• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Mobilny system pomiaru zanieczyszczeń gazowych zbudowali naukowcy z PG

    09.06.2010. 01:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy z Politechniki Gdańskiej stworzyli mobilną jednostkę pomiarową do badania zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego - ARPOL. Urządzenie zamocowane na dowolnym pojeździe przekazuje dane z pomiarów do serwera. Istnieje możliwość zamocowania kilku jednostek ARPOL na jeżdżących po mieście samochodach i jednoczesnego przesyłania danych o zanieczyszczeniu powietrza do bazy danych. Konstrukcja powstała we współpracy Katedry Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG z Katedrą Chemii Analitycznej Wydziału Chemicznego PG.


    System został nagrodzony przez Marszałka Województwa Pomorskiego. Zdobył również dyplom w Konkursie Innowacje 2008 r. na Targach Technicon-Innowacje 2008.

    ,,System wykorzystywany jest przez Fundację Agencji Regionalnego Monitoringu Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej do pomiarów zanieczyszczenia powietrza na terenie Trójmiasta i okolic" - informuje mgr inż. Sławomir Jerzy Ambroziak z Katedry Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych PG.

    W  kwietniu 2010 roku Fundacja ARMAAG, która użytkowała go przez 2 lata, wystawiła mu pozytywną opinię. W opinii Fundacji czytamy, że wymiary urządzenia - 25cm x 25cm x 12cm - pozwalają mu pracować w miejscach niedostępnych dla stacjonarnych stacji pomiarowych, określić rejony o wyższym poziomie zanieczyszczeń i badać poziom emisji zanieczyszczeń przy rozmaitych rozwiązaniach komunikacyjnych. Łączność bezprzewodowa zapewnia swobodę przemieszczania się.

    Urządzenie w aktualnej wersji mierzy stężenia benzenu, dwutlenku azotu, tlenków azotu, tlenku węgla i dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym oraz podaje położenie pojazdu, jego prędkość, temperaturę i wilgotność powietrza.

    Przesłane poprzez pakietową transmisję danych informacje trafiają do bazy danych, gdzie przetwarzane są za pomocą oprogramowania stworzonego przez pracowników Katedry Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych. Po obróbce informacje mogą być zaprezentowane np.  w formie tabeli czy wykresu.

    "ARPOL poinformuje sms-em o zaistniałej awarii np. nieprawidłowym napięciu czy nieodpowiednim przepływie powietrza w kanałach pomiarowych" - tłumaczy mgr inż. Jarosław Sadowski z Katedry Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych PG, główny wykonawca projektu.

    Kalibracja może być wykonywana raz na rok bez względu na warunki, w jakich urządzenie pracuje. Poprawność pracy urządzenia można sprawdzić na miejscu pomiarowym, bez konieczności demontażu.

    Wewnątrz modelu zainstalowano układ elektroniczny i zestaw czujników. Czujniki zbudowane są z nanostruktur o uziarnieniu od 30 - 50 nm. Trzymane w odpowiednio wysokiej temperaturze zachowują się jak półprzewodniki, czyli w obecności badanych gazów zmieniają się ich właściwości elektryczne np. rezystancja lub napięcie wyjściowe. Zmiany wartości przeliczane są na stężenia mierzonych zanieczyszczeń powietrza.

    ,,Czujniki są zabezpieczone przed wpływem warunków atmosferycznych specjalną obudową, która zapewnia wymuszony przepływ powietrza wokół czujników, jednocześnie chroniąc je przed czynnikami atmosferycznymi" - dodaje Sadowski. System wykonuje pomiary najczęściej co 10 sekund, ale można go skalibrować również na inną liczbę sekund czy minut.

    Urządzenie na razie dostępne jest wyłącznie na Politechnice Gdańskiej, skąd wypożyczyła je Fundacja ARMAAG.

    Mgr inż. Ambroziak informuje, że jeśli znajdzie się nabywca, to urządzenie zostanie wdrożone i podkreśla, że koszt nie jest wysoki w porównaniu z cenami stacjonarnych urządzeń do pomiaru zanieczyszczeń powietrza. "Liczymy na to, że kolejne wersje urządzenia spotkają się z zainteresowaniem potencjalnych odbiorców. Wstępne rozmowy z możliwymi nabywcami wskazały nam kierunki rozwoju systemu" - mówi.

