環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的常見故障及排除

劉靖宇

摘? 要：當(dāng)前我國高度重視環(huán)境保護工作，其中在環(huán)境監(jiān)測方面不斷完善相關(guān)設(shè)備，加強技術(shù)投入，滿足自動化、智能化監(jiān)測需要，為后續(xù)環(huán)境治理工作開展提供有力保障。本文從環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)操作流程入手，并分析如何完善環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)，最后提出環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)故障處理方法，希望對相關(guān)研究帶來幫助。

關(guān)鍵詞：環(huán)境;空氣自動監(jiān)測系統(tǒng);故障;排除

分類號：X92

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我國經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展。新時期我國全力加強環(huán)保工作，利用技術(shù)優(yōu)勢可以有效分析環(huán)境污染情況，然后制定有關(guān)措施，最大程度的減少環(huán)境破壞。目前自動監(jiān)測系統(tǒng)在空氣質(zhì)量監(jiān)測中發(fā)揮出了重要作用，要求切實做好設(shè)備的維護和管理工作，以下對相關(guān)內(nèi)容進行分析。

一、環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)操作流程

在環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)下，要求分工明確，其中涵蓋了如下4個環(huán)節(jié)：其一，監(jiān)測子站。監(jiān)測子站的主要工作內(nèi)容是分析空氣環(huán)境和自動監(jiān)測，確保實時的數(shù)據(jù)能夠反饋到中心計算機，以此節(jié)約人力投入;其二是中心計算機。中心計算機收集監(jiān)測站數(shù)據(jù)之后能夠自動存儲和數(shù)據(jù)分析，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性;其三，質(zhì)量保證實驗室。該環(huán)節(jié)具有數(shù)據(jù)分析以及核查功能，可以進一步對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測;其四，系統(tǒng)支持實驗室。該環(huán)節(jié)的主要工作是支持系統(tǒng)和設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題并開展維修工作，確保系統(tǒng)設(shè)備處于正常使用狀態(tài)[1]。

二、如何完善環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)

1.保證監(jiān)測環(huán)境良好

在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測之前要確?？諝獗O(jiān)測站內(nèi)部和外部的環(huán)境情況，分析是否存在樹枝、樹葉等干擾因素，還需要分析周邊環(huán)境是否存在污染情況，避免相關(guān)因素對監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。在監(jiān)測站內(nèi)部主要是確保濕度處于合理范圍，避免溫差過大導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。此外，還需要對監(jiān)測站設(shè)備和儀器的參數(shù)是否正常分析[2]。

2.打造網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)

在自動化監(jiān)測模式下關(guān)鍵在于確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性。因此需要確保系統(tǒng)的自我完善能力時期，及時監(jiān)測分析核查各個環(huán)節(jié)處于良好運行狀態(tài)，尤其是計算機控制中心，必須保證發(fā)揮出其數(shù)據(jù)搜集、整理、存儲、核查的作用。

3.加強監(jiān)測管理

為了達到環(huán)境空氣自動化監(jiān)測目標(biāo)需要結(jié)合制定的規(guī)章制度，約束檢測人員的操作，定期進行儀器和設(shè)備的維修與養(yǎng)護。具體出來：一方面，需要管理監(jiān)測系統(tǒng)，在日常維修保養(yǎng)的同時定期對系統(tǒng)巡視和測試，以此保證設(shè)備的正常使用，設(shè)備如果達到使用年限要及時更換，對于特殊故障問題要組織技術(shù)人員及時搶修;另一方面，檢測人員自身需要具有良好的工作能力和工作熱情，能夠確保設(shè)備作用的最大程度發(fā)揮。為此環(huán)境監(jiān)測部門需要制定獎懲制度，以此對檢測人員起到引導(dǎo)和約束作用，對于工作良好的員工給予獎勵。此外，還要定期開展人員培訓(xùn)工作，并完善考核機制[3]。

