大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)校準(zhǔn)過程中的問題及解決方法

何瑋光（保定市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，071000）

大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)校準(zhǔn)過程中的問題及解決方法

何瑋光（保定市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，071000）

現(xiàn)今國內(nèi)的大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)校準(zhǔn)過程中會(huì)遇到些許的問題，本文就針對遇到的這些問題展開討論并提出解決辦法。

系統(tǒng)校準(zhǔn)；問題；解決方法

引言

現(xiàn)今在我國的大氣監(jiān)測領(lǐng)域采用的監(jiān)測儀器主要是由國外進(jìn)口和我國自主生產(chǎn)的兩類。主要使用的是美國熱電公司、美國API公司、澳大利亞EC公司、莫尼特公司、安普、河北先河公司及北京中晟泰科公司所生產(chǎn)的監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測系統(tǒng)。這些儀器在監(jiān)測原理上基本都大同小異，差異比較大的是精度及穩(wěn)定性方面的問題。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確真實(shí)，這就需要對分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。下文主要淺析大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)校準(zhǔn)過程中時(shí)常可能出現(xiàn)的問題加以描述分析再提出相應(yīng)的解決方法，希望對大氣自動(dòng)監(jiān)測領(lǐng)域帶來一定的借鑒意義。

1 校準(zhǔn)系統(tǒng)中存在的問題

1.1 采樣系統(tǒng)通路沒有包含進(jìn)校準(zhǔn)系統(tǒng)通路

由于現(xiàn)今我國使用的大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)都是大同小異，里面的內(nèi)部構(gòu)造及監(jiān)測原理大致相同。幾乎所有的自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)中采樣系統(tǒng)通路和校準(zhǔn)系統(tǒng)通路都是分開來進(jìn)行的。正是由于上述情況，就導(dǎo)致了在對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，樣品氣通過的路徑不能被包含進(jìn)去，也就不能有效考慮到采樣通路對樣品氣濃度帶來的影響。在校準(zhǔn)完成并且讓分析儀進(jìn)行采樣分析時(shí)，由于采樣通路對采集的樣品具有一定的吸附作用，這就使得在實(shí)際的分析過程中監(jiān)測的數(shù)據(jù)不能真實(shí)的反映出空氣中的污染物的濃度。正是由于采集通路對污染物質(zhì)的吸附，往往監(jiān)測出的監(jiān)測出的污染物濃度要比實(shí)際的污染物濃度偏低。

解決方案：

現(xiàn)今國內(nèi)的大部分空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)其采樣系統(tǒng)通路都是與校準(zhǔn)系統(tǒng)通路分開進(jìn)行的，不符合“質(zhì)量控制是對全過程進(jìn)行控制”這一基本要求。下面兩種方案可以在很大程度上解決上述出現(xiàn)的問題：

（1）進(jìn)行校準(zhǔn)分析儀時(shí)，為使采樣系統(tǒng)通路和校準(zhǔn)系統(tǒng)通路進(jìn)行統(tǒng)一，可以將動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀的氣體輸出口直接與采樣總管的廢氣排氣口進(jìn)行連接，關(guān)閉采樣風(fēng)機(jī)，將采樣風(fēng)機(jī)管路取下并且把采樣總管支撐件的連接口與采樣風(fēng)機(jī)管路堵住，這就可以讓校準(zhǔn)氣體直接輸送到采樣總管以供分析儀進(jìn)行分析和校準(zhǔn)。在使用這種方法對分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)后，一方面保證了分析儀日常所監(jiān)測的數(shù)據(jù)更加真實(shí)的反映環(huán)境空氣中被測氣體的濃度，大大提升了分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還可以省掉校準(zhǔn)用電磁閥。只是增加了標(biāo)準(zhǔn)氣的用量。在進(jìn)行上述改造是有個(gè)很重要的前提，必須對采樣總管支撐件的內(nèi)壁進(jìn)行鑲嵌不銹鋼的處理或者是在其內(nèi)壁涂覆聚四氟乙烯。

（2）可以使用新的多支路采樣總管對上述的采樣總管進(jìn)行替換，這種新型的多支路采樣總管的制作材料是聚四氟乙烯或者是硼硅酸鹽玻璃。這種新型的多支路采樣總管的工作原理是在系統(tǒng)處于采樣檢測的狀態(tài)時(shí)，將以刮板容積泵當(dāng)做抽氣的動(dòng)力，把環(huán)境的空氣抽進(jìn)采樣總管以供各個(gè)分析儀器進(jìn)行取樣分析；在系統(tǒng)處于校準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉刮板泵，動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀將需要進(jìn)行校準(zhǔn)的氣體直接輸送到多支路采樣總管供分析儀進(jìn)行相應(yīng)的取樣分析及數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。