    PAP - Nauka w Polsce, Małgorzata Nowak

    bsz


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Analizator spalin – urządzenie służące do pomiaru ilości i jakości produktów spalania. Wyposażony jest najczęściej w czujnik elektrochemiczny. Urządzenie pozwala na ocenę sprawności spalania oraz emisji zanieczyszczeń. Najczęściej badana jest zawartość O2, CO, NO, NO2, SO2, HC. Analizatory spalin wykorzystywane są w motoryzacji i ogrzewnictwie.
    Analizator spalin samochodowych - przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru zawartości następująch składników gazowych: tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla ( CO2), węglowodorów (HC w przeliczeniu na n-heksan), tlenu (O2) w spalinach pojazdów z silnikiem iskrowym
    Pomiar CO,CO2,HC odbywa sie z wykorzystaniem metody NDIR-Non-Dispersive Infrared , pomiar O2 następuje za pomocą czujnika elektrochemicznego.
    Elektrochemiczny pomiar NOx jest opcja dodatkową
    Pozwalają ocenić, czy badane urządzenie spełnia normy prawne dotyczące emisji zanieczyszczeń. Dodatkowo pozwalają określić współczynnik nadmiaru powietrza. Wartośći takie jak tlenek czy dwutlenek węgla poddawane są w procentach objętości, natomiast węglowodory i tlenki azotu w częściach na milion (ppm). Monitoring powietrza atmosferycznego – monitoring, pozwalający uzyskać dane o stężeniach składników powietrza (np. ozon, CO2) – w tym zanieczyszczeń – na określonym obszarze (skala lokalna, regionalna, krajowa, globalna). W przypadku zanieczyszczenia powietrza bierze się pod uwagę wzajemnie uzupełniające się wyniki kontroli emisji (ilości zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery) i imisji (aktualne stężenia zanieczyszczeń). System Emisyjny Mikros – to oprogramowanie służące do rozliczeń emisji zanieczyszczeń powietrza z największych zakładów przemysłowych, na które przepisy prawa nakładają obowiązek posiadania systemów ciągłej kontroli poziomów emisji niektórych związków chemicznych i pyłu (por. wymagania normy PN-EN 14181:2010 Emisja ze źródeł stacjonarnych – Zapewnienie jakości automatycznych systemów pomiarowych; zastąpiła PN-EN 14181:2005).

    Odkurzacz – urządzenie elektryczne służące do oczyszczania przedmiotów, powierzchni lub powietrza z kurzu, innych sypkich zanieczyszczeń (np. okruchów, pyłu, wiórów) lub zbierania rozlanych płynów poprzez zasysanie powietrza razem z zanieczyszczeniami. Urządzenie wirtualne - urządzenie dające możliwość oddziaływania na rzeczywiste urządzenia pomiarowe (np. czujniki wielkości fizycznych) przy pomocy komputera (mysz, klawiatura), oraz dające możliwość udostępniania danych pomiarowych użytkownikowi. Urządzenia wirtualne dają możliwość zbierania danych, ich przetwarzania, analizy, wizualnego przedstawienia oraz sterowania pomiarami.

    Rejestrator danych to urządzenie przeznaczone do wprowadzenia i przygotowania danych dla systemu komputerowego, pracujące niezależnie od głównego systemu komputerowego, dla którego przygotowywane są dane. Urządzenia tego typu stosowane były głównie dla potrzeb przygotowania danych dla dużych systemów komputerowych typu MAINFRAME i zaliczane do klasy urządzeń tzw. małej informatyki. Podgrzewacze powietrza - rodzaj wymiennika ciepła, czyli urządzenia służącego do podgrzewania powietrza na bazie odzysku energii z systemu grzewczego.