4.加強數(shù)據(jù)的合理分析

環(huán)境空氣自動監(jiān)測會受外界因素影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常，因此需要對數(shù)據(jù)加強審核。目前數(shù)據(jù)監(jiān)測的一個重要問題在于負(fù)值現(xiàn)象。究其原因，一方面在于儀器負(fù)漂過大，為解決這一問題工作人員需要日常校準(zhǔn)儀器，避免其出現(xiàn)負(fù)值并詳細記錄;另一方面，儀器出現(xiàn)故障也會導(dǎo)致負(fù)值出現(xiàn)。比如停電后設(shè)備供電運作時會出現(xiàn)負(fù)值情況要求，工作人員及時處理，根據(jù)停電時間分析儀器預(yù)熱時間。

5.加強數(shù)據(jù)記錄

在監(jiān)測工作開展過程中，需要詳細記錄其中涵蓋文字記錄、圖像記錄等形式，以此為后期數(shù)據(jù)核查提供便利，在數(shù)據(jù)記錄工作中要確保準(zhǔn)確性和全面性，如果收集數(shù)據(jù)信息不能保證客觀性，需要再次監(jiān)測和提取數(shù)據(jù)。在環(huán)境空氣監(jiān)測過程中，還需要在各個環(huán)節(jié)存儲收集的樣品記錄樣品的狀態(tài)、影響因素等相關(guān)信息，進而為后期數(shù)據(jù)問題查找原因提供支持。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要通過簽字的形式確認(rèn)，要確保檢測人員樹立高度的責(zé)任意識[4]。

6.加強監(jiān)測數(shù)據(jù)整體化

環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)對整個監(jiān)測過程可以真實反映，因此在數(shù)據(jù)核查和監(jiān)測環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格檢查和多次審核，確保每個核查環(huán)節(jié)由相關(guān)人員簽字，保證信息監(jiān)測內(nèi)容、采集時間的準(zhǔn)確性，并且不同審核人員都能獲取一致的數(shù)據(jù)，之后對審核信息加以說明和標(biāo)注，其中包括數(shù)據(jù)采集、時間地點、監(jiān)測天數(shù)、監(jiān)測站單位、儀器名稱。

三、環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)故障處理方法

當(dāng)前環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)故障主要體現(xiàn)在以下幾個方面，其中通訊方面故障表現(xiàn)為數(shù)據(jù)輸出接口和數(shù)據(jù)采集儀連接問題;監(jiān)測儀器氣路方面故障表現(xiàn)為氣路漏氣和堵塞;監(jiān)測儀器電路方面故障表現(xiàn)為電路板間由于振動出現(xiàn)連接問題;消耗件更換時的故障表現(xiàn)為密封性不足。

1.氣態(tài)污染物監(jiān)測儀

子站運行期間氣路部分容易出現(xiàn)故障，由此影響了數(shù)據(jù)的完整性。比如泵故障造成儀器流量偏低，干燥管內(nèi)部硅膠性能下降，溫差過大造成支管出現(xiàn)能冷凝水，進氣口出現(xiàn)污垢導(dǎo)致儀器流量下降。解決方法如下：其一需要分析儀器濾膜是否存在污垢，然后定期清理或者更換濾膜;其二需要更換干燥劑;其三夏季需要控制空調(diào)溫度，避免室內(nèi)外溫差過大，禁止空調(diào)出風(fēng)口直接吹向監(jiān)測儀器，以此減少冷凝水;其四，利用超聲波清洗儀檢查限流孔;其五，分析采樣泵泵軸的轉(zhuǎn)動狀態(tài)，如果為泵膜破損需要及時更換。在環(huán)境空氣監(jiān)測設(shè)備中光學(xué)問題主要表現(xiàn)在長時間通標(biāo)氣濃度不上升，問題如下：長時間未能校準(zhǔn)標(biāo)氣、電壓過高，解決方式主要為：其一，確保儀器管路正常連接不存在漏氣情況，如果管路在連接正常下存在問題需要在室外搖動鋼瓶，放出上部少量氣體，然后校準(zhǔn)管路通標(biāo)，響應(yīng)時間為5分鐘。如果標(biāo)氣依然未能上漲需要清洗反應(yīng)室，并且將其關(guān)閉在密閉條件下保證密封，以此防止漏氣。其二，如果清洗反應(yīng)是之后依然存在問題，可能是儀器長期使用導(dǎo)致紫外燈座的電壓超出上限，需要調(diào)整PMT電壓，將電壓調(diào)整到標(biāo)氣目標(biāo)濃度，確認(rèn)后校準(zhǔn)，以上解決措施需要在儀器穩(wěn)定24小時之后再次校準(zhǔn)[5]。

