一、方案介绍
在化工厂、石油化工园区及其它涉爆环境中，气象参数的实时监测对于保障安全生产、防止气体积聚爆炸及异常扩散具有重要意义。本方案依托防爆型气象监测设备，实时采集风速、风向、大气温度、大气湿度、大气压力、雨量、光照、太阳辐射等气象要素，搭配具备本安防爆通信模块的数据采集终端，通过4G网络传输至云端平台，实现全天候监测、实时告警及环境评估，为危险源预警、防爆安全管理提供技术支撑。

二、监测目标

1. 实时采集影响化学品扩散、积聚与反应的关键气象因子；

2. 监测突变性气象条件，如突发强风、剧烈温差变化等；

3. 保障在防爆区域使用的所有气象设备具备防爆资质；

4. 支持历史气象趋势分析，为应急响应和环境评估提供依据；

5. 实现手机小程序、电脑平台远程查看和数据告警。

三、需求分析
化工厂区常存在易燃易爆、有毒有害气体源，一旦发生泄漏，其扩散方向和速度高度依赖于当时的风速、风向等气象条件。传统人工监测响应不及时、数据滞后，易错过最佳处置窗口。需部署一套符合防爆要求的全天候自动气象监测系统，以实现无间断的安全监控，辅助风险预判和事故防控。

四、监测方法
选用本安型或隔爆型气象传感器与气象采集终端，实现对风速、风向、温湿度、压力、降水、辐射等参数的在线测量，传感器安装于厂区合理高度，确保不被建筑遮挡。终端内置实时时钟及防爆数据传输模块，通过4G方式将数据上传至工业级服务器或物联网平台，实现远程读取与告警联动。

五、应用原理
风速风向通过超声波或风杯风标结构感知空气流动与方向变化；温湿度、大气压力、太阳辐射等参数通过高灵敏度传感器连续采样；数据采集仪以ARM处理器为核心，定时采集各通道信号并完成数据处理，支持MODBUS等通信协议与平台对接。所有外设与连接组件采用防爆等级材料与封装工艺，满足化工厂区防爆环境需求。

六、功能特点

1. 实时监测风速、风向、温湿度、气压、降雨、光照等多项气象要素；

2. 整机具备防爆设计，满足爆炸性气体环境应用要求；

3. 支持数据本地存储与掉电保护，断网续传，数据完整性高；

4. 可配置高风速、突变风向、温湿异常等多级告警；

5. 支持4G无线通信、RS485有线备份，组网灵活；

6. 手机微信小程序、电脑网页、局域网多端远程数据查看；

7. 可对接厂区DCS系统或安全监测平台，形成闭环管理；

8. 太阳能+锂电池或防爆市电供电，适应复杂电力环境。

七、硬件清单
包含防爆型风速风向传感器、防爆温湿度传感器、防爆大气压力计、翻斗式雨量计、防爆太阳辐射计、防爆数据采集终端、防爆电源设备、支架及无线通信模块。

八、硬件参数（量程、精度）
风速量程060m/s，测量精度±0.3m/s；
风向量程0360°，精度±3°；
温度量程-40~+80℃，精度±0.3℃；
湿度量程0100%RH，精度±3%；
气压量程3001100hPa，精度±1hPa；
雨量最小分辨率0.2mm，累计误差≤±3%；
数据采样周期支持1分钟~60分钟可设；
终端通信支持4G全网通，兼容MODBUS协议；
设备防护等级IP66以上，防爆等级符合Ex d IIC T6 Gb等标准。

九、方案实现

1. 根据厂区风险等级，合理选择防爆等级设备并确定安装点位；

2. 气象传感器统一安装于气象杆顶端，保持无遮挡、无遮挡空间；

3. 数据采集终端连接各传感器及防爆电源，设置采样间隔与报警阈值；

4. 启用4G通信模块，完成平台接入配置，实现远程联通；

5. 平台端设定异常数据告警、历史数据存档、用户权限管理等功能；

6. 定期巡检与维护防爆接头、线缆封口、设备运行状态等。

十、数据分析
通过气象数据的时序分析可构建厂区风场模型，评估泄漏气体的扩散路径与速度；结合事故回溯功能可用于责任判定与整改分析。平台具备数据图表展示、日周月年趋势曲线、异常预警统计等功能，并可输出报表用于管理备案或执法检查。

十一、预警决策
平台支持自定义气象因子上下限，超限立即报警并通过短信、微信、声光或广播联动形式通知安全管理人员。同时具备多点联动功能，如超强风速自动关闭危险操作、高温高压异常提醒人员撤离，为事故防控提供决策依据。

十二、方案优点

1. 全防爆设计，保障在高危场所长期安全运行；

2. 实时、远程、多通道气象监测，响应快、精度高；

3. 支持手机、电脑多端可视化，提升管理效率；

4. 模块化部署，支持拓展气体监测、粉尘监测、火焰探测等功能；

5. 运维成本低、生命周期长、适应恶劣气候。

十三、应用领域
广泛适用于石油化工园区、油气罐区、易燃易爆品仓储、危化品运输基地、煤化工、电石厂、医药中间体生产企业等需防爆环境的气象监测场景。

十四、效益分析
本方案显著提升了化工厂区环境风险可视化水平，有效预警异常气象变化，降低化学品泄漏后灾害扩散风险。通过早发现、早预判、早处理，提升事故防控能力，助力企业合规经营、节省人工成本、提高监管效率，保障生产与人员双重安全。

十五、国标规范

1. 《GB 3836 爆炸性环境用电气设备系列标准》；

2. 《GB/T 19295 石化企业安全仪表系统规范》；

3. 《GB/T 2423 环境试验标准》；

4. 《GB/T 20524 气象数据采集传输规范》；

5. 《AQ/T 7009 化工企业环境安全监测技术规范》。

十六、参考文献

1. 国家应急管理部，《危险化学品企业气象安全监测指导手册》；

2. 中国化工学会，《防爆环境下自动监测系统应用研究》；

3. 国家标准化管理委员会，《爆炸危险场所仪器仪表选型指南》。

十七、案例分享
某大型石化园区部署防爆型气象监测站12套，实现了对罐区、装置区、装卸区等关键区域的气象信息全天候监控。在一次气体泄漏事故中，系统及时预判了泄漏气体向下风口扩散的趋势，迅速调度人员疏散并封控通道，成功避免次生灾害的发生，获得应急管理部门高度评价。