AQMS là hệ thống quan trắc giúp theo dõi, phân tích các chỉ số ô nhiễm của môi trường không khí theo thời gian thực. Hệ thống bao gồm nhiều thiết bị khác nhau như bộ thu thập, xử lý, lưu trữ và truyền dữ liệu. Mỗi thành phần đảm nhận một mắt xích trong quá trình biến thông tin môi trường thành dữ liệu có thể giám sát. Bài viết dưới đây giúp làm rõ AQMS là gì, cấu tạo trạm, các thiết bị thường có và nguyên lý truyền dữ liệu từ điểm quan trắc đến hệ thống quản lý.
Trạm quan trắc không khí xung quanh AQMS.
AQMS là gì?
AQMS là viết tắt của từ tiếng Anh Air Quality Monitoring System. Dịch ra có nghĩa là hệ thống quan trắc không khí xung quanh. Hệ thống này được sử dụng để thu thập, xử lý, lưu trữ và theo dõi các thông số chất lượng không khí theo thời gian thực.
Trạm AQMS được sử dụng để quan trắc không khí tại các khu vực như:
- Khu đô thị, khu dân cư đông đúc
- Vùng đệm xung quanh các khu công nghiệp, khu chế xuất.
- Khu vực có mật độ giao thông cao như ngã tư, nút giao, quốc lộ.
- Các công trình xây dựng, bãi vật liệu
AQMS quan trắc những thông số nào?
Tùy theo thiết kế của từng trạm mà các thông số quan trắc có thể khác nhau. Dưới đây là một số nhóm thông số phổ biến:
| Nhóm thông số | Thông số tiêu biểu |
| Bụi mịn | PM10, PM2.5 |
| Khí ô nhiễm | SO₂, NO₂/NOx, CO, O₃ |
| Khí tượng | Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất |
| Gió | Tốc độ gió, hướng gió |
AQMS khác gì CEMS?
Trên thực tế dù cùng là hệ thống theo dõi chất lượng không khí nhưng AQMS và CEMS lại được sử dụng cho mục đích khác nhau.
- AQMS được dùng để theo dõi chất lượng không khí xung quanh.
- CEMS được dùng để theo dõi khí thải từ các nguồn phát thải như ống khói.
Cấu tạo trạm quan trắc không khí AQMS
Một trạm AQMS được cấu thành từ nhiều nhóm thiết bị có chức năng liên kết với nhau. Tùy yêu cầu quan trắc, vị trí lắp đặt và thông số cần theo dõi, cấu hình của từng trạm có thể khác nhau. Dưới đây là 5 bốn nhóm thành phần cơ bản mà trạm quan trắc AQMS cần có:
Khu vực hạ tầng trạm quan trắc
Hạ tầng bao gồm vị trí lắp đặt nhà trạm, vỏ bảo vệ thiết bị, tủ thiết bị và nguồn điện. Trạm quan trắc cần có thiết bị chống sét, bảo vệ nguồn và hệ thống điều hòa hoặc kiểm soát nhiệt độ giúp cho hệ thống vận hành ổn định.
Hệ thống lấy mẫu không khí
Hệ thống lấy mẫu không khi sẽ bao gồm đầu hút mẫu, đường ống dẫn, bộ lọc và bơm hút để đưa mẫu đến thiết bị phân tích. Chất lượng của quá trình lấy mẫu có ảnh hưởng trực tiếp đến dữ liệu đo. Do đó, việc thiết kế vị trí lấy mẫu, đường dẫn và các bộ phận liên quan cần phù hợp với đặc tính của từng phương pháp quan trắc.
Hệ thống đo lường và phân tích
Nhóm này gồm máy phân tích khí, máy đo bụi và cảm biến khí tượng. Mỗi thiết bị đảm nhiệm một nhóm thông số nhất định. Dữ liệu sau khi được thiết bị đo xác định sẽ được chuyển sang bộ thu thập dữ liệu để tiếp tục xử lý và lưu trữ.
Hệ thống thu thập và truyền dữ liệu
Nhóm này gồm datalogger hoặc DAS, bộ chuyển đổi giao tiếp, modem hoặc router và kết nối mạng. Các thiết bị này giữ vai trò tiếp nhận dữ liệu từ nhiều nguồn, ghi nhận thông tin theo thời gian thực. Sau đó, dữ liệu được chuyển qua hệ thống truyền thông như Ethernet, 4G/LTE hoặc phương thức kết nối phù hợp để đưa về máy chủ.
Màn hình hiển thị các thông số quan trắc trong trạm quan trắc AQMS.
Các thiết bị trong trạm quan trắc không khí xung quanh AQMS
Các thiết bị trong trạm quan trắc sẽ được lựa chọn dựa trên thông số cần đo và yêu cầu của hệ thống. một trạm quan trắc không khí xung quanh (AQMS) được cấu thành từ nhiều thiết bị chuyên dụng như:
Máy phân tích khí
Đây là dòng máy dùng để xác định nồng độ của các chất ô nhiễm trong mẫu khí. Mỗi loại khí được đo bằng nguyên lý riêng:
- SO2: Đo bằng phương pháp huỳnh quang UV.
- CO: Đo bằng phương pháp hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR).