2.顆粒物分析儀

在氣路部分，顆粒分析儀氣路部分監(jiān)測期間出現(xiàn)數(shù)值異常，主要問題在于管壁出現(xiàn)大量灰塵，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生或者遇到強對流天氣后灰塵會進入采樣器導(dǎo)致數(shù)據(jù)上升，因此技術(shù)人員需要每個月對采樣管路定期清洗校準(zhǔn)顆粒物膜，以此減少異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)。在儀器內(nèi)部參數(shù)部分，PM2.5和PM10數(shù)據(jù)倒掛的主要原因如下：其一是儀器分析方法之間存在差別，PM10使用β射線法，而PM2.5使用β射線加光散射法;其二，PM2.5分析儀含有自動溫度補償裝置而PM10分析儀不存在裝置;其三，空氣濕度變化會造成參數(shù)異常，尤其是冬夏兩季空氣濕度變化會導(dǎo)致這一情況。

四、空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)控管理

1.質(zhì)量系統(tǒng)異常

空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量和控制質(zhì)量主要是利用子站內(nèi)配置的多氣體動態(tài)校準(zhǔn)儀分析，如果動態(tài)校準(zhǔn)儀出現(xiàn)異常主要檢查是否由于流量未達到設(shè)定值或者氣體污染物分析零點校準(zhǔn)期間時間過長未達到質(zhì)控要求。通常來講，動態(tài)校準(zhǔn)儀氣密性與空氣監(jiān)測系統(tǒng)工作存在直接關(guān)系，如果流量未達到設(shè)定值主要表現(xiàn)為動態(tài)校準(zhǔn)儀漏氣，需要對儀器內(nèi)部和外部的管路連接部位仔細檢查。具體說來：要利用真空儀等設(shè)備輔助檢測，如果儀器內(nèi)部出現(xiàn)漏氣要聯(lián)系儀器生產(chǎn)廠家檢修，儀器外部漏氣主要是分析管路連接部位是否破損、漏氣，主要利用活性炭以及氧化劑裝置進行檢查，確保檢測結(jié)果的斜距、斜率在質(zhì)量控制范圍內(nèi)，如果零點檢查失敗并且儀器各項指標(biāo)正常，說明零氣不純，需要對零氣發(fā)生系統(tǒng)活性炭以及氧化劑更換。

2.質(zhì)控管理

當(dāng)前空氣自動監(jiān)測質(zhì)量控制主要是對顆粒物監(jiān)測儀器進行質(zhì)量流量校準(zhǔn)，分析氣態(tài)污染物多點檢查、精密度檢查以及動態(tài)校準(zhǔn)儀的流量校準(zhǔn)，通過多個項目都可以在軟件下進行遠程質(zhì)量控制，并且所得到的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，不過對于顆粒物標(biāo)準(zhǔn)模鉬爐轉(zhuǎn)換率檢查校準(zhǔn)還存在模糊問題。對于鉬爐轉(zhuǎn)換效率的檢查，一般利用一氧化氮作為標(biāo)器，通過加入一氧化氮標(biāo)氣濃度一半的臭氧即可反映鍋爐工作情況，同時還能滿足二氧化氮濃度的要求范圍值。通過對顆粒物標(biāo)準(zhǔn)模調(diào)準(zhǔn)結(jié)果的評價，熱電 C14 型號儀器具備計算計算跨膜值的能力，但是5030型號設(shè)備不會計算，通過分析我國空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)一般采取以上兩種型號搭配的方法，所以今后需要統(tǒng)一使用新舊放大值校準(zhǔn)結(jié)果判定是否合格，將誤差控制在5%之內(nèi)說明滿足質(zhì)量檢查。

結(jié)束語：

綜上所述，在環(huán)境空氣監(jiān)測過程中，為了保證監(jiān)測質(zhì)量要求環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)制定科學(xué)的管理規(guī)范，這樣才能為后續(xù)的環(huán)境治理工作提供支持，推動我國環(huán)境保護事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[3]姬筱挺，李思揚.環(huán)境空氣質(zhì)量連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)控管理探討[J].科學(xué)與財富，2020，12（27）：244.

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