环境空气氮氧化物自动监测仪器的维修方法研究

单丞斌，金 亮

（绍兴市环保科技服务中心，浙江 绍兴 312000）

当前大气污染问题越来越严峻，使生态环境遭受严重破坏，同时，给人类社会可持续发展带来了警示。现阶段很多城市都设置了环境监测中心，利用智能化的电子设备对环境空气进行自动监测，从而根据环境空气质量提出有针对性的防护措施，遏制大气污染的蔓延。为了保障监测结果的可靠性，必须确保各项自动监测仪器的实效性，因此，有必要对环境空气氮氧化物自动监测仪器的维修方法进行研究。

1 原理分析

环境空气氮氧化物自动监测仪器主要利用的是化学发光的原理，当仪器监测到空气中含有氮氧化物、一氧化氮、二氧化氮等气体时就会产生反应，但是这些有害气体在空气中的浓度必须达到一定的比例。具体来看，自动仪器监测到的气体会出现以下反应：①监测气体中的一氧化氮和臭氧会发生化学反应，并且产生激发态的二氧化氮，生成的二氧化氮会将多余的能量通过发射光子释放出来，然后回归到低能态的状态。在这一反应中，发射光谱的范围在600～3 200 nm，而二氧化氮在回归低能态的过程中会被自动监测仪器中的光电倍增管检测出来，从而得到二氧化氮的发光强度，以此得到一氧化氮的检测结果，并判断其浓度。②自动监测仪器中的电磁阀门会对气路进行转换，被测气体会在通过钼炉的过程中与钼元素发生反应。在315℃的高温环境下，二氧化氮会被还原成一氧化氮，并且与原本的一氧化氮共存，同时，与臭氧发生反应，因此，最终会检测到氮氧化物的浓度。③将得到的氮氧化物浓度与一氧化氮浓度相减，最后会得到一氧化氮的浓度。

从运行的原理和反应的过程来看，氮氧化物自动监测仪器的内部结构相对比较复杂，而且每一环节的反应都环环相扣。在氮氧化物自动监测仪器中主要有臭氧发生器、气路、滤光片、钼炉等设备，一旦某一设备发生故障，就会对整个监测仪器的系统运行造成影响，从而制约监测仪器的精准度。因此，必须对氮氧化物自动监测仪器的常见故障和维修方法进行全面研究，从而保障仪器应用的可靠性。

2 常见故障及维修方法分析

2.1 常见故障

2.1.1 臭氧发生器故障

臭氧发生器是氮氧化物自动监测仪器中的关键部分，但是也是很容易出现故障的部分之一。当臭氧发生器出现故障时，会导致仪器的相关气路发生连带故障，从而使仪器的监测数据失真，极端趋近于0.构成臭氧发生器的零部件主要有以下几种，分别是流速计、干燥管、电源、高压管等，自动监测仪器在应用期间，一氧化氮会与臭氧发生反应，从而检测到一氧化氮和氮氧化物的浓度。但是臭氧发生器出现故障后，一氧化氮就无法与臭氧正常发生反应，这就导致仪器无法监测到反应数值，从而出现浓度为0或者趋向于0的情况。从实践应用发现，这一故障发生的原因主要有2种：①自动检测仪器中的干燥管、高压管等零部件出现故障；②仪器出现气路故障，因此，臭氧无法顺利进入反应室，并且与一氧化氮发生反应。

2.1.2 钼炉转化率故障

在监测过程中，钼炉的理想转化率应该是100%，在钼炉转化率偏低的情况下，就会导致二氧化氮与臭氧反应不充分，造成氮氧化物和一氧化氮的监测浓度偏低，但是气体中本身含有的一氧化氮数量是不变的，仍旧会与反应室中的臭氧发生充分反应，导致二氧化氮的测量值无法达到标准的测量值。

就发生故障的原因来看，主要有2个方面：①钼炉中的温度存在异常情况；②钼炉中的钼元素消耗过大。造成这2个现象发生的主要因素为自动监测仪器使用时间过长。

2.1.3 滤光片受到污染

滤光镜的主要作用是接收光电倍增管的光信号，从而保证监测结果的精准度，但是在滤光片受到污染的情况下，其透光性能就会大大下降，影响光信号的接收，造成监测数值偏低，同时，还对仪器反应的灵敏度造成影响，因此，必须采取有针对性的措施解决这一故障。自动监测仪器中氮氧化物正常的校准斜率范围为0.7～1.3，如果在标准气体、零点、状态参数都正常的情况下发现斜率过大，就说明滤光片受到污染。