- O3: Đo bằng phương pháp hấp thụ UV.
Thiết bị đo bụi
Thiết bị đo bụi được sử dụng để xác định nồng độ các hạt vật chất trong không khí như PM10 và PM2.5. Tùy hệ thống, thiết bị có thể dùng công nghệ tán xạ ánh sáng hoặc phương pháp đo khác. Một số hệ thống sử dụng nguyên lý tán xạ ánh sáng để xác định lượng hạt dựa trên tín hiệu quang học thu được.
Datalogger
Datalogger là thành phần quan trọng trong kiến trúc dữ liệu của AQMS. Thiết bị này tiếp nhận dữ liệu từ các thiết bị phân tích sau đó chuẩn hóa và đóng gói dữ liệu để truyền về hệ thống trung tâm. Tùy hạ tầng, kết nối có thể sử dụng Ethernet, 4G/LTE, Wi-Fi hoặc các phương thức khác.
Máy chủ
Máy chủ có nhiệm vụ tiếp nhận và lưu trữ. Phần mềm giám sát sử dụng dữ liệu này để theo dõi trạng thái hệ thống, thiết lập cảnh báo và hỗ trợ xuất báo cáo.
Như vậy, các thiết bị trong AQMS không hoạt động tách biệt mà tạo thành một chuỗi liên kết. Thiết bị đo tạo dữ liệu, datalogger thu nhận, hệ thống truyền thông chuyển dữ liệu và máy chủ cùng phần mềm đảm nhiệm khâu quản lý.
Nguyên lý hoạt động và truyền dữ liệu của AQMS
Hệ thống quan trắc không khí xung quanh AQMS hoạt động theo một chuỗi liên tục từ từ thu nhận mẫu, đo lường và phân tích cho đến truyền dẫn và lưu trữ dữ liệu. Dưới đây là thông tin chi tiết từng bước cho các bạn tham khảo:
Bước 1: Thu nhận mẫu không khí
Không khí tại vị trí quan trắc được tiếp nhận thông qua hệ thống lấy mẫu sau đó được đưa đến các thiết bị phân tích để xác định thông số cần theo dõi.
Bước 2: Đo và phân tích
Các thiết bị chuyên dụng xác định nồng độ của từng thông số. Ví dụ: Thiết bị đo khí có thể xác định được nồng độ SO₂, NOx, CO hoặc O₃. Trong khi đó, thiết bị đo bụi xác định nồng độ PM10 hoặc PM2.5.
Kết quả đo ban đầu được chuyển thành tín hiệu mà hệ thống thu thập có thể tiếp nhận và xử lý.
Bước 3: Datalogger thu thập dữ liệu
Datalogger tiếp nhận dữ liệu từ nhiều thiết bị trong trạm. Tại đây, các dữ liệu sẽ được xử lý theo cấu hình của hệ thống trước khi lưu hoặc truyền đi.
Bước 4: Xử lý và lưu dữ liệu
Tại trạm, dữ liệu có thể được kiểm tra trạng thái, ghi nhận thời gian, tổng hợp theo chu kỳ và lưu tạm. Sau đó dữ liệu được chuẩn bị thành gói để truyền đi.
Datalogger cũng có thể lưu dữ liệu cục bộ để hỗ trợ truy xuất khi cần. Khả năng lưu dữ liệu tại trạm đặc biệt hữu ích trong trường hợp kết nối mạng tạm thời bị gián đoạn.
Bước 5: Truyền dữ liệu về máy chủ
Việc truyền dẫn dữ liệu trong trạm diễn ra giữa các thiết bị với datalogger thông qua các giao thức phù hợp như RS485/Modbus. Sau đó, datalogger sử dụng kết nối mạng như Ethernet hoặc 4G/LTE để truyền dữ liệu lên máy chủ.
Bước 6: Hiển thị và quản lý dữ liệu
Máy chủ tiếp nhận dữ liệu từ trạm, lưu vào cơ sở dữ liệu và cung cấp cho phần mềm giám sát. Từ đó, người vận hành có thể theo dõi thông số theo thời gian, xem dữ liệu lịch sử, kiểm tra trạng thái thiết bị hoặc nhận cảnh báo theo các điều kiện được thiết lập.
Tạm kết:
Một trạm quan trắc không khí xung quanh AQMS bao gồm nhiều thiết bị khác nhau từ thiết bị lấy mẫu, máy phân tích, datalogger đến hệ thống máy chủ và phần mềm giám sát. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của AQMS sẽ giúp doanh nghiệp thiết kế trạm quan trắc phù hợp với nhu cầu. Nếu các bạn còn băn khoăn chưa biết nên lắp đặt trạm quan trắc AQMS như thế nào, hãy liên hệ với Việt ECO qua số hotline: 0388 635 966. Đội ngũ nhân viên của công ty sẽ hỗ trợ tư vấn theo nhu cầu quan trắc và điều kiện triển khai cụ thể.
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM:
Thông tin liên hệ:
Công ty cổ phần Việt ECO
Địa chỉ: Số 156 Trần Duy Hưng, Phường Yên Hòa, Hà Nội
Hotline: 0388 635 966
Email: Tuvanmoitruong@vietecojsc.com
