大气自动监测设备维护有关问题的探讨

摘 要：自动监测作为新的监测技术极大的提高了环境空气监测的工作效率，如何让保证自动监测设备的正常运行成为大气自动站的重点。本文就在大气自动监测日常运行维护中出现的一些例如影响校零系统的因素、玻璃纤维滤纸上残留样品尘粒对数据的影响、断电导致仪器工作恢复延迟等问题的产生原因以及解决方法进行探讨。

关键词：环境监测 大气监测

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

自动监测作为一项新的技术引入大气监测以来，极大的提高了大气监测的工作效率。大气污染连续自动监测系统是对城市或地区的环境空气质量进行连续、自动的采样和测定，并对测定的数据进行传输和处理的实时监测网，其每个监测子站的自动监测仪器的正常运行成为大气自动站运行维护的关键。我国大气自动监测工作起步较晚，对于设备日常维护的工作经验还很欠缺，不少问题只能等厂家工程师来解决，这样就大大的降低了工作效率。对空气自动监测系统运用了科学合理的技术和维护方法成功的进行了维护，监测系统的正常运行就可以很好的保证了，从而延长了监测仪器的使用寿命，并提高监测数据上的可靠性。

我站于2001年开始大气自动站建设，目前拥有5座自动监测站，使用的仪器设备有Thermo（原美国热电）、澳大利亚EC、河北先河科技生产的多种仪器。虽然我们使用的设备的生产厂家、品牌型号不同，但这些仪器全都是由机械设备、光学设备以及电子设备这三大元器件所构成的，并且共同点就是在维修上面是一样的。现就一些平常在系统运行维护时经常出现的主要原因和问题，提出自己的一些解决方法和看法，并和大家进行研究和探讨。

1 自动监测仪器校零系统的问题

在大气自动站运行过程中，SO2读数时常会出现负值。出现负值的原因主要是零点产生了漂移，而零点产生漂移的原因很多，我们查阅了很多资料，分析得出以下几点会导致负值产生的原因及解决方法：

1、由于零气是由空气压缩机吸取洁净空气压缩后经冷凝管冷却，温度降低后，使空气经气水分离器进行分离，在经活性炭出去空气中的二氧化硫、臭氧、二氧化氮等后产生的。所以气水分离和活性炭的吸附、脱附问题会影响零点的校准。活性炭在不同温度下的吸附性不一样，温度升高，吸附量降低，脱附速度加快，达到吸附平衡时间偏短，平衡吸附量降低。如果两次吸附温度相差较大，那么在第二次吸附时就会有部分脱附现象产生造成假零点。解决方法是尽量保持校零的温度，不要出现每次校零时的温差过大的现象。

2、活性炭应当取合适的量并且及时更换。

3、。因为产生零气的气源是从室内抽取的洁净空气，所以保证室内空气的洁净是很重要。应该经常性的每隔一段时间开窗换气一次，在大气自动站安装性能良好的换气扇。

4、由于北方室内外温差较大，造成空气湿度大，SO2产生了荧光猝灭现象。解决的方法是在零气回路中增设恒温装置，以除掉空气中的水分，并选择当日环境空气较好的时候进行校准。

5、空气压缩机压强设置过低，当上限压强设置过低时，空气压缩机再次启动前会使下限压强更加低，造成零气流量不足，从而造成稀释后的标准气不足。但是过高的压强设置又会造成压缩机符合过重，磨损大，易缩短压缩机使用寿命。解决的方法是空压机根据实际情况选择合适的压强设置。

如果出现负值的情况，我们要对上述可能产生的原因进行了分析排查，得出的结论以进行相应的设备维护。

2 玻璃纤维滤纸上残留样品尘粒对PM10数据的影响。

采用β射线法制造的PM10分析仪的工作原理为外界空气中的悬浮颗粒物经过仪器顶部采样切割头的筛选，其中小于或等于10μm的颗粒物，经采样通道附着在由玻璃纤维制成的特殊过滤纸带上。滤带位于β放射源和盖革计数器（GM）之间。仪器采样前与采样后，β放射源分别对滤带进行照射，通过盖革计数器计数。由于采样前后的计数值是不一样的，根据这个差异就可计算出滤带上颗粒物的质量。

实际运行中会出现玻璃纤维滤带上的样品尘粒和仪器运行初期玻璃纤维滤带上的样品尘粒相比较不够完整，有明显的缺损的现象。在对一起进行维护的时候会发现真空膛板上残留有细小的碎纸屑，正是这碎纸屑使每次更换出来的样品尘粒都不完整。从理论上来说，碎纸屑挡住并遗留下的样品尘粒会额外减弱一部分β气流强度，导致的盖革计数管计数率减少，滤带上的质量增加，监测数据也随之偏高。因此定期对滤纸带进行检查并及时更换是十分必要的。

3 断电后仪器会产生恢复延迟

短时间的断电后设备能够自动恢复工作，但是长时间的停电会导致仪器工作恢复的延迟。例如长时间停电后，氮氧化物测定仪的墨炉温度会降低，冷却堆温度会升高。而仪器正常分析时墨炉温度为300℃-350℃，冷却堆温度为-5℃至-1℃。当来电后温度达不到工作要求，所以不能立即工作，必须要等仪器稳定后，观察墨炉和冷却堆、零气发生器等测试元件是否达到正常运行的条件。如果来电后仪器还没有能恢复正常工作，那么应该等待观察一段时间，绝不能擅自修改仪器设置或者对仪器进行不恰当的额外操作，以免发生故障。

4 排除故障工作中的注意事项

设备维修过程中，要主要避免因维修不当而产生扩大故障的现象发生。维修人员在检查故障的时候不能随意对仪器设备进行拆卸，随意变动电路中的可调元件，避免加重故障。因此，维修人员必须认真阅读设备操作说明书，详细了解设备结构、工作原理、各主要部件的维护及故障检测方法。因设备工作的分工是按照逻辑关系进行工作，以确保实现各种功能。因此，无论是哪一元件损坏或其性能发生变化，都可导致故障的产生。所以在出现行的时候维修人员应首先检查出现故障的问题是具体出在哪个部件，再采取相应的维修措施

环境空气质量的监测数据主要依靠大气自动监测系统获取，要能保证大气自动站的正常运行就需要我们在日常维护中按照国家自动监测规范以及仪器设备的性能要求进行周期性的巡检维护，对仪器运行的各项参数定期检查，如果参数发生异常要及时进行原因查找并及时维修。另外做好预防措施也是很重要的条件之一，比如室内温度的恒定、工作电压的稳定、定时清理采样总管和气路管道、及时更换滤膜等常规性的保养是不能忽视的，只有预防与维护相结合才能保证大气自动站的连续稳定的运行。

参考文献

[1] 张玉钧、刘文清，大气中可吸入粉尘（PM10）?射线法测量的理论与数据处理，中国科学院安徽光学精密机械研究所量子电子学报 2001.2

[2] 陈伟、朱锦清、刘晓红，环境空气自动监测系统的常见故障诊断及排除，中国环境监测 2002.5