本發(fā)明屬于環(huán)境空氣(大氣)監(jiān)測技術領域，具體涉及一種環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄裝置及方法。

背景技術：

為了防治環(huán)境空氣污染，我國已建有現今世界上自動監(jiān)測站點最多的空氣污染物監(jiān)測網絡。這些站點大多數配備有連續(xù)檢測風速-風向的氣象儀。但是，現有的空氣監(jiān)測站點應用數據采集記錄系統(tǒng)(或軟件)，將屬于矢量的風速-風向數據，混同于屬于標量的污染物濃度數據那樣計算各時段的平均值；造成謬誤，失去綜合分析污染物傳輸的關鍵屬性。因而盡管環(huán)境空氣監(jiān)測站點開展風速-風向監(jiān)測已經很多年，卻未能提供與污染物傳輸密切相關的風速-風向數據；沒有對定位觀察污染物傳輸軌跡(走廊)產生應有的作用。

目前，用于環(huán)境空氣監(jiān)測站點的數據采集記錄系統(tǒng)，不能正確提供風速-風向數據，主要有兩方面的技術問題：

(1)常規(guī)環(huán)境空氣監(jiān)測的數據采集記錄系統(tǒng)主要需適合于污染物監(jiān)測儀器的數據輸出特性，以單一且較長的周期采集所有儀器設備的瞬時數據，通常為30秒，這就不能采集到(足以代表站點位置實際環(huán)境的)時間分辨率足夠高的風速-風向瞬時數據。

(2)同樣地，記錄系統(tǒng)按污染物濃度(標量)計算方法對風向和風速進行處理，以指定時間范圍的瞬時數據的平均值，作為常規(guī)5分鐘、1小時、1日等時段的監(jiān)測結果，這導致風速-風向數據謬誤，失去描述、分析污染物傳輸的關鍵(矢量)屬性。

由此可見，為了使獲取到的風速-風向數據記錄對巨大的人力物力資源開銷的回報是劃算的(至少是不浪費)，就迫切需要研創(chuàng)出能解決上述問題，且能普遍推廣的新技術方法。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄裝置及方法，為綜合分析環(huán)境空氣污染物傳輸及影響提供適用的風速-風向數據。

本發(fā)明的技術方案：一種環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄裝置，包括風速-風向瞬時數據采集記錄模塊和風速-風向各時段統(tǒng)計模塊，所述風速-風向瞬時數據采集記錄模塊的采集輸入端與氣象儀連接，所述風速-風向瞬時數據采集記錄模塊的輸出端與風速-風向各時段統(tǒng)計模塊連接；還包括污染物濃度瞬時數據采集模塊和污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊，所述污染物濃度瞬時數據采集模塊的采集輸入端與各種污染物監(jiān)測儀器連接，所述污染物濃度瞬時數據采集模塊的輸出端與污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊連接；所述風速-風向各時段統(tǒng)計模塊和污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊的輸出端與環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊連接。

一種環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄方法，包括：風速-風向瞬時數據采集記錄模塊以至少每1秒1次周期從氣象儀采集風速-風向瞬時數據，并生成風速-風向瞬時數據記錄集；風速-風向各時段統(tǒng)計模塊從該記錄集提取對應時段范圍的風速-風向瞬時數據，按標準16方位劃分計算各方位角內風速通量以及平均風速、風頻，以風速通量加風頻之和最大之方位角作為該時段之風向，以該方位角內平均風速作為該時段之風速，并存入環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊；污染物濃度瞬時數據采集模塊以適合監(jiān)測儀器的周期從各污染物監(jiān)測儀器采集污染物濃度瞬時數據，并生成污染物濃度瞬時數據記錄集；污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊從該記錄集提取對應時段范圍的污染物濃度瞬時數據，以其算術平均值作為該時段污染物濃度，并存入環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊。

本發(fā)明具有以下顯著特點：

本發(fā)明可以消除原有的風速-風向數據謬誤，從而得到正確的環(huán)境空氣監(jiān)測站點各時段風速-風向數據記錄，以此來表征監(jiān)測站點受各個方位污染物傳輸通量所帶來的影響大小。通過在廣東省環(huán)境監(jiān)測中心，以及深圳市、中山市等地環(huán)境監(jiān)測中心站指定的站點使用，安裝使用按照本發(fā)明提供的記錄方法設計開發(fā)的監(jiān)測數據采集系統(tǒng)，改變了原有的風速-風向數據謬誤，為綜合分析環(huán)境空氣污染物傳輸及影響提供適用的風速-風向數據。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所述環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄裝置和方法的原理示意圖。圖中：

