大氣自動監(jiān)測設(shè)備維護(hù)相關(guān)問題的探討

葉 韜王鈺涔

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大氣自動監(jiān)測設(shè)備維護(hù)相關(guān)問題的探討

葉 韜1王鈺涔2

1.臺州市環(huán)科環(huán)保設(shè)備運營維護(hù)有限公司 2.臺州市綠科檢測技術(shù)有限公司

摘 要：近年來，隨著大氣自動監(jiān)測技術(shù)的引入，提高了大氣監(jiān)測工作的水平，實現(xiàn)連續(xù)不間斷的大氣監(jiān)測。大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的原理是通過對監(jiān)測區(qū)域的空間質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)、自動的樣品采集和檢查測定，并對測定的結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式傳輸?shù)綄崟r的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的方式對環(huán)境污染源的監(jiān)控。因此，保證自動監(jiān)測儀器的正常運行是每個大氣自動監(jiān)測站的工作重點。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；大氣監(jiān)測；設(shè)備維護(hù)

前言

自動監(jiān)測作為一項新的技術(shù)引入大氣監(jiān)測以來，極大的提高了大氣監(jiān)測的工作效率。大氣污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)是對城市或地區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)、自動的采樣和測定，并對測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理的實時監(jiān)測網(wǎng)，其每個監(jiān)測子站的自動監(jiān)測儀器的正常運行成為大氣自動站運行維護(hù)的關(guān)鍵。我國大氣自動監(jiān)測工作起步較晚，對于設(shè)備日常維護(hù)的工作經(jīng)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(jiān)測系統(tǒng)運用了科學(xué)合理的技術(shù)和維護(hù)方法成功的進(jìn)行了維護(hù)，監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行就可以很好的保證了，從而延長了監(jiān)測儀器的使用壽命，并提高監(jiān)測數(shù)據(jù)上的可靠性。

1 大氣自動監(jiān)測的現(xiàn)狀

相對于國外發(fā)達(dá)地區(qū)，我國大氣自動監(jiān)測工作開展的比較晚，缺乏儀器日常維護(hù)工作的經(jīng)驗，往往在出現(xiàn)問題是只能求助于廠家的技術(shù)人員來維護(hù)，這樣不僅影響大氣監(jiān)測工作，也降低了工作效率。隨著我國工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，國民生活水平的不斷提高，不同地區(qū)內(nèi)大氣環(huán)境質(zhì)量受到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。

為實現(xiàn)環(huán)保部門提出的“三個說得清”的目標(biāo)， 實時完成國家和地方各項環(huán)境監(jiān)測任務(wù)，掌握轄區(qū)內(nèi)的空氣質(zhì)量的動態(tài)變化趨勢，更好的為群眾的生活環(huán)境提供保障?！笆晃濉逼陂g我國相繼建設(shè)大氣背景檢查站、國家農(nóng)村空氣監(jiān)測站、城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站、沙塵暴監(jiān)測站、酸沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)等各類不同功能的自動空氣監(jiān)測系統(tǒng)，努力建設(shè)美麗中國。

每個監(jiān)測站點的設(shè)立，都是有各種自動監(jiān)測儀器構(gòu)成，如果儀器出現(xiàn)問題，直接影響到數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性，如何做好儀器的維護(hù)工作，成為每個站點人員的工作重點。雖然使用的設(shè)備的生產(chǎn)廠家、型號、品牌有所不同，但是儀器設(shè)備都是由機(jī)械、電子及光學(xué)這三大器件構(gòu)成的，且有共性在維修方面都是一樣的。

2 自動監(jiān)測儀器的主要問題探討

空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)包括：RS232變換器，控制器（8～16 路開關(guān)量輸出、8～16 路模擬量輸出），采樣系統(tǒng)，氣象參數(shù)測量系統(tǒng)（風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、室內(nèi)溫度、室外溫度、室內(nèi)濕度、室外濕度、光輻射和雨量等），長光程測量系統(tǒng)，標(biāo)氣校準(zhǔn)系統(tǒng)，分析系統(tǒng)（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(jī)系統(tǒng)。

2.1 校準(zhǔn)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(shù)據(jù)，其有效性和可靠性重要取決于儀器的校準(zhǔn)質(zhì)量。大氣自動檢測系統(tǒng)在檢測過程中，儀器示值出現(xiàn)的誤差主要受到零空氣質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)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(shù)據(jù)無效，儀器必需進(jìn)行維修和校準(zhǔn)。

