大气自动监测设备维护相关问题的探讨

叶 韬王钰涔



大气自动监测设备维护相关问题的探讨

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1.台州市环科环保设备运营维护有限公司 2.台州市绿科检测技术有限公司

摘 要：近年来，随着大气自动监测技术的引入，提高了大气监测工作的水平，实现连续不间断的大气监测。大气自动监测系统的原理是通过对监测区域的空间质量进行连续、自动的样品采集和检查测定，并对测定的结果以数据的形式传输到实时的监测网络监测系统的方式对环境污染源的监控。因此，保证自动监测仪器的正常运行是每个大气自动监测站的工作重点。

关键词：环境监测；大气监测；设备维护

前言

自动监测作为一项新的技术引入大气监测以来，极大的提高了大气监测的工作效率。大气污染连续自动监测系统是对城市或地区的环境空气质量进行连续、自动的采样和测定，并对测定的数据进行传输和处理的实时监测网，其每个监测子站的自动监测仪器的正常运行成为大气自动站运行维护的关键。我国大气自动监测工作起步较晚，对于设备日常维护的工作经验还很欠缺，不少问题只能等厂家工程师来解决，这样就大大的降低了工作效率。对空气自动监测系统运用了科学合理的技术和维护方法成功的进行了维护，监测系统的正常运行就可以很好的保证了，从而延长了监测仪器的使用寿命，并提高监测数据上的可靠性。

1 大气自动监测的现状

相对于国外发达地区，我国大气自动监测工作开展的比较晚，缺乏仪器日常维护工作的经验，往往在出现问题是只能求助于厂家的技术人员来维护，这样不仅影响大气监测工作，也降低了工作效率。随着我国工农业的快速发展，国民生活水平的不断提高，不同地区内大气环境质量受到地区经济发展的影响。

为实现环保部门提出的“三个说得清”的目标， 实时完成国家和地方各项环境监测任务，掌握辖区内的空气质量的动态变化趋势，更好的为群众的生活环境提供保障。“十一五”期间我国相继建设大气背景检查站、国家农村空气监测站、城市空气质量自动监测站、沙尘暴监测站、酸沉降自动监测系统等各类不同功能的自动空气监测系统，努力建设美丽中国。

每个监测站点的设立，都是有各种自动监测仪器构成，如果仪器出现问题，直接影响到数据结果的准确性，如何做好仪器的维护工作，成为每个站点人员的工作重点。虽然使用的设备的生产厂家、型号、品牌有所不同，但是仪器设备都是由机械、电子及光学这三大器件构成的，且有共性在维修方面都是一样的。

2 自动监测仪器的主要问题探讨

空气质量自动监测系统包括：RS232变换器，控制器（8～16 路开关量输出、8～16 路模拟量输出），采样系统，气象参数测量系统（风速、风向、气压、室内温度、室外温度、室内湿度、室外湿度、光辐射和雨量等），长光程测量系统，标气校准系统，分析系统（PM10、SO2、NO2、CO、O3等），钢瓶减压器及控制阀组，子站和中心站计算机系统。

2.1 校准气体流量对仪器示值的影响及控制

在检测仪器上测量出来的任何数据，其有效性和可靠性重要取决于仪器的校准质量。大气自动检测系统在检测过程中，仪器示值出现的误差主要受到零空气质量、标准物质和流量的影响。自动检测仪器的零点漂移，漂移控制限如大于±5%检测数据无效，仪器必需进行维修和校准。

2.1.1 零空气质量。零空气的形成是通过压缩机吸入洁净的空气经压缩、冷却、降温、分离水汽，经活性炭净化后产生的洁净气体。由此可以看出，水汽分离和活性炭的吸附净化是决定取得零空气质量保证的关键。活性炭的吸附性取决于温度，当温度升高时，吸附量相对降低，脱附性上升，吸附平衡所需时间减少，吸附量降低。如果在温度相差较大的情况下进行吸附，就会产生假零点的现象，解决这种情况的发生措施是尽量保持校准零的温度与取样的温度一致。在检测时，室内外的温差较大，造成空气湿度不同，检测SO2时会产生荧光猝死现象，所以应在零气的回路中加入恒温装置，当日进行校准，从而减少温差带来的影响。

