美國熱電49i型臭氧（O3）監測儀故障探究及維護

摘要：臭氧（O3）作為光化學污染的主要成分，是衡量空氣質量優劣的一個重要指標，是環境空氣質量監測領域必測的六個監測項目之一。做好臭氧監測儀的日常運行管理及維護，保證儀器監測數據準確，事關為環境管理部門提供決策數據的科學性，顯得尤為重要。美國熱電（ThermoFisher）監測儀作為一款主要品牌的臭氧監測儀器，在國內已有廣泛的應用，在國內已安裝的臭氧監測儀中占相當高比重，本研究通過對該品牌的49i型臭氧監測儀器日常維護、常見故障及處理進行分析，以期為臭氧監測儀運維技術人員提供一定的技術參考，同時服務于臭氧污染防治。

關鍵詞：臭氧監測儀器;日常維護;故障處理

中圖分類號：X851 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.081

Abstract：As the main component of photochemistry pollution， ozone （O3） is an important index to measure the quality of air and one of the six monitoring items in the field of environmental air quality monitoring. It is particularly important to manage and maintain the daily operation of ozone monitor to ensure the accuracy of monitoring data， which is related to the scientificity of decision-making data for environmental management departments. Ozone monitor of Thermo Fisher in American， as a major brand of ozone monitor， has been widely used in China and accounts for a considerable proportion of the installed ozone monitor in China. In this study， the daily maintenance， common faults and treatment of the 49i model of ozone monitoring instrument of this brand was analyzed， in order to provide technical reference for the operation and maintenance technicians of the ozone monitoring instrument， and at the same time serve for ozone pollution prevention and control.

Keywords： Ozone monitor instrument;Maintenance;Troubleshooting

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，城市化進程的加快以及機動車保有量的激增，以臭氧為特征污染物的大氣光化學污染已成為我國城市區域越來越突出的大氣環境問題[1，2]。據環保部門公布的數據，臭氧是2018年全國眾多城市六項常規污染物中唯一不降反升的污染物。因此，作為監測臭氧的監測儀器其準確性顯得尤為重要，它直接關系到環境管理部門的施策決策。據統計，熱電臭氧監測儀作為一種主要品牌的臭氧監測儀其在國內市場占有相當比重，如何做好熱電臭氧監測儀的日常質控、管理和維護對于提供準確的臭氧監測數據極為重要。本研究以49i型臭氧監測儀為例，對臭氧監測儀的方法原理、日常質控、管理和維護、常見故障的處理進行探討，以期為相關運維技術人員提供一定的參考，服務于光化學污染的防治。

1 監測儀器及其原理

1.1 監測設備

設備名稱：臭氧自動監測儀;型號：49i型;生產廠家：賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.2 分析方法及原理

臭氧監測儀的工作原理是O3分子吸收波長為254nm的紫外光（UV），這種單一的紫外光的強度和O3的濃度有直接的關系，通過測量紫外光的強度來計算出O3的濃度。49i型臭氧監測儀采用雙光室檢測系統，提高了光強穩定性和儀器的靈敏度。

2 日常質控、管理和維護

對監測儀科學合理的管理和維護將保障整套設備正常運行，做好日常質控是提供正確可靠監測數據的重要前提。

（1）日常維護巡檢時，在現場通過儀器操作面板查看儀器的運行狀況和工作狀態，查看是否有報警信息，通過報警信息了解具體的報警參數和狀態值;夏季注意查看樣氣管路，防止出現冷凝現象;檢查樣氣采樣管路（支管）是否有漏氣或進氣堵塞現象，檢查采樣風機是否運轉正常;查看分析數據是否傳輸正常。（2）每周進行監測儀零點和跨度檢查，超過誤差范圍重新校準并調整參數值，做好記錄。操作應避免在每日12-18時大氣臭氧濃度較高時段內運行。（3）每月更換過濾器濾膜，檢查監測儀的溫度、濕度、壓力傳感器，確保數值在正常誤差范圍內，如超過誤差范圍需進行調整。（4）每個季度做好監測儀的多點線性校準和精密度審核。（5）每年做好儀器的準確度審核，做好儀器內部灰塵的清掃。

3 常見故障及處理方法

49i型O3監測儀內部結構可分為氣路、光路、電路三部分，其中電路部分模塊化設計，集成電路較為穩定，故障率較低，氣路和光路交叉一起，構成儀器分析部分，因此儀器故障維修維護主要集中在氣路和光路上。

