Opracowanie systemu monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w czasie zbliżonym do rzeczywistego, opartego na bezprzewodowym przesyłaniu danych i przenośnych stacjach pomiarowych w środowisku pracy

Kierownik projektu: dr Przemysław Oberbek / dr inż. Tomasz Jankowski

Streszczenie projektu:

Celem głównym zadania było zaprojektowanie, wytworzenie oraz przetestowanie systemu monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w środowisku pracy, systemu działającego w czasie zbliżonym do rzeczywistego, opartego na przenośnej stacji pomiarowej oraz na bezprzewodowym przesyłaniu danych i lokalizacji stacji pomiarowej w przestrzeni zakładu za pomocą stacjonarnych nadajników. Informacje dotyczące stężenia pyłów i poziomu ekspozycji na hałas były zbierane podczas obchodu terenowego przez osobę wyposażoną w stację pomiarową. Surowe dane były następnie przesyłane siecią internetową do komputera z oprogramowaniem umożliwiającym wizualizację danych.

W ramach zadania opracowano założenia techniczne i wykonano prototyp systemu monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w środowisku pracy, wykorzystującego bezprzewodowe przesyłanie danych i lokalizacji stacji pomiarowej w przestrzeni zakładu pracy. Na system monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych składają się: podsystem obserwacyjny (przenośna stacja pomiarowa, beacony Bluetooth Low Energy do określania lokalizacji przenośnej stacji pomiarowej na terenie zakładu pracy) oraz podsystem ostrzegawczy (jednostka akwizycyjna odbierająca i archiwizująca dane oraz program do analizy i wizualizacji danych CIOP-PIB 2.SP.15 AiWDP 1.0).

Sprawdzono poprawność działania prototypu stacji pomiarowej wraz z systemem lokalizacji w zakładzie przemysłowym podczas badań użytkowych, stabilności i odporności termicznej w warunkach rzeczywistych. Badania prototypu systemu monitorowania zagrożeń pyłowych
i akustycznych w środowisku pracy przeprowadzono w:

1. laboratorium badawczym, w którym oznacza się stężenie masowe pyłu zawieszonego,
2. komorze bezodbiciowej w laboratorium Pracowni Przetwarzania Dźwięku CIOP-PIB, gdzie badane są układy pomiarowe hałasu,
3. otwartym terenie – w celu przeprowadzenia badań wskaźników siły sygnału modułów radiowych i Bluetooth Low Energy,
4. zakładzie przemysłowym, w którym możliwość emisji pyłu zawieszonego i hałasu występowała na skutek stosowanych procesów obróbki i spawania m.in. stali nierdzewnej,
5. komorze klimatycznej w laboratorium Pracowni Obciążeń Termicznych CIOP-PIB.

Zadanie 2.SP.15. Ciągły monitoring stężenia PM10, PM2.5, PM1, poziomu hałasu, parametrów
mikroklimatu (w czasie zbliżonym do rzeczywistego) z zastosowaniem bezprzewodowego transferu danych

Na podstawie wyników badań stwierdzono, że zastosowana kalibracja sensorów prototypu systemu monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w środowisku pracy pozwala na zmniejszenie średnich błędów z odczytów mierzonych wartości w odniesieniu do mierników referencyjnych.

Prototyp może być stosowany jako narzędzie do szybkiej i skutecznej reakcji na przekroczone wartości dopuszczalne ekspozycji czynników szkodliwych dla zdrowia (pyły i hałas)
w zakładzie przemysłowym. Konfiguracja poszczególnych elementów systemu zależy od wielkości zakładu przemysłowego. Takie rozwiązanie ułatwia także ocenę stanu technicznego instalacji, ponieważ nadmierna emisja pyłów i/lub wysokie poziomy ekspozycji na hałas mogą być efektem rozszczelnień, nadmiernego ścierania się elementów, wadliwej pracy urządzeń mechanicznych. Dzięki wczesnej reakcji na nieprawidłowości w działaniu urządzeń obniżeniu mogą ulec koszty napraw instalacji przemysłowej poprzez wczesne wykrycie jej wadliwego działania.

Do systemu monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w środowisku pracy została sporządzona dokumentacja techniczna, zawierająca najważniejsze informacje o budowie urządzenia i poszczególnych składowych zestawu oraz zasadach obsługi systemu. W Urzędzie
Patentowym RP złożono wniosek o udzielenie patentu na wynalazek pt. System do monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w środowisku pracy (nr P.443182).

Zasadę i możliwości działania prototypu systemu monitorowania zaprezentowano na targach branżowych z udziałem producentów i dystrybutorów sprzętu i wyposażenia służącego bezpieczeństwu, ochronie zdrowia i pracy oraz profesjonalistów z branży BHP. W ramach zadania opracowano i zweryfikowano materiały informacyjne pn. System monitorowania zagrożeń pyłowych i akustycznych w środowisku pracy. Materiały te zawierają informację nt. zagrożenia związanego z pyłami i hałasem w środowisku pracy oraz rozwojem metod monitorowania stężenia PM10, PM2.5, PM1, poziomu hałasu, parametrów mikroklimatu (w czasie zbliżonym do rzeczywistego) z zastosowaniem bezprzewodowego transferu danych.

Wyniki zadania przedstawiono w 2 publikacjach naukowych oraz zaprezentowano na 2 konferencjach krajowych, 2 konferencji międzynarodowej, a także upowszechniono na 21 szkoleniach.

Jednostka: Pracownia Aerozoli, Filtracji i Wentylacji

Okres realizacji: 01.01.2020 – 31.12.2022