1、氣象儀；2、風速-風向瞬時數據采集記錄模塊；3、風速-風向各時段統(tǒng)計模塊；4、各種污染物監(jiān)測儀器；5、污染物濃度瞬時數據采集模塊；6、污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊；7、環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明實施例所述環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄裝置，包括風速-風向瞬時數據采集記錄模塊2和風速-風向各時段統(tǒng)計模塊3，所述風速-風向瞬時數據采集記錄模塊2的采集輸入端與氣象儀1連接，所述風速-風向瞬時數據采集記錄模塊2的輸出端與風速-風向各時段統(tǒng)計模塊3連接；還包括污染物濃度瞬時數據采集模塊5和污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊6，所述污染物濃度瞬時數據采集模塊5的采集輸入端與各種污染物監(jiān)測儀器4連接，所述污染物濃度瞬時數據采集模塊5的輸出端與污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊6連接；所述風速-風向各時段統(tǒng)計模塊3和污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊6的輸出端與環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊7連接。

其工作原理為：風速-風向瞬時數據采集記錄模塊2以至少每1秒1次周期從氣象儀1采集風速-風向瞬時數據，并生成風速-風向瞬時數據記錄集；風速-風向各時段統(tǒng)計模塊3從該記錄集提取對應時段范圍的風速-風向瞬時數據，按標準16方位劃分計算各方位角內風速通量(即該方位角內風速之和與風速總和之比)以及平均風速、風頻，以風速通量加風頻之和最大之方位角作為該時段之風向，以該方位角內平均風速作為該時段之風速，并存入環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊7；污染物濃度瞬時數據采集模塊5以適合監(jiān)測儀器的周期從各污染物監(jiān)測儀器4采集污染物濃度瞬時數據，并生成污染物濃度瞬時數據記錄集；污染物濃度各時段統(tǒng)計模塊6從該記錄集提取對應時段范圍的污染物濃度瞬時數據，以其算術平均值作為該時段污染物濃度，并存入環(huán)境監(jiān)測歷史數據記錄模塊7。

本發(fā)明實施例所述環(huán)境空氣污染物傳輸風速-風向數據采集記錄方法，包括：

將風速-風向瞬時數據采集設計為至少每1秒采集1次。將風速-風向瞬時數據采集周期獨立于環(huán)境污染物瞬時數據采集周期，建立專門的處理流程，以至少每1秒1次周期采集氣象儀風速-風向瞬時數據，按照設定格式逐次記錄到數據文件。

將風速-風向各時段監(jiān)測結果記錄設計為適合描述、分析污染物傳輸過程。環(huán)境空氣監(jiān)測數據采集記錄系統(tǒng)(或軟件)增加風速-風向專用處理程序(或流程)，該專用處理程序能按時段從上述設定格式數據文件提取風速-風向瞬時數據(不包含靜風)；并且，按16方位角，分別計算各方位的風頻、平均風速與風速通量(即本方位內風速之和與全部風速總和之比)；以同一方位的風頻加風速通量的數值最大的方位角作為該時段風向記錄，并以該方位的平均風速作為該時段的風速記錄。

風速-風向瞬時數據采集記錄格式：以每1秒1次采集氣象儀風速-風向瞬時數據，按日期時間、風速、風向順序以制表符分隔將其編寫成一行字符，記錄到以小時劃分(即每1小時1個)的文本文件，文件名中包含其記錄日期時間范圍的年、月、日、時數值，且僅保留最近48小時的文件。

風速-風向歷史數據統(tǒng)計記錄格式：以原有污染物監(jiān)測數據的時段劃分，按照本發(fā)明提供的方法，與污染物濃度歷史數據生成同步，進行統(tǒng)計記錄5分鐘、10分鐘、1小時、1日的風速-風向數據。

本發(fā)明通過上述方法，實現了提供正確的風速-風向數據?？梢韵械娘L速-風向數據謬誤，從而得到正確的環(huán)境空氣監(jiān)測站點各時段風速-風向數據記錄，以此來表征監(jiān)測站點受各個方位污染物傳輸通量所帶來的影響大小。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和修飾，這些改進和修飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。