一、方案介绍

在焊接作业过程中，电弧高温会使金属熔融蒸发，产生大量焊烟颗粒物。这些焊烟主要由金属氧化物微粒构成（如铁氧化物、锰化物、铬化物等），粒径通常集中在0.1～1 μm之间，属于可吸入颗粒物，对作业人员呼吸系统及神经系统具有长期危害。本方案采用在线式焊烟浓度监测系统，通过激光散射原理对焊烟颗粒物浓度进行连续监测，实时获取PM2.5、PM10或TSP数据。传感器通过RS485接口接入数据采集主机，经4G网络主动上报至云端平台，实现车间焊烟浓度远程监管、报警及数据留存。

二、监测目标

三、需求分析

1. 焊烟颗粒细小

焊烟粒径小，多为可吸入颗粒物，必须采用高灵敏度检测方式。

2. 浓度波动剧烈

焊接启动与停止时浓度变化明显，需实时响应。

3. 监管要求严格

需符合职业卫生标准及安全生产要求。

4. 多工位分布

焊接工位多且分散，需多点监测。

四、监测方法

1. 监测参数

PM2.5
PM10
TSP（可选）

2. 布点原则

焊接工位上方1.5～2m处
焊烟收集罩附近
焊烟净化设备进出口
车间整体通风口

3. 数据流程

焊烟检测仪 → RS485 → 4G采集主机 → 云平台 → 手机/电脑查看

五、应用原理

焊烟监测采用激光散射原理：

颗粒物通过检测腔时，激光照射产生散射光信号。散射强度与颗粒浓度成比例。系统将光电信号转换为质量浓度值，形成实时浓度数据。

RS485通信采用MODBUS-RTU协议，波特率9600，支持多点组网。

六、功能特点

七、硬件清单

八、硬件参数（量程、精度）

1. PM2.5

量程：0～999.9 μg/m³
误差：±15%或±10 μg/m³

2. PM10

量程：0～1999.9 μg/m³
误差：±15%或±10 μg/m³

3. TSP

量程：0～20000 μg/m³

4. 最小检测粒径

0.3 μm

5. 通信参数

接口：RS485
协议：MODBUS-RTU
波特率：9600
数据位：8位
停止位：1位
校验位：无

6. 工作环境

温度：-20℃～60℃
湿度：0～70%RH
功耗：约350mW

九、方案实现

十、数据分析

系统支持：

实时浓度曲线
峰值统计分析
多工位对比分析
日均值与月均值统计
净化效率评估
超标频次统计

支持Excel报表导出。

十一、预警决策

支持：

瞬时浓度超标报警
连续超标报警
浓度突增报警

报警方式：

平台弹窗
手机推送
短信通知
声光报警器联动

可联动：

自动启动焊烟净化器
增强通风系统

十二、方案优点

提升职业健康管理水平
降低焊烟职业病风险
满足监管要求
数据可追溯
系统稳定可靠
可扩展多工位监测

十三、应用领域

机械加工厂
钢结构制造厂
船舶制造
汽车焊装车间
管道焊接车间
轨道交通制造

十四、效益分析

降低员工职业健康风险
减少因环保问题停产风险
优化净化设备运行
提升企业安全等级
满足职业卫生检查

十五、国标规范

GBZ 2.1 工作场所有害因素职业接触限值
GB 16297 大气污染物综合排放标准
GB 50016 建筑设计防火规范
GB/T 17626 电磁兼容标准
职业卫生监测技术规范

十六、参考文献

《焊接烟尘控制技术》
《职业卫生检测规范》
《工业粉尘监测技术》
《焊烟颗粒物健康影响研究》

十七、案例分享

某钢结构制造厂在焊接车间部署焊烟在线监测系统后，通过实时数据发现部分工位浓度高峰持续时间较长，优化焊烟净化设备运行策略后，峰值浓度下降30%以上，顺利通过职业卫生专项检查。