3.1 電路部分

電路部分采用模塊化設計，電路板為集成電路，較為穩定，容易出現故障的部件是儀器內部對電路供電的24V直流電源。一般外部交流供電電源出現異常或雨天雷擊到供電線路，導致儀器內部直流電源模塊損壞，可檢查直流電源模塊，判斷其工作狀態是否工作，就可判斷電源模塊是否故障。出現這種故障只能用更換電源模塊來解決，而減少此類故障需通過加強對電源的保養和防護，而加強對電源的保養和防護最好是加裝 UPS不間斷電源，可以有效減少對監測儀電源模塊的沖擊。

3.2 氣路和光路部分

氣路部分包括微粒過濾器、特氟龍電磁閥、光池反應室、流量傳感器 、壓力傳感器，最后由采樣泵抽出;光路部分主要包括紫外光源、光池、檢測器。氣路和光路構成儀器的分析部分，因此儀器的故障和維修維護主要集中在氣路和光路上。

3.2.1 樣氣流量和壓力異常報警

通過儀器操作面板發現樣氣流量和壓力參數報警，流量測量值偏低，壓力測量值偏高報警，其故障原因：（1）過濾器濾膜太臟;（2）限流毛細管堵塞;（3）流量傳感器壞;（4）泵的負壓不夠;（5）儀器管路漏氣。

針對以上故障處理方法：（1）更換過濾器濾Teflon濾膜，更換前注意區別藍色保護紙，注意檢查濾膜是否有針孔、裂紋，安裝時注意濾膜毛面朝著氣流方向;（2）將儀器氣路中限流毛細管拆出，清洗限流孔，安裝時注意O形圈是否變形，必要時給以更換;（3）流量計傳感器校準無法校準，顯示電壓異常，更換新傳感器確認;（4）檢查采樣泵，更換泵膜，更換時注意底盤和膜片的安裝方向;（5）一般是管路接頭漏氣，可用真空法或壓力法排除，找出漏氣點，旋緊管路。

3.2.2 光池A路或B路頻率高、低或為零報警

發現光池A路或B路頻率高、低或為零報警，主要原因有：（1）紫外燈壓異常;（2）檢測器異常;（3）頻率數字電路測量板故障;（4）光池污染嚴重。

主要處理方法：（1）用電壓表在紫外燈電源板的燈電流測點檢查是否有1.7V的峰電壓，重新調整燈壓比參數設定值;（2）交換在測量板上A和B 兩個檢測器的插頭，如發現故障現象互換，則可確定其中一個檢測器故障，進行更換;（3）用正常工作頻率數字電路測量板更換，確認是否故障，并進行更換;（4）清潔光池，安裝完成需進行檢漏。

3.2.3 進行跨度校準時，數值上不去，測量數值不穩，波動明顯

儀器進行跨度校準時，數值上不去，測量數值不穩，波動明顯，主要故障原因：（1）光池反應室臟;（2）特氟龍電磁閥漏氣;（3）內部臭氧洗滌器失效。

主要處理方法：（1）將光池反應室蓋拆開，用酒精棉將內部清洗干凈，然后安裝并檢漏;（2）用內部電磁閥檢漏自檢菜單進行自檢，自檢不過，可拆除兩個電磁閥，清洗內部特氟龍閥芯，如無法通過自檢，則需更換;（3）內部臭氧洗滌器失效會導致校準和測量時數值偏低，則需更換新耗材。

3.2.4 儀器響應慢，響應時間達不到要求

儀器響應慢，響應時間達不到要求，主要故障原因：（1）分析儀平均時間設定不合理;（2）管路積冷凝水;（3）光池被污染。

主要處理方法：（1）設定合理的平均時間;（2）夏天管路容易積冷凝水，用壓縮空氣去除冷凝水，室內空調溫度設定合理，不能過低;（3）清洗光池，安裝后重新檢漏并運行24h。

4 結論

臭氧監測儀長期穩定運行、監測數據可靠，需要對儀器進行嚴格的日常管理、維護、質控等，掌握好儀器常見的故障、問題和解決方法，對降低儀器故障率和運行成本，維持自動監測儀長期穩定的運行具有重要的意義。

參考文獻

[1]馬一琳，張遠航.北京市大氣光化學氧化劑污染研究[J].環境科學學報，2000，13（1）：14-17.

[2]劉建，吳兌，范紹佳，等.前提物與氣象因子對珠江三角洲臭氧污染的影響[J].中國環境科學，2017，37（3）：813-820.

[3]魏復盛.《空氣和廢氣監測分析方法》第四版[M].北京：中國環境科學出版社，2003.

[4]美國Thermo公司49i臭氧監測儀說明書.2009.

收稿日期：2019-03-03

作者簡介：楊祖成（1977-），男，本科學歷，工程師，研究方向為大氣污染監測。