大氣自動監測設備維護相關問題的探討

葉 韜王鈺涔

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大氣自動監測設備維護相關問題的探討

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1.臺州市環科環保設備運營維護有限公司 2.臺州市綠科檢測技術有限公司

摘 要：近年來，隨著大氣自動監測技術的引入，提高了大氣監測工作的水平，實現連續不間斷的大氣監測。大氣自動監測系統的原理是通過對監測區域的空間質量進行連續、自動的樣品采集和檢查測定，并對測定的結果以數據的形式傳輸到實時的監測網絡監測系統的方式對環境污染源的監控。因此，保證自動監測儀器的正常運行是每個大氣自動監測站的工作重點。

關鍵詞：環境監測；大氣監測；設備維護

前言

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。

1 大氣自動監測的現狀

相對于國外發達地區，我國大氣自動監測工作開展的比較晚，缺乏儀器日常維護工作的經驗，往往在出現問題是只能求助于廠家的技術人員來維護，這樣不僅影響大氣監測工作，也降低了工作效率。隨著我國工農業的快速發展，國民生活水平的不斷提高，不同地區內大氣環境質量受到地區經濟發展的影響。

為實現環保部門提出的“三個說得清”的目標， 實時完成國家和地方各項環境監測任務，掌握轄區內的空氣質量的動態變化趨勢，更好的為群眾的生活環境提供保障。“十一五”期間我國相繼建設大氣背景檢查站、國家農村空氣監測站、城市空氣質量自動監測站、沙塵暴監測站、酸沉降自動監測系統等各類不同功能的自動空氣監測系統，努力建設美麗中國。

每個監測站點的設立，都是有各種自動監測儀器構成，如果儀器出現問題，直接影響到數據結果的準確性，如何做好儀器的維護工作，成為每個站點人員的工作重點。雖然使用的設備的生產廠家、型號、品牌有所不同，但是儀器設備都是由機械、電子及光學這三大器件構成的，且有共性在維修方面都是一樣的。

2 自動監測儀器的主要問題探討

空氣質量自動監測系統包括：RS232變換器，控制器（8～16 路開關量輸出、8～16 路模擬量輸出），采樣系統，氣象參數測量系統（風速、風向、氣壓、室內溫度、室外溫度、室內濕度、室外濕度、光輻射和雨量等），長光程測量系統，標氣校準系統，分析系統（PM10、SO2、NO2、CO、O3等），鋼瓶減壓器及控制閥組，子站和中心站計算機系統。

2.1 校準氣體流量對儀器示值的影響及控制

在檢測儀器上測量出來的任何數據，其有效性和可靠性重要取決于儀器的校準質量。大氣自動檢測系統在檢測過程中，儀器示值出現的誤差主要受到零空氣質量、標準物質和流量的影響。自動檢測儀器的零點漂移，漂移控制限如大于±5%檢測數據無效，儀器必需進行維修和校準。

2.1.1 零空氣質量。零空氣的形成是通過壓縮機吸入潔凈的空氣經壓縮、冷卻、降溫、分離水汽，經活性炭凈化后產生的潔凈氣體。由此可以看出，水汽分離和活性炭的吸附凈化是決定取得零空氣質量保證的關鍵。活性炭的吸附性取決于溫度，當溫度升高時，吸附量相對降低，脫附性上升，吸附平衡所需時間減少，吸附量降低。如果在溫度相差較大的情況下進行吸附，就會產生假零點的現象，解決這種情況的發生措施是盡量保持校準零的溫度與取樣的溫度一致。在檢測時，室內外的溫差較大，造成空氣濕度不同，檢測SO2時會產生熒光猝死現象，所以應在零氣的回路中加入恒溫裝置，當日進行校準，從而減少溫差帶來的影響。

2.1.2 標準物質要求。標準物質的采用，也是影響檢測結果的關鍵所在。如果所用的標準氣體偏高檢測的數值就會偏低或者出現負值情況。對校準自動檢測儀器零氣源的純度要求為SO2 小于0.5ppb，氮氧化物濃度小于5ppb，一氧化碳濃度小于10ppb。標準氣體在配置時要采用國家認證的標準物。在使用滲透管取得標準氣時，必需把滲透管放在恒溫系統中恒溫48 小時。若要配制一定濃度的標準氣體，只要改變稀釋氣體的流量就可以了。

2.1.3 流量因素。前兩個要素得到保障的情況下，流量的標準最為關鍵，微小流量控制比較難，誤差大，應經成為不爭的事實。如何降低低濃度點儀器數值誤差成為問題的關鍵所在。我們都知道當零空氣流量與校準氣流量保持在同樣水平時，相差不大。標準氣體稀釋時零空氣流量的大小對標準氣濃度的準確性影響甚小，即不同的零點氣流量水平下，儀器顯示的數值誤差差異不是很明顯。因此我們可以通過提高標準氣流量的方式來降低低濃度點儀器引起的數值誤差。

2.2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。

2.3斷電后儀器產生恢復延遲問題

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 ℃ ～ -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。

3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。

4結束語

總而言之，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。