2.2 维修方法

2.2.1 臭氧发生器维修方法

根据臭氧发生器出现故障的原因分析可知，要解决臭氧发生器的故障，必须注重零部件和气路的完好无损。具体来看，可以从以下几个方面进行维修：①操作人员应该对控制面板中的OZONE FL参数进行分析，并用电力流量计对臭氧的气路流量进行检测，从而判断仪器气路运行是否正常，并对这一故障进行排除。仪器中臭氧气路的正常范围为65～95 CC/min，如果气路流量不在这一范围内，就说明臭氧气路存在故障，而产生故障的原因为气路阻塞，因此，需要清洁气路设施。②判断存在阻塞故障的气路范围，然后拆卸清洁。发生故障的部分一般是臭氧进入反应器的气路部分，因此，可以用吸球吸取甲醇溶液对设备进行三四次的反复清洗，并且用零空气干燥。③更换老化设备。对于部分使用期限较长的气路设备应该及时更换，从而保障监测效果。④对仪器中的限流孔、过滤器等设备进行清洗，在清洗时采用超声波方法，利用甲醇溶液进行30 min的清洁，同时，对O形圈、弹簧、金属连接头等部分也要进行清洗，清洗后还原设备并进行检测。如果故障仍然存在，就要切断电源检查臭氧发生器，更换存在故障的设备。

2.2.2 钼炉转化率维修方法

在对钼炉的转化率故障进行维修时，可以采用以下几种方法：①操作人员应该对控制面板中的MOLYTEMP参数进行观察和分析，从而判断钼炉是否存在温度异常情况，正常钼炉的温度应该在310～320℃，如果不在这一温度范围内，就需要对加热电阻进行检查，可以采用万能电表对加热电阻的阻值进行测量，如果出现阻值趋向于无穷大的情况，就需要对加热电阻进行更换；操作人员可以通过气相滴定的方式对二氧化氮进行校准，一般钼炉的正常转化率范围在96%～102%，如果在温度正常的情况下仍然达不到这一范围，就要更换老化的钼炉设备。

2.2.3 滤光片的维修方法

在解决滤光污染造成的故障时，可以从以下几方面着手：①操作人员要用甲醇清洗滤光片，用绵纸擦拭滤光片后，再用零空气进行干燥处理；②要对臭氧发生器与反应室之间的气路进行定期清洁，因为滤光片安装在反应室中，一旦气路被硝酸盐或其他衍生化学元素污染，就会使滤光片的清洁度受到影响，因此，必须参照气路维修方式清洁气路；③操作人员应该注重光电倍增管的保护，避免设备受到阳光直射，从而保障设备的使用寿命。

2.3 其他说明

自动监测仪器中一般会显示出SPAN提示，但是在跨度校准存在故障的情况下，仪器就无法显示提示信息，从而导致校准斜率无法确定，造成这一故障发生的主要原因在于仪器预设的气体浓度值不合理，因此，实际监测到的气体浓度与预测浓度之间差异过大。

在对这一故障进行处理时，操作人员应对标准气体的质量进行对比，利用同型号的测量仪器，对气源、校准器等设备进行检查。如果确定设备正常，就在仪器中通入标准气体，然后设置期望浓度；操作人员要对仪器进行电学测试和光学测试，并且通入零空气确定氮氧化物的零点，在浓度值稳定

的情况下调节高压，使显示器中的浓度值达到标准值的2倍；操作人员应该在仪器的校准菜单中分析SPAN提示，并对斜率进行确认。经过反复的调试操作后，确定校准的斜率值达到正常范围。

3 结论

综上所述，针对环境空气氮氧化物自动监测仪器维修方法的探究是非常必要的。现如今环境空气自动监测仪器在环境治理和防护中得到有效应用，极大地提高了空气质量，保障了生态安全，但是在实际应用中，自动监测仪器往往会出现一些故障，进而影响监测效果。因此，必须树立定期维修保养的意识，不断提升仪器维修的水平，对各项故障进行全面分析。希望本文能够为研究这一课题的相关人员提供参考。