空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)中S02、N0X和PMl0分析儀疑難問(wèn)題剖析
摘 要：通過(guò)對(duì)空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)中S02、NO和PM10分析儀疑難問(wèn)題剖析，能更好地了解儀器的性能，調(diào)整儀器在最佳工作狀態(tài)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
關(guān)鍵詞：S02、N0x、PM10自動(dòng)監(jiān)分析儀 故障 剖析
隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的日益發(fā)展，監(jiān)測(cè)儀器也正向智能化、自動(dòng)化演變。在現(xiàn)實(shí)工作過(guò)程中，由于監(jiān)測(cè)儀器是一天24小時(shí)都處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)，因此監(jiān)測(cè)儀器時(shí)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，為了保證所采的數(shù)據(jù)能及時(shí)性，準(zhǔn)確性，完整性，就必須保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，我站自1999引進(jìn)了美國(guó)API公司空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以來(lái)，在系統(tǒng)過(guò)程中及時(shí)排除了出現(xiàn)的故障，并順利開(kāi)展了環(huán)境空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)和預(yù)報(bào)工作。本文將對(duì)我站大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常運(yùn)行中出現(xiàn)的一些主要故障、問(wèn)題進(jìn)行闡述，并提出一些解決方法。
1 S02分析儀
1．1 原理
100A型S02分析儀的分析方法是紫外線(xiàn)熒光法，S02分子在接受了紫外線(xiàn)的能量后進(jìn)而在衰變中產(chǎn)生熒光，通過(guò)光電倍增管將信號(hào)放大轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)的強(qiáng)弱和S02分子的濃度成正比。
1．2 疑難問(wèn)題剖析
1．2．1 流量偏低
這是經(jīng)常碰到的問(wèn)題，其原因主要有兩個(gè)方面：一個(gè)是空氣中的灰塵阻塞了管道或限流孔只要定期清洗管道和燒結(jié)過(guò)濾片就能解決；另一個(gè)原因就是內(nèi)置泵的泵膜堵塞或者破損，這就需要對(duì)泵膜進(jìn)行清洗或者更換。大約一年左右需要更換一次泵膜。
1．2．2 紫外燈電壓偏低
紫外燈的電壓范圍應(yīng)在2000mv-4000mv，最優(yōu)輸出峰值為(3500土200)mv，當(dāng)紫外燈的讀數(shù)低于600mv時(shí)會(huì)在面板上出現(xiàn)WARNING，當(dāng)?shù)陀?50mv出現(xiàn)XXXXX．X，造成這樣的原因主要有：紫外燈的老化、燈的位置偏移、燈的變壓器損壞、紫外燈檢測(cè)器老化或損壞、光元件受到灰塵污染。可以針對(duì)以上幾點(diǎn)逐一檢查，在排除了燈的變壓器損壞、紫外燈檢測(cè)器老化或損壞、光元件受到灰塵污染的情況下可以通過(guò)以下三點(diǎn)來(lái)延遲紫外燈的使用壽命，節(jié)約經(jīng)費(fèi)開(kāi)支：①擰松紫外燈指旋螺釘，在燈槽內(nèi)上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)燈，至燈峰電壓(燈峰電壓大于1000mv)時(shí)固定。②調(diào)節(jié)光室后部紫外燈探測(cè)器內(nèi)的旋鈕，使紫外燈達(dá)到峰值(燈峰電壓大于1000mv)固定。如果這兩種方法都不能達(dá)到1000mv以上，建議更換紫外燈。
1．2．3 零點(diǎn)飄移比較大
零點(diǎn)的飄移會(huì)使監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)上下平移，直接關(guān)系到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。尤其是在環(huán)境空氣質(zhì)量較好的時(shí)候，零點(diǎn)的穩(wěn)定性對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響更大，影響零點(diǎn)的主要因素有以下幾點(diǎn)：校準(zhǔn)儀中活性炭滌除器中的活性炭的凈化效果；檢測(cè)室信號(hào)的穩(wěn)定性；儀器電路的穩(wěn)定性；量值傳遞過(guò)程的準(zhǔn)確性。排除以上后三種可能性，一般更換一下校準(zhǔn)儀中活性炭滌除器中的活性炭再重新校一個(gè)零點(diǎn)即可解決這一問(wèn)題。
1．2．4 調(diào)整儀器的HIGH VOTAGE，SPAN等，使儀器工作在最佳的線(xiàn)性位置。
