تطبيق مستشعر PM2.5 في نظام مراقبة الغبار

تطبيق مستشعر الجسيمات الدقيقة PM2.5 في نظام مراقبة الغبار

مع التطور المستمر للمجتمع، تتدهور جودة الهواء باستمرار. يحتوي الهواء في الأجواء الضبابية على كميات كبيرة من الجسيمات الملوثة والكائنات الدقيقة. في 28 فبراير 2013، أعلنت اللجنة الوطنية لمراجعة المصطلحات العلمية والتقنية أن PM2.5 سيُطلق عليه رسميًا اسم "الجسيمات الدقيقة". بالإضافة إلى PM2.5، هناك أنواع أخرى: الغبار (TSP)، والغبار العالق (PM10)، والغبار الناعم (PM2.5)، وغبار الضباب (PM1). ومنذ ذلك الحين، أصبح PM2.5 جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية.

يشير مصطلح PM2.5 إلى الجسيمات (الصلبة والسائلة العالقة في الهواء) التي يبلغ قطرها الديناميكي الهوائي المكافئ 2.5 ميكرون أو أقل. وهي غنية بكمية كبيرة من المواد السامة والضارة، وتتميز بفترة بقاء طويلة في الغلاف الجوي، فضلاً عن قدرتها على الانتقال لمسافات طويلة، مما يجعلها ذات تأثير بالغ على صحة الإنسان وجودة البيئة. تتعدد مصادر PM2.5، فمنها المصادر الطبيعية والمصادر البشرية، وتُعدّ الأخيرة أكثر ضرراً.

تشمل المصادر الطبيعية غبار التربة (الذي يحتوي على معادن أكسيدية ومكونات أخرى)، وملح البحر (ثاني أكبر مصدر للمواد الجسيمية، وتركيبه مشابه لتركيب مياه البحر)، وحبوب لقاح النباتات، والجراثيم، والبكتيريا، وما إلى ذلك. وتؤدي أحداث الكوارث الطبيعية، مثل الانفجارات البركانية، إلى إطلاق كمية كبيرة من الرماد البركاني في الغلاف الجوي، كما أن حرائق الغابات أو حرائق الفحم المكشوف والعواصف الترابية تنقل كميات كبيرة من الجسيمات الدقيقة إلى الغلاف الجوي.

تشمل المصادر التي من صنع الإنسان المصادر الثابتة والمتنقلة. وتشمل المصادر الثابتة مجموعة متنوعة من مصادر احتراق الوقود، مثل توليد الطاقة، والتعدين، والبترول، والصناعات الكيميائية، وطباعة وصباغة المنسوجات، وغيرها من العمليات الصناعية، بالإضافة إلى التدفئة والطهي. أما مصدر التدفق فهو في الأساس غازات العادم المنبعثة في الغلاف الجوي عند استخدام المركبات المختلفة للوقود أثناء التشغيل.

يُعدّ الغبار الناتج عن مواقع البناء أحد المصادر الرئيسية الثلاثة لتلوث الهواء بالغبار، وهو محور عمليات الرصد والمعالجة. حاليًا، تعتمد الطريقة الرئيسية للكشف عن الغبار على أخذ العينات وتحليلها يدويًا، وهي طريقة منخفضة الكفاءة وتُهدر الكثير من الموارد البشرية والمادية. لذا، ولتحسين كفاءة رصد الغبار في مواقع البناء، قمنا بشكل مستقل بالبحث والتطوير لنظام رصد غبار مُصمم خصيصًا لمعدات الرصد البيئي في هذه المواقع. يتكون النظام من محطة رصد ضوضاء الغبار، ونظام نقل البيانات، ومنصة سحابية لبرمجيات الرصد، ونظام رش (مدفع ضباب)، حيث يُمكنه رصد الجسيمات الدقيقة PM2.5 وPM10، ودرجة الحرارة والرطوبة المحيطة، وسرعة واتجاه الرياح، ومستوى الضوضاء، والرصد بالفيديو، والملوثات في بيئة الموقع. كما يوفر النظام إمكانية تسجيل الفيديو (اختياري)، ورصد الغازات السامة والخطرة (اختياري)، وغيرها من الوظائف. أما منصة البيانات فهي منصة شبكية ذات بنية إنترنت، تتضمن وظائف رصد لكل محطة فرعية، ومعالجة الإنذارات، وتسجيل البيانات، والاستعلام عنها، بالإضافة إلى وظائف إحصائية، وإعداد التقارير، وغيرها. ويمكن أيضاً ربط النظام بأجهزة مختلفة للتحكم في التلوث لتحقيق غرض التحكم التلقائي.

ومن بينها، يمكن استخدام مستشعر PM2.5 للكشف عن تركيز الجسيمات الدقيقة PM2.5 في الهواء. ويعتمد المستشعر السائد حاليًا في السوق على مبدأ تشتت الليزر.

ستُشتت الجسيمات الضوء عند تعرضها للإشعاع الضوئي. فعندما يسقط شعاع ضوئي متوازٍ على الجسيمات المراد قياسها، ستُشتت الجسيمات الضوء. يقوم العنصر الحساس للضوء المجاور بتحويل إشارة الضوء المُشتت إلى إشارة كهربائية. تُضخّم الإشارة الكهربائية وتُعالج. ومن خلال نموذج رياضي، يُمكن حساب حجم الجسيمات ومعدل تدفق الهواء للغاز المار عبر المستشعر تقريبًا. وبعد تطبيق خوارزمية رياضية معقدة، تصبح النتيجة النهائية أكثر واقعية، وهي قيمة PM2.5.

يعتمد مستشعر جودة الهواء على مبدأ قياس تشتت الليزر، ويتم فحصه باستخدام تقنية فريدة لاكتساب البيانات بترددين مختلفين للحصول على عدد الجسيمات ذات الحجم المكافئ لكل وحدة حجم. تحسب الخوارزمية تركيز كتلة الجسيمات ذات الحجم المكافئ لكل وحدة حجم. يتم إخراج قيم PM2.5 وPM10 في آن واحد. يستخدم الجهاز تقنية متقدمة لمقاومة توهين الليزر لضمان استقراره على المدى الطويل. يتراوح نطاق القياس بين 0 و1000 ميكروغرام/م³. تضمن تقنية اكتساب البيانات بترددين مختلفين والمعايرة التلقائية دقة تصل إلى ±10%.

يندهش معظم الناس الذين يرون جهاز استشعار يعمل لأول مرة من مدى جودة إدارة مستشعر الشركة المصنعة الأصلية.

نحرص دائمًا على إجراء البحوث اللازمة، والالتزام بالقواعد، والتخطيط المسبق لتغطية النفقات الإضافية. التوسع هو هدف شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة؛ والتوسع السليم هو غاية الأعمال الناجحة.

شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة هي شركة رائدة تدعم الخبرة في البحث عن حلول التسويق.

قامت شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة بتوسيع نطاق خدماتها، مما يلبي متطلبات العملاء بشكل كامل.