2.1.2 标准物质要求。标准物质的采用，也是影响检测结果的关键所在。如果所用的标准气体偏高检测的数值就会偏低或者出现负值情况。对校准自动检测仪器零气源的纯度要求为SO2 小于0.5ppb，氮氧化物浓度小于5ppb，一氧化碳浓度小于10ppb。标准气体在配置时要采用国家认证的标准物。在使用渗透管取得标准气时，必需把渗透管放在恒温系统中恒温48 小时。若要配制一定浓度的标准气体，只要改变稀释气体的流量就可以了。

2.1.3 流量因素。前两个要素得到保障的情况下，流量的标准最为关键，微小流量控制比较难，误差大，应经成为不争的事实。如何降低低浓度点仪器数值误差成为问题的关键所在。我们都知道当零空气流量与校准气流量保持在同样水平时，相差不大。标准气体稀释时零空气流量的大小对标准气浓度的准确性影响甚小，即不同的零点气流量水平下，仪器显示的数值误差差异不是很明显。因此我们可以通过提高标准气流量的方式来降低低浓度点仪器引起的数值误差。

2.2玻璃纤维滤纸上残留样品尘粒对PM10数据的影响

采用β射线法制造的PM10分析仪的工作原理为外界空气中的悬浮颗粒物经过仪器顶部采样切割头的筛选，其中小于或等于10μm的颗粒物，经采样通道附着在由玻璃纤维制成的特殊过滤纸带上。滤带位于β放射源和盖革计数器（GM）之间。仪器采样前与采样后，β放射源分别对滤带进行照射，通过盖革计数器计数。由于采样前后的计数值是不一样的，根据这个差异就可计算出滤带上颗粒物的质量。

实际运行中会出现玻璃纤维滤带上的样品尘粒和仪器运行初期玻璃纤维滤带上的样品尘粒相比较不够完整，有明显的缺损的现象。在对一起进行维护的时候会发现真空膛板上残留有细小的碎纸屑，正是这碎纸屑使每次更换出来的样品尘粒都不完整。从理论上来说，碎纸屑挡住并遗留下的样品尘粒会额外减弱一部分β 气流强度，导致的盖革计数管计数率减少，滤带上的质量增加，监测数据也随之偏高。因此定期对滤纸带进行检查并及时更换是十分必要的。

2.3断电后仪器产生恢复延迟问题

短时间的断电后设备能够自动恢复工作，但是长时间的停电会导致仪器工作恢复的延迟。例如长时间停电后，氮氧化物测定仪的墨炉温度会降低，冷却堆温度会升高。而仪器正常分析时墨炉温度为300℃～350 ℃ ，冷却堆温度为-5 ℃ ～ -1 ℃ 。当来电后温度达不到工作要求，所以不能立即工作，必须要等仪器稳定后，观察墨炉和冷却堆、零气发生器等测试元件是否达到正常运行的条件。如果来电后仪器还没有能恢复正常工作，那么应该等待观察一段时间，绝不能擅自修改仪器设置或者对仪器进行不恰当的额外操作，以免发生故障。

3排除故障工作中的注意事项

设备维修过程中，要主要避免因维修不当而产生扩大故障的现象发生。维修人员在检查故障的时候不能随意对仪器设备进行拆卸，随意变动电路中的可调元件，避免加重故障。因此，维修人员必须认真阅读设备操作说明书，详细了解设备结构、工作原理、各主要部件的维护及故障检测方法。

因设备工作的分工是按照逻辑关系进行工作，以确保实现各种功能。因此，无论是哪一元件损坏或其性能发生变化，都可导致故障的产生。所以在出现行的时候维修人员应首先检查出现故障的问题是具体出在哪个部件，再采取相应的维修措施。

4结束语

总而言之，环境空气质量的监测数据主要依靠大气自动监测系统获取，要能保证大气自动站的正常运行就需要我们在日常维护中按照国家自动监测规范以及仪器设备的性能要求进行周期性的巡检维护，对仪器运行的各项参数定期检查，如果参数发生异常要及时进行原因查找并及时维修。另外做好预防措施也是很重要的条件之一，比如室内温度的恒定、工作电压的稳定、定时清理采样总管和气路管道、及时更换滤膜等常规性的保养是不能忽视的，只有预防与维护相结合才能保证大气自动站的连续稳定的运行。