1.2 鋼瓶減壓閥造型缺陷

減壓閥在校準(zhǔn)系統(tǒng)中的起著很大的作用，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確與否。就現(xiàn)今而言，國內(nèi)很多的監(jiān)測站所使用的減壓閥對校準(zhǔn)氣體都會(huì)產(chǎn)生不小的吸附性，這就直接關(guān)系到分析儀器在校準(zhǔn)時(shí)的響應(yīng)速度和響應(yīng)時(shí)間，而且對校準(zhǔn)的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生比較大的影響導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)果的偏差，給質(zhì)控工作帶來不小的問題。在分析儀做全面的系統(tǒng)測試的時(shí)候，一開始使用的減壓閥都是儀器供應(yīng)商配套生產(chǎn)的，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究分析表明：當(dāng)控制動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀輸出一定濃度的SO2氣體供氣體分析儀分析時(shí)，分析儀的響應(yīng)時(shí)間很長，相應(yīng)速度很緩慢，并且校準(zhǔn)儀的輸出值和減壓閥的持續(xù)響應(yīng)值之間存在著很大的差異。例如：在做零、跨檢查時(shí)，當(dāng)動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀持續(xù)輸出十幾個(gè)小時(shí)400ppb的SO2氣體，但是通過觀察分析儀的數(shù)據(jù)分析儀的響應(yīng)值卻只有300ppb，誤差十分嚴(yán)重，如果這時(shí)將分析儀響應(yīng)值確定為400ppb，那么結(jié)果將會(huì)存在著很大的誤差。通過一系列的分析驗(yàn)證，最后得出的結(jié)論是由于減壓閥對氣體產(chǎn)生了比較大的吸附作用。后續(xù)試驗(yàn)中對現(xiàn)今市場上存在的減壓閥進(jìn)行試驗(yàn)以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，找到了滿足要求的減壓閥，用這種減壓閥替換上述存在問題的減壓閥之后，儀器的響應(yīng)值在3min之內(nèi)就達(dá)到了400ppb左右。由此可以看出，減壓閥選擇的正確與否直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否。

解決辦法：

選擇適合需求的鋼瓶減壓閥。首先要進(jìn)行比較完善的市場調(diào)研，選擇適合需求的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及產(chǎn)品型號。對于CO鋼氣瓶，就可以選擇是不銹鋼或者是銅制作而成的的減壓閥，對于NO或者是SO2鋼氣瓶，這就要特別注意了，最好是選擇216號不銹鋼為制作材料制作而成的減壓閥，后期還要對減壓閥的體內(nèi)腔進(jìn)行相應(yīng)的硅化處理。

1.3 校準(zhǔn)時(shí)，積聚在減壓閥及其連接管路中的氣體沒排出

在校準(zhǔn)的過程中，動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀與鋼瓶減壓閥之間有一段通路，這段通路中往往積聚著用來分析的氣體，一般習(xí)慣于稱之為“死氣”。在沒有把這股氣體排走的情況下對分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)的話，很容易對校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生不小的影響，甚至有可能會(huì)污染到整瓶的校準(zhǔn)氣體。下面幾種情況需要對鋼瓶氣進(jìn)行放氣。周期性的手工檢查/校準(zhǔn)時(shí)；更換新的減壓閥后；更換新的鋼瓶氣后。

解決辦法：

為了達(dá)到排走積聚于減壓閥及其連接管路之中的這股“死氣”，一般的做法是將連接動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀和鋼瓶氣減壓閥的管路從連接校準(zhǔn)儀的那段小心拆下，連同鋼瓶氣一起拿到空曠的安全的地點(diǎn)進(jìn)行放氣處理，值得注意的是，在每次放氣處理的過程中，需要首先關(guān)閉掉減壓閥的低壓一端，在對鋼瓶總閥擰松后需要馬上擰緊，然后才能打開減壓閥的低壓端進(jìn)行放氣流程，避免鋼瓶氣受到外部空氣的污染。進(jìn)行上述步驟3～5次之后，便可以小心將鋼瓶氣重新連接回動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀上了，在連接時(shí)，應(yīng)一邊緩慢進(jìn)行放氣一邊擰緊連接的螺母，最好的狀態(tài)是將校準(zhǔn)儀處于配跨度氣的狀態(tài)。通過上述的操作之后方能對分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)或者例行檢查流程了。

2 總結(jié)

大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)改造是當(dāng)前“系統(tǒng)”運(yùn)行中一個(gè)待解決的問題，這也關(guān)系到我國“系統(tǒng)”是否存亡的問題。因此，應(yīng)對已建成的“系統(tǒng)”進(jìn)行一次方向性、技術(shù)性的客觀回顧和總結(jié)，制定出符合我國國情的建設(shè)“系統(tǒng)”的措施和政策，拿出出合理的發(fā)展規(guī)劃，以進(jìn)一步提升我國大氣自動(dòng)監(jiān)測的水平。這就需要廣大的相關(guān)行業(yè)的從業(yè)者發(fā)揮孜孜不倦的探索創(chuàng)新精神，制定出更完善的系統(tǒng)規(guī)劃，面對問題集大家的智慧想出更好的解決辦法，才能更好地服務(wù)于大眾。

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