儀器校準(zhǔn)后要求儀器的斜率值在1．0±0．3之間，截距值小于250mv。否則會(huì)引起較大的采樣數(shù)據(jù)誤差，但校準(zhǔn)時(shí)往往很難達(dá)到理想的結(jié)果，這時(shí)可通過(guò)調(diào)整儀器的HVPS或SPAN數(shù)值，再重新校準(zhǔn)。當(dāng)曲線(xiàn)斜率小于0．7，原因是通入標(biāo)準(zhǔn)氣時(shí)超過(guò)期望值(滿(mǎn)標(biāo)值)，可逆時(shí)針調(diào)節(jié)光電倍增管上S1(細(xì)調(diào)旋鈕5mv／每檔)或S2(粗調(diào)旋鈕65mv／每檔)來(lái)使HVPS數(shù)值降低，從而使面板顯示S02濃度值接近400PPb按SPAN鍵輸入，這樣反復(fù)調(diào)試直至儀器的斜率在1．0±0．3之間；當(dāng)曲線(xiàn)斜率大于1．3時(shí)，可順時(shí)針調(diào)節(jié)光電倍增管上S1(細(xì)調(diào)旋鈕5mv／每檔)或S2(粗調(diào)旋鈕65mv／每檔)來(lái)使HVPS數(shù)值升高，從而使面板顯示S02濃度值接近400PPb按SPAN鍵輸入這樣反復(fù)調(diào)試直至儀器的斜率在1．0±0．3之間。調(diào)整SPAN的方法與之相同。
2 NOX分析儀
2．1 原理
利用NO和O3發(fā)生反應(yīng)成激發(fā)態(tài)的NO2，激發(fā)態(tài)的NO2通過(guò)發(fā)射光子以釋放能量回到低能態(tài)，其光子的強(qiáng)度和NO的濃度成正比。NO2的測(cè)定是通過(guò)鉬轉(zhuǎn)化爐將NO2轉(zhuǎn)化成NO而進(jìn)行測(cè)定。
2．2疑難問(wèn)題剖析
2．2．1 臭氧發(fā)生器
臭氧發(fā)生器系統(tǒng)由滲透干燥器、流速計(jì)、電源供應(yīng)和發(fā)生器模塊幾個(gè)部分組成。其工作原理是將干燥后的空氣通過(guò)具有大的振蕩電場(chǎng)的兩個(gè)電極產(chǎn)生臭氧。臭氧發(fā)生器的故障一般有：干燥器漏氣或濕空氣直接進(jìn)入發(fā)生器，使臭氧的濃度降低，從而由于臭氧不充足造成儀器非線(xiàn)性響應(yīng)，解決辦法是找出漏氣的原因并對(duì)發(fā)生器的內(nèi)部進(jìn)行一下清洗、干燥即可；保險(xiǎn)絲燒斷，更換保存險(xiǎn)絲；臭氧發(fā)生器的芯子受到污染，卸下來(lái)并進(jìn)行清洗，鹽分以及被氧化的碳?xì)浠衔锟梢杂?0℃的10％硝酸擦洗除去；臭氧發(fā)生器內(nèi)部擊穿，更換相應(yīng)的電器元件即可。
2．2．2 鉬爐轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率
由于N02測(cè)定是通過(guò)鉬爐轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化成NO進(jìn)行測(cè)定，于是鉬爐的轉(zhuǎn)化效率就成了比較重要的一個(gè)因素，往往由于鉬爐轉(zhuǎn)化器的效率偏低而造成了測(cè)試的結(jié)果偏低。多氣體質(zhì)量流量校準(zhǔn)儀提供了GPT(氣相滴定)，校準(zhǔn)儀先產(chǎn)生一定濃度的NO和NO2的值應(yīng)該是穩(wěn)定的，當(dāng)進(jìn)入鉬爐轉(zhuǎn)化器后，由于鉬爐轉(zhuǎn)化器沒(méi)有將NO2轉(zhuǎn)化成NO，致使測(cè)到的NOx偏低，這樣就可以根據(jù)結(jié)果計(jì)算出鉬爐的轉(zhuǎn)化率。一般其轉(zhuǎn)化率必須維持在96％—102％如果超過(guò)這范圍就需要更換鉬爐轉(zhuǎn)化器了。
2．2．3 調(diào)整儀器的HIGH VOTAGE，SPAN等，使儀器工作在最佳的線(xiàn)性位置。
該方法同S02分析儀，但有一點(diǎn)要注意NO和NOx的斜率應(yīng)該相等，其差值不應(yīng)超過(guò)±0．1，NO、NOX截距小于150 mv，若在校準(zhǔn)中經(jīng)反復(fù)校準(zhǔn)都不能達(dá)到這一目的，那可能就是鉬爐轉(zhuǎn)化器的出問(wèn)題了根據(jù)上述檢驗(yàn)或更換一下鉬爐轉(zhuǎn)化器即可解決。
3 BAM—1020 ETA射線(xiàn)顆粒物監(jiān)測(cè)儀
BAM—1020 ETA射線(xiàn)顆粒物監(jiān)測(cè)儀是采用В射線(xiàn)法，即抽濾一定體積的空氣，使其中的顆粒物截留在濾膜上形成斑點(diǎn)，斑點(diǎn)對(duì)В射線(xiàn)產(chǎn)生的吸收同顆粒物質(zhì)量成正比。通過(guò)和參比膜的比較來(lái)測(cè)定空氣中PM10的濃度。一般該儀器與100A型SO2分析儀、NOx分析儀兩種儀器相比，故障率要少的多，但我站在該儀器原使用過(guò)程中卻發(fā)生了這樣一個(gè)異常情況采樣時(shí)壓頭不能緊緊地壓在紙帶上而是與紙帶之間還有一點(diǎn)縫隙，儀器自檢也沒(méi)有異常，但是根據(jù)當(dāng)時(shí)天氣的情況PMl0的濃度不可能這么低，后來(lái)經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)儀器采樣時(shí)壓頭不能壓在紙帶上，致使儀器采樣時(shí)空氣的可吸入顆粒物不能完全采集在紙帶上而造成數(shù)據(jù)誤差。把壓頭卸下來(lái)檢查里面，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)圓筒之間有紙帶的碎屑卡住造成壓頭不能自由伸縮，清除碎紙屑以后，儀器采樣又恢復(fù)了正常。此外在子站的巡視過(guò)程中還要做一下流量、參比膜、濃度的校準(zhǔn)以保證采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
以上所剖析儀器的幾個(gè)問(wèn)題只不過(guò)是冰山一角，在以后的工作實(shí)踐中肯定還會(huì)有許多新問(wèn)題新情況出現(xiàn)，這就需要我們不斷地去探索去認(rèn)識(shí)去解決。
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