2.1.1 零空氣質(zhì)量。零空氣的形成是通過壓縮機(jī)吸入潔凈的空氣經(jīng)壓縮、冷卻、降溫、分離水汽，經(jīng)活性炭凈化后產(chǎn)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(zhì)量保證的關(guān)鍵。活性炭的吸附性取決于溫度，當(dāng)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(jìn)行吸附，就會產(chǎn)生假零點的現(xiàn)象，解決這種情況的發(fā)生措施是盡量保持校準(zhǔn)零的溫度與取樣的溫度一致。在檢測時，室內(nèi)外的溫差較大，造成空氣濕度不同，檢測SO2時會產(chǎn)生熒光猝死現(xiàn)象，所以應(yīng)在零氣的回路中加入恒溫裝置，當(dāng)日進(jìn)行校準(zhǔn)，從而減少溫差帶來的影響。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)要求。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的采用，也是影響檢測結(jié)果的關(guān)鍵所在。如果所用的標(biāo)準(zhǔn)氣體偏高檢測的數(shù)值就會偏低或者出現(xiàn)負(fù)值情況。對校準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)氣體在配置時要采用國家認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)物。在使用滲透管取得標(biāo)準(zhǔn)氣時，必需把滲透管放在恒溫系統(tǒng)中恒溫48 小時。若要配制一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)最為關(guān)鍵，微小流量控制比較難，誤差大，應(yīng)經(jīng)成為不爭的事實。如何降低低濃度點儀器數(shù)值誤差成為問題的關(guān)鍵所在。我們都知道當(dāng)零空氣流量與校準(zhǔn)氣流量保持在同樣水平時，相差不大。標(biāo)準(zhǔn)氣體稀釋時零空氣流量的大小對標(biāo)準(zhǔn)氣濃度的準(zhǔn)確性影響甚小，即不同的零點氣流量水平下，儀器顯示的數(shù)值誤差差異不是很明顯。因此我們可以通過提高標(biāo)準(zhǔn)氣流量的方式來降低低濃度點儀器引起的數(shù)值誤差。

2.2玻璃纖維濾紙上殘留樣品塵粒對PM10數(shù)據(jù)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(jīng)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(jīng)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(shù)器（GM）之間。儀器采樣前與采樣后，β放射源分別對濾帶進(jìn)行照射，通過蓋革計數(shù)器計數(shù)。由于采樣前后的計數(shù)值是不一樣的，根據(jù)這個差異就可計算出濾帶上顆粒物的質(zhì)量。

實際運行中會出現(xiàn)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(xiàn)象。在對一起進(jìn)行維護(hù)的時候會發(fā)現(xiàn)真空膛板上殘留有細(xì)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(qiáng)度，導(dǎo)致的蓋革計數(shù)管計數(shù)率減少，濾帶上的質(zhì)量增加，監(jiān)測數(shù)據(jù)也隨之偏高。因此定期對濾紙帶進(jìn)行檢查并及時更換是十分必要的。

2.3斷電后儀器產(chǎn)生恢復(fù)延遲問題

短時間的斷電后設(shè)備能夠自動恢復(fù)工作，但是長時間的停電會導(dǎo)致儀器工作恢復(fù)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(dāng)來電后溫度達(dá)不到工作要求，所以不能立即工作，必須要等儀器穩(wěn)定后，觀察墨爐和冷卻堆、零氣發(fā)生器等測試元件是否達(dá)到正常運行的條件。如果來電后儀器還沒有能恢復(fù)正常工作，那么應(yīng)該等待觀察一段時間，絕不能擅自修改儀器設(shè)置或者對儀器進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)念~外操作，以免發(fā)生故障。

3排除故障工作中的注意事項

設(shè)備維修過程中，要主要避免因維修不當(dāng)而產(chǎn)生擴(kuò)大故障的現(xiàn)象發(fā)生。維修人員在檢查故障的時候不能隨意對儀器設(shè)備進(jìn)行拆卸，隨意變動電路中的可調(diào)元件，避免加重故障。因此，維修人員必須認(rèn)真閱讀設(shè)備操作說明書，詳細(xì)了解設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、各主要部件的維護(hù)及故障檢測方法。

因設(shè)備工作的分工是按照邏輯關(guān)系進(jìn)行工作，以確保實現(xiàn)各種功能。因此，無論是哪一元件損壞或其性能發(fā)生變化，都可導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。所以在出現(xiàn)行的時候維修人員應(yīng)首先檢查出現(xiàn)故障的問題是具體出在哪個部件，再采取相應(yīng)的維修措施。

4結(jié)束語

總而言之，環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測數(shù)據(jù)主要依靠大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)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(hù)中按照國家自動監(jiān)測規(guī)范以及儀器設(shè)備的性能要求進(jìn)行周期性的巡檢維護(hù)，對儀器運行的各項參數(shù)定期檢查，如果參數(shù)發(fā)生異常要及時進(jìn)行原因查找并及時維修。另外做好預(yù)防措施也是很重要的條件之一，比如室內(nèi)溫度的恒定、工作電壓的穩(wěn)定、定時清理采樣總管和氣路管道、及時更換濾膜等常規(guī)性的保養(yǎng)是不能忽視的，只有預(yù)防與維護(hù)相結(jié)合才能保證大氣自動站的連續(xù)穩(wěn)定的運行。