(jié)器后分別以300ml/min的流量送到傳感器氣室，通過傳感器時所產(chǎn)生的信號經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后，由微處理器進(jìn)行采集、計算、數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生濃度結(jié)果數(shù)據(jù)，同時保存數(shù)據(jù)結(jié)果或通過RS485串行接口送至信息中心。

對于空氣中微量氣體的檢測，不同氣體之間的交叉干擾尤其突出，如處理不好，對測試結(jié)果會產(chǎn)生極大的影響。我們采用了兩項關(guān)鍵技術(shù)解決了此問題：一是采用面對環(huán)境空氣質(zhì)量專用傳感器；二是使用選擇性合適過濾器，由此使本系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

2.    氣體傳感器的工作原理：

傳感器通常由三個電極構(gòu)成，其中最主要的是工作電極。它通常是用一種具有催化活性的金屬，例如：鉑，將其噴鍍在一種透氣但是憎水的膜上做成。被測量的氣體擴(kuò)散透過多孔的膜在其上進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)。其反應(yīng)的性質(zhì)以工作電極的熱力學(xué)電位和分析氣體的（氧化還原）性質(zhì)而定。氧化還原反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子，流向（還原）或流出（氧化）工作電極，通過外電路成為傳感器的輸出信號。為了氧化還原反應(yīng)得以進(jìn)行，工作電極的熱力學(xué)電位是一個極為重要的因素。參考電極則是為了提供電解中的工作電極具有一種穩(wěn)定的電位而設(shè)。參考電極通常需要保護(hù)，使之不暴露在樣氣中，這樣參考電極的熱力學(xué)電位就總是具有同一數(shù)值保持穩(wěn)定。此外，參考電極不允許有電流需要的第二電極，它的作用主要是允許電子進(jìn)入或流出傳感器內(nèi)部。

    控制工作電極電位和將信號電流轉(zhuǎn)換為電壓信號的電路稱之恒電位電路（或恒電位器）。工作電極的工作信號需經(jīng)運(yùn)放U2轉(zhuǎn)換為電壓信號。電路同時保持工作電極的電壓使之處于其偏壓Vbias之值。參考電極電位與一個經(jīng)過仔細(xì)選擇的穩(wěn)定的輸入電壓Vbias比較后，線路中運(yùn)放U1在對電極產(chǎn)生一電壓信號，其大小正好是產(chǎn)生一個與工作電極電流相等相反的電流信號。同時恒電位電路使工作電極與參考電極之間保持一恒定的電位差（電壓）。特點(diǎn)：檢測精度達(dá)ppb級，傳感器體積小、日常維護(hù)簡便

2.    粉塵監(jiān)測部分：

采用激光光源，內(nèi)裝光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)散板,確保儀器高穩(wěn)定性。儀器設(shè)計了可更換的粒子切割頭，兼容了PM10、PM5、 PM2. 5 、 TSP多種粒子分離切割。在線濾膜采樣器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)監(jiān)測粉塵濃度，可與濾膜采樣兼容，可以分析所收集到的顆粒物成份，并可求出該場所的質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)K值。 設(shè)計了恒流控制器， 確保采樣流量恒定，切割曲線的正確。具有特別的保護(hù)氣幕，避免了粉塵對儀器核心部件—光學(xué)系統(tǒng)的污染，確保儀器高可靠性。通過計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)儀器零點(diǎn)自動調(diào)節(jié)，提高了儀器測量精度，方便了用戶使用。

特點(diǎn)：響應(yīng)時間短，實(shí)時性好，能實(shí)現(xiàn)每分鐘出一個濃度數(shù)據(jù)