用于化工企业的大气污染物监测设备和排放溯源方法与流程

本发明涉及大气监测领域，特别涉及用于化工企业的大气污染物监测设备和排放溯源方法。

背景技术：

1、化工企业是重要的排污单位，其中以挥发性有机物为代表的大气污染物具备极强的传输扩散能力和反应活性，对企业周边环境质量影响较大。

2、化工企业的挥发性有机物排放源数量众多，除少部分有组织源外，大部分为排放随机无规律的无组织源，总体呈大型体积源的排放特点，无法逐一在源头处监控，是企业污染治理与管控的重点和难点。

3、科学高效的排放监测是污染治理的基础，能为治理方法的选择和运行优化提供导向。目前，化工企业的挥发性有机物监测逐步从传统离线分析走向连续在线监测，选用的监测技术一般为固定式安装的监测设备，但其仅能代表设备附近有限空间内的污染情况，无法实现对企业整体区域的覆盖，不能及时发现异常泄漏。

4、发明人经过研究发现，上述现有技术中挥发性有机物监测方式，至少存在以下缺陷：

5、固定式安装的大气污染物监测设备可覆盖的空间范围有限，不能快速发现企业域内的异常排放并准确溯源。

6、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于能够快速的对化工企业内大气污染物的异常排放进行溯源。

2、本发明提供了一种用于化工企业的大气污染物监测设备，包括发射装置、光路构建装置和接收装置；

3、所述发射装置包括环形轨道、红外线光源和动力机构；所述环形轨道套设于化工企业的排气筒顶端的外壁；与所述红外线光源连接的动力机构沿所述环形轨道位移；所述红外线光源接收装置包括装载有第一红外检测模块的移动平台；

4、所述光路构建装置包括用于巡飞的无人机，和，与所述无人机连接的第一反射镜；

5、所述移动平台在地面巡检时，所述无人机对所述移动平台伴飞，并保持飞行高度为与所述红外线光源同一高度；所述红外线光源向所述第一反射镜发射红外光时，所述第一反射镜将红外光反射至所述第一红外检测模块中。

6、优选的，在本发明中，包括：

7、套设所述环形轨道的排气筒为最高的排气筒。

8、优选的，在本发明中，还包括：

9、与动力机构连接的第二红外检测模块；与所述无人机连接的第二反射镜；

10、所述红外线光源向所述第二反射镜发射红外光时，所述第二反射镜将红外光反射至所述第二红外检测模块中。

11、优选的，在本发明中，还包括：

12、与动力机构连接的测距模块；所述测距模块用于测定所述发射装置与所述无人机的距离。

13、优选的，在本发明中，还包括：

14、控制装置，用于生成发射装置、光路构建装置和接收装置的控制指令，和，根据所述第一红外检测模块和/或所述第二红外检测模块的监测数据生成大气污染物的排放溯源结果

15、在本发明的另一面，还提供了一种用于化工企业的大气污染物排放溯源方法，适用于上述的用于化工企业的大气污染物监测设备，包括步骤：

16、s11、以排气筒为原点生成化工企业的监测区域的平面坐标系；并在监测区域中确定多个监测点以及对应的位置数据；监测点中包括分布于监测区域的边界路径内的多个边缘监测点；

17、s12、以平面坐标系的原点为圆点，将监测区域划分为多个角度相等的扇形监测区间；

18、s13、根据各所述边缘监测点的分布位置，在边界路径内确定初筛监测路径；

19、s14、控制所述移动平台根据所述初筛监测路径依次到达各所述边缘监测点采集第一监测数据；所述第一监测数据用于表征发射装置至无人机之间的污染物数值和无人机至移动平台间的污染物数值的合计值；

20、s15、对各所述边缘监测点获得的第一监测数据进行分析，将污染数值最高的边缘监测点所属的扇形监测区间确定为污染物排放源所处的泄漏区间。

21、优选的，在本发明中，所述采集第一监测数据包括：

22、根据所述移动平台到达的当前边缘监测点的位置坐标，控制动力机构沿环形轨道将红外线光源的朝向对准当前边缘监测点；

23、通过与所述移动平台伴飞的无人机连接的第一反射镜将所述红外线光源的红外线反射至所述第一红外检测模块。

24、优选的，在本发明中，所述以平面坐标系的原点为圆点，将监测区域划分为多个角度相等的扇形监测区间，包括：

25、将监测区域划分为36个扇形监测区间；所述扇形监测区间的圆心角的度数为10°。

26、优选的，在本发明中，还包括：

27、根据所述泄漏区间中的监测点的分布位置，在该泄漏区间内确定区内监测路径；

28、控制所述移动平台根据所述区内监测路径依次到达所述泄漏区间内的各监测点采集第一监测数据；

29、以距离发射装置的距离为基准，根据污染数值在不同距离的变化幅值确定排放源的位置。

30、优选的，在本发明中，所述以距离发射装置的距离为基准，根据污染数值在不同距离的变化幅值确定排放源的位置，包括：

31、以距离发射装置的距离为基准，对扇形监测区间内的各监测点进行排序；

32、当相邻两个监测点的污染数值的差值大于预设值时，将其中污染数值大的监测点确定为排放源的位置。

33、优选的，在本发明中，还包括：

34、获取由所述第二红外检测模块采集的第二监测数据；并根据所述第二监测数据与第一监测数据确定垂直监测数据；

35、分别计算泄漏区间内各监测点的垂直监测数据在第一监测数据中的占比；

36、根据垂直监测数据在第一监测数据中的占比的不同辅助确定排放源的位置。

37、优选的，在本发明中，所述根据垂直监测数据在第一监测数据中的占比的不同辅助确定排放源的位置，包括：

38、将垂直监测数据在第一监测数据中的占比最大的监测点确定为排放源的位置。

39、优选的，在本发明中，还包括：

40、确定泄漏区间后，设有第二反射镜的无人机在泄漏区间以不同的距离向第二红外检测模块反射红外光；

41、根据第二监测数据的数据值与距离值的对应关系，辅助确定排放源的位置；所述距离值由与动力机构连接的测距模块测量获得。

42、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

43、在本发明中，利用了作为化工企业厂区制高点的排气筒，通过环形轨道将其作为装设红外线光源的位置，这样通过控制红外线光源沿环形轨道移动一周，即可扫描覆盖整个厂区的全部设施；本发明中的光路构建装置可以将红外线光源发射的红外光反射到地面的红外检测模块中，这样，红外检测模块可以获得由水平方向和垂直方向两个路径中的污染物共同影响所构成的监测数据；由于大气污染物在扩散过程中，会在风力作用下发生水平迁移，本发明实施例中的第一监测数据为水平监测数据和垂直监测数据的合计值，可以同时反应大气污染物在空中水平方向的浓度和在垂直方向的浓度；因此，当发生泄漏时，只要移动平台沿化工企业的边界路径围绕监测区域巡检一圈，就可以快速的确定污染物泄漏所处的大体区间(即，扇形监测区间)；从而为进一步的精确定位泄漏快速提供依据。

44、此外，在本发明中，还可以在泄漏区间内根据监测点的数据的不同来进一步的精确定位泄漏点，即，以距离发射装置的距离为基准根据污染数值在不同距离的变化幅值确定排放源的位置。

45、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。