[发明专利]实时个体工作粉尘浓度暴露空间规律监测预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种实时个体工作粉尘浓度暴露空间规律监测预警系统及方法，包括粉尘浓度传感器网络、云服务器和防护服定位穿戴设备；采用多元线性方法对每个位置的粉尘浓度传感器进行校准；接着云服务器将各个粉尘浓度传感器检测的粉尘浓度值结合各自的位置信息，综合分析后获得作业场所的粉尘浓度空间分布规律，并根据设定的粉尘浓度阈值将作业场所空间内超过阈值的区域划定为超限区域；最后防护服定位穿戴设备实时向云服务器发送工作人员在场所内的位置，云服务器分别将各个实时位置信息与实时超限区域进行比对，若处于实时超限区域内，则云服务器通过向该防护服定位穿戴设备发送报警信号使其声光报警器报警提醒该工作人员处于粉尘浓度超限状态。

技术领域

本发明涉及一种实时个体工作粉尘浓度暴露空间规律监测预警系统及方法，属于作业粉尘暴露监测预警领域。尤其适用于建筑施工、木材加工、金属加工、矿井作业等因暴露于较高浓度粉尘职业健康风险高的作业现场因吸入工作粉尘所引起的呼吸道、肺部疾病的监测预警。

背景技术

粉尘的产生是工业生产作业中难以避免的因素，其对作业过程中工人的呼吸道、肺部健康造成了巨大的威胁。长期工作于高浓度粉尘的工作人员易发肺炎、肺癌、尘肺病等职业性疾病。因此对工人所在工作场所的作业粉尘进行监测，实时定量的监测工人暴露于工作场所粉尘的浓度，进而掌握工人个体、工作场所总体的粉尘暴露规律极有必要。

目前的作业粉尘质量浓度监测方法主要是滤膜称重法，滤膜称重法存在采样点固定，采样设备代价较高，实时性较差，不能对工人个体粉尘暴露有效监测等不足。另外现有的光散射法测量粉尘质量浓度是一种成本低廉，测量实时性强，测量精准。然而由于光散射法测量粉尘浓度易受大气温度，相对湿度，风速等外界因素的干扰，限制了其直接应用于实时监测工人个体、及工作场所总体的粉尘浓度的可能性。因此，如何提供一种方法，能实时监测工作人员个体、及工作场所不同位置暴露粉尘浓度规律，定量衡量工作人员的粉尘暴露职业健康风险，并对粉尘暴露程度较高的人员进行实时预警，是本行业的研究方向。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种实时个体工作粉尘浓度暴露空间规律监测预警系统及方法，能实时监测工作人员个体、及工作场所不同位置暴露粉尘浓度规律，定量衡量工作人员的粉尘暴露职业健康风险，并对粉尘暴露程度较高的人员进行实时预警。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种实时个体工作粉尘浓度暴露空间规律监测预警系统，包括粉尘浓度传感器网络、云服务器和多个防护服定位穿戴设备；

所述粉尘浓度传感器网络由多个粉尘浓度监测单元组成，所述粉尘浓度监测单元包括基于光散射原理的粉尘浓度传感器、风速测量传感器、温度传感器、相对湿度传感器、微处理器、时间模块、存储模块和无线通信模块，其中粉尘浓度传感器、风速测量传感器、温度传感器、相对湿度传感器分别用于实时检测周围环境的粉尘浓度、风速、温度和相对湿度的数据，并将数据传递给微处理器；微处理器通过时间模块对数据进行时间序列分析后存储至存储模块中，同时通过无线通信模块将数据传输给云服务器；

所述防护服定位穿戴设备包括微处理器、GPS定位传感器、无线通信模块和声光报警器，微处理器用于接收GPS定位传感器的实时定位数据，并将其通过无线通信模块传输给云服务器；并且微处理器能通过无线通信模块接收云服务器发出的报警信号，进而控制声光报警器报警；

所述云服务器用于接收各个粉尘浓度监测单元传递来的数据和防护服定位穿戴设备传递来的数据，进行综合分析处理，并根据分析结果向防护服定位穿戴设备发送报警信号。

利用上述系统的监测预警方法，具体步骤为：