大氣自動監測設備維護有關問題的探討

摘 要：自動監測作為新的監測技術極大的提高了環境空氣監測的工作效率，如何讓保證自動監測設備的正常運行成為大氣自動站的重點。本文就在大氣自動監測日常運行維護中出現的一些例如影響校零系統的因素、玻璃纖維濾紙上殘留樣品塵粒對數據的影響、斷電導致儀器工作恢復延遲等問題的產生原因以及解決方法進行探討。

關鍵詞：環境監測 大氣監測

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

自動監測作為一項新的技術引入大氣監測以來，極大的提高了大氣監測的工作效率。大氣污染連續自動監測系統是對城市或地區的環境空氣質量進行連續、自動的采樣和測定，并對測定的數據進行傳輸和處理的實時監測網，其每個監測子站的自動監測儀器的正常運行成為大氣自動站運行維護的關鍵。我國大氣自動監測工作起步較晚，對于設備日常維護的工作經驗還很欠缺，不少問題只能等廠家工程師來解決，這樣就大大的降低了工作效率。對空氣自動監測系統運用了科學合理的技術和維護方法成功的進行了維護，監測系統的正常運行就可以很好的保證了，從而延長了監測儀器的使用壽命，并提高監測數據上的可靠性。

我站于2001年開始大氣自動站建設，目前擁有5座自動監測站，使用的儀器設備有Thermo（原美國熱電）、澳大利亞EC、河北先河科技生產的多種儀器。雖然我們使用的設備的生產廠家、品牌型號不同，但這些儀器全都是由機械設備、光學設備以及電子設備這三大元器件所構成的，并且共同點就是在維修上面是一樣的。現就一些平常在系統運行維護時經常出現的主要原因和問題，提出自己的一些解決方法和看法，并和大家進行研究和探討。

1 自動監測儀器校零系統的問題

在大氣自動站運行過程中，SO2讀數時常會出現負值。出現負值的原因主要是零點產生了漂移，而零點產生漂移的原因很多，我們查閱了很多資料，分析得出以下幾點會導致負值產生的原因及解決方法：

1、由于零氣是由空氣壓縮機吸取潔凈空氣壓縮后經冷凝管冷卻，溫度降低后，使空氣經氣水分離器進行分離，在經活性炭出去空氣中的二氧化硫、臭氧、二氧化氮等后產生的。所以氣水分離和活性炭的吸附、脫附問題會影響零點的校準。活性炭在不同溫度下的吸附性不一樣，溫度升高，吸附量降低，脫附速度加快，達到吸附平衡時間偏短，平衡吸附量降低。如果兩次吸附溫度相差較大，那么在第二次吸附時就會有部分脫附現象產生造成假零點。解決方法是盡量保持校零的溫度，不要出現每次校零時的溫差過大的現象。

2、活性炭應當取合適的量并且及時更換。

3、。因為產生零氣的氣源是從室內抽取的潔凈空氣，所以保證室內空氣的潔凈是很重要。應該經常性的每隔一段時間開窗換氣一次，在大氣自動站安裝性能良好的換氣扇。

4、由于北方室內外溫差較大，造成空氣濕度大，SO2產生了熒光猝滅現象。解決的方法是在零氣回路中增設恒溫裝置，以除掉空氣中的水分，并選擇當日環境空氣較好的時候進行校準。

5、空氣壓縮機壓強設置過低，當上限壓強設置過低時，空氣壓縮機再次啟動前會使下限壓強更加低，造成零氣流量不足，從而造成稀釋后的標準氣不足。但是過高的壓強設置又會造成壓縮機符合過重，磨損大，易縮短壓縮機使用壽命。解決的方法是空壓機根據實際情況選擇合適的壓強設置。

如果出現負值的情況，我們要對上述可能產生的原因進行了分析排查，得出的結論以進行相應的設備維護。

2 玻璃纖維濾紙上殘留樣品塵粒對PM10數據的影響。

采用β射線法制造的PM10分析儀的工作原理為外界空氣中的懸浮顆粒物經過儀器頂部采樣切割頭的篩選，其中小于或等于10μm的顆粒物，經采樣通道附著在由玻璃纖維制成的特殊過濾紙帶上。濾帶位于β放射源和蓋革計數器（GM）之間。儀器采樣前與采樣后，β放射源分別對濾帶進行照射，通過蓋革計數器計數。由于采樣前后的計數值是不一樣的，根據這個差異就可計算出濾帶上顆粒物的質量。

實際運行中會出現玻璃纖維濾帶上的樣品塵粒和儀器運行初期玻璃纖維濾帶上的樣品塵粒相比較不夠完整，有明顯的缺損的現象。在對一起進行維護的時候會發現真空膛板上殘留有細小的碎紙屑，正是這碎紙屑使每次更換出來的樣品塵粒都不完整。從理論上來說，碎紙屑擋住并遺留下的樣品塵粒會額外減弱一部分β氣流強度，導致的蓋革計數管計數率減少，濾帶上的質量增加，監測數據也隨之偏高。因此定期對濾紙帶進行檢查并及時更換是十分必要的。

3 斷電后儀器會產生恢復延遲

短時間的斷電后設備能夠自動恢復工作，但是長時間的停電會導致儀器工作恢復的延遲。例如長時間停電后，氮氧化物測定儀的墨爐溫度會降低，冷卻堆溫度會升高。而儀器正常分析時墨爐溫度為300℃-350℃，冷卻堆溫度為-5℃至-1℃。當來電后溫度達不到工作要求，所以不能立即工作，必須要等儀器穩定后，觀察墨爐和冷卻堆、零氣發生器等測試元件是否達到正常運行的條件。如果來電后儀器還沒有能恢復正常工作，那么應該等待觀察一段時間，絕不能擅自修改儀器設置或者對儀器進行不恰當的額外操作，以免發生故障。

4 排除故障工作中的注意事項

設備維修過程中，要主要避免因維修不當而產生擴大故障的現象發生。維修人員在檢查故障的時候不能隨意對儀器設備進行拆卸，隨意變動電路中的可調元件，避免加重故障。因此，維修人員必須認真閱讀設備操作說明書，詳細了解設備結構、工作原理、各主要部件的維護及故障檢測方法。因設備工作的分工是按照邏輯關系進行工作，以確保實現各種功能。因此，無論是哪一元件損壞或其性能發生變化，都可導致故障的產生。所以在出現行的時候維修人員應首先檢查出現故障的問題是具體出在哪個部件，再采取相應的維修措施

環境空氣質量的監測數據主要依靠大氣自動監測系統獲取，要能保證大氣自動站的正常運行就需要我們在日常維護中按照國家自動監測規范以及儀器設備的性能要求進行周期性的巡檢維護，對儀器運行的各項參數定期檢查，如果參數發生異常要及時進行原因查找并及時維修。另外做好預防措施也是很重要的條件之一，比如室內溫度的恒定、工作電壓的穩定、定時清理采樣總管和氣路管道、及時更換濾膜等常規性的保養是不能忽視的，只有預防與維護相結合才能保證大氣自動站的連續穩定的運行。

參考文獻

[1] 張玉鈞、劉文清，大氣中可吸入粉塵（PM10）?射線法測量的理論與數據處理，中國科學院安徽光學精密機械研究所量子電子學報 2001.2

[2] 陳偉、朱錦清、劉曉紅，環境空氣自動監測系統的常見故障診斷及排除，中國環境監測 2002.5