    Wskaźniki emisji zanieczyszczeń powietrza – wartości emisji zanieczyszczeń, odniesione do jednostkowej ilości surowca, przetwarzanego w instalacji określonego rodzaju, lub do jednostkowej ilości wytwarzanego produktu. Telefon satelitarny – urządzenie zapewniające łączność głosową i przesyłanie danych w obu kierunkach z wykorzystaniem sztucznych satelitów Ziemi. Bezpośrednia łączność między urządzeniem końcowym, a więc telefonem, oraz satelitą jest zapewniona drogą radiową. Tak więc połączenie może być nawiązane również na obszarach niepokrytych zasięgiem przez sieci telefonii komórkowej jak np. morza, pustynie. Satelita przekazuje dane do stacji naziemnych, gdzie są dalej przekazywane do innych sieci telefonicznych.

    System sprężonego powietrza – zespół urządzeń służących do wytwarzania, uzdatniania, dystrybucji i magazynowania sprężonego powietrza, a także urządzenia odbiorniki sprężonego powietrza.
    Do wytwarzanie sprężonego powietrza służą sprężarki powietrza. Uzdatnianie odbywa się za pomocą chłodnic, osuszaczy, separatorów wody i filtrów sprężonego powietrza. Powietrze jest magazynowane w zbiornikach ciśnieniowych, natomiast dystrybuowane za pomocą systemu rur. Odbiornikami sprężonego powietrza są narzędzia, maszyny i procesy przemysłowe zasilane pneumatycznie (np. maszyny pakujące, systemy transportu, automatyka i roboty przemysłowe).
    Występują dwa podstawowe rodzaje systemów sprężonego powietrza:


    Urządzenie wejścia-wyjścia, urządzenie we/wy, urządzenie I/O (ang. input/output device) służy do komunikacji systemu komputerowego z jego użytkownikiem lub innym systemem przetwarzania danych. Urządzenie wejścia-wyjścia służy często do zamiany wielkości fizycznych na dane przetwarzane przez system lub odwrotnie. Np. mysz komputerowa przetwarza ruch ręki, odbiornik GPS aktualne położenie geograficzne, a monitor komputera przetwarza dane komputerowe na obraz.

    Open Global File System (w skrócie OpenGFS, OGFS) jest systemem plików z właściwościami dziennika (journaling), który umożliwia jednoczesny dostęp do wspólnej przestrzeni dyskowej przez wiele węzłów. OpenGFS koordynuje dostępem do urządzeń dyskowych tak aby węzły nie mogły zapisywać jednocześnie w tych samych obszarach urządzenia, jednocześnie zapewniając możliwość równoczesnego odczytu. Węzły maja bezpośredni dostęp do dysków co umożliwia zmniejszenie przeciążenia sieci. Memexp zastąpiono modułem OpenDLM (ang. Distributed Lock Manager). Poprzednia wersja memexp wymagała sporych zasobów obliczeniowych. System OGFS umożliwia rozrastanie się systemów plików oraz dołączanie nowych dysków twardych (poprzez osobny LVM - Logical Volume Manager). Uszkodzenia węzłów obsługiwane są przy pomocy odzyskiwania rejestru i izolowania uszkodzonego węzła. OpenGFS jest lokalnym systemem plików, który można rozszerzyć na rozproszony system plików. Można tak powiedzieć, gdyż OpenGFS wymaga, aby wszystkie nośniki danych (dyski, macierze dyskowe) na których będzie operował OpenGFS były widoczne jako jedno urządzenie, które można adresować w sposób ciągły (bez żadnych luk). Sterownik urządzenia to program lub fragment programu odpowiadający za dane urządzenie i pośredniczący pomiędzy nim, a resztą systemu komputerowego. Zwykle uabstrakcyjnia pewne cechy urządzenia, choć może jedynie zajmować się kwestiami uprawnień dostępu i udostępniać urządzenie bez żadnej ingerencji. Wtedy program, który z niego korzysta też jest w pewnym sensie sterownikiem.

    Urządzenie mobilne – (przenośne) urządzenie elektroniczne pozwalające na przetwarzanie, odbieranie oraz wysyłanie danych bez konieczności utrzymywania przewodowego połączenia z siecią. Urządzenie mobilne może być przenoszone przez użytkownika bez konieczności angażowania dodatkowych środków (definicja zaproponowana przez M. Macutkiewicza w pracy Wykorzystanie rozwiązań mobilnych w systemach klasy e-commerce).

    Dodano: 09.06.2010. 01:17  


    Najnowsze