空氣自動監測中S02、N0X和PMl0分析儀疑難問題剖析
摘 要：通過對空氣自動監測中S02、NO和PM10分析儀疑難問題剖析，能更好地了解儀器的性能，調整儀器在最佳工作狀態，保證監測數據的準確性和可靠性。
關鍵詞：S02、N0x、PM10自動監分析儀 故障 剖析
隨著環境監測技術的日益發展，監測儀器也正向智能化、自動化演變。在現實工作過程中，由于監測儀器是一天24小時都處于滿負荷工作狀態，因此監測儀器時常會出現各種各樣的問題，為了保證所采的數據能及時性，準確性，完整性，就必須保證自動監測系統正常運行，我站自1999引進了美國API公司空氣自動監測系統以來，在系統過程中及時排除了出現的故障，并順利開展了環境空氣質量日報和預報工作。本文將對我站大氣自動監測系統日常運行中出現的一些主要故障、問題進行闡述，并提出一些解決方法。
1 S02分析儀
1．1 原理
100A型S02分析儀的分析方法是紫外線熒光法，S02分子在接受了紫外線的能量后進而在衰變中產生熒光，通過光電倍增管將信號放大轉變成電信號，電信號的強弱和S02分子的濃度成正比。
1．2 疑難問題剖析
1．2．1 流量偏低
這是經常碰到的問題，其原因主要有兩個方面：一個是空氣中的灰塵阻塞了管道或限流孔只要定期清洗管道和燒結過濾片就能解決；另一個原因就是內置泵的泵膜堵塞或者破損，這就需要對泵膜進行清洗或者更換。大約一年左右需要更換一次泵膜。
1．2．2 紫外燈電壓偏低
紫外燈的電壓范圍應在2000mv-4000mv，最優輸出峰值為(3500土200)mv，當紫外燈的讀數低于600mv時會在面板上出現WARNING，當低于350mv出現XXXXX．X，造成這樣的原因主要有：紫外燈的老化、燈的位置偏移、燈的變壓器損壞、紫外燈檢測器老化或損壞、光元件受到灰塵污染。可以針對以上幾點逐一檢查，在排除了燈的變壓器損壞、紫外燈檢測器老化或損壞、光元件受到灰塵污染的情況下可以通過以下三點來延遲紫外燈的使用壽命，節約經費開支：①擰松紫外燈指旋螺釘，在燈槽內上下左右轉動燈，至燈峰電壓(燈峰電壓大于1000mv)時固定。②調節光室后部紫外燈探測器內的旋鈕，使紫外燈達到峰值(燈峰電壓大于1000mv)固定。如果這兩種方法都不能達到1000mv以上，建議更換紫外燈。
1．2．3 零點飄移比較大
零點的飄移會使監測曲線上下平移，直接關系到監測數據的準確性。尤其是在環境空氣質量較好的時候，零點的穩定性對監測結果的準確性影響更大，影響零點的主要因素有以下幾點：校準儀中活性炭滌除器中的活性炭的凈化效果；檢測室信號的穩定性；儀器電路的穩定性；量值傳遞過程的準確性。排除以上后三種可能性，一般更換一下校準儀中活性炭滌除器中的活性炭再重新校一個零點即可解決這一問題。
1．2．4 調整儀器的HIGH VOTAGE，SPAN等，使儀器工作在最佳的線性位置。
儀器校準后要求儀器的斜率值在1．0±0．3之間，截距值小于250mv。否則會引起較大的采樣數據誤差，但校準時往往很難達到理想的結果，這時可通過調整儀器的HVPS或SPAN數值，再重新校準。當曲線斜率小于0．7，原因是通入標準氣時超過期望值(滿標值)，可逆時針調節光電倍增管上S1(細調旋鈕5mv／每檔)或S2(粗調旋鈕65mv／每檔)來使HVPS數值降低，從而使面板顯示S02濃度值接近400PPb按SPAN鍵輸入，這樣反復調試直至儀器的斜率在1．0±0．3之間；當曲線斜率大于1．3時，可順時針調節光電倍增管上S1(細調旋鈕5mv／每檔)或S2(粗調旋鈕65mv／每檔)來使HVPS數值升高，從而使面板顯示S02濃度值接近400PPb按SPAN鍵輸入這樣反復調試直至儀器的斜率在1．0±0．3之間。調整SPAN的方法與之相同。
2 NOX分析儀
2．1 原理
利用NO和O3發生反應成激發態的NO2，激發態的NO2通過發射光子以釋放能量回到低能態，其光子的強度和NO的濃度成正比。NO2的測定是通過鉬轉化爐將NO2轉化成NO而進行測定。
2．2疑難問題剖析
2．2．1 臭氧發生器
臭氧發生器系統由滲透干燥器、流速計、電源供應和發生器模塊幾個部分組成。其工作原理是將干燥后的空氣通過具有大的振蕩電場的兩個電極產生臭氧。臭氧發生器的故障一般有：干燥器漏氣或濕空氣直接進入發生器，使臭氧的濃度降低，從而由于臭氧不充足造成儀器非線性響應，解決辦法是找出漏氣的原因并對發生器的內部進行一下清洗、干燥即可；保險絲燒斷，更換保存險絲；臭氧發生器的芯子受到污染，卸下來并進行清洗，鹽分以及被氧化的碳氫化合物可以用50℃的10％硝酸擦洗除去；臭氧發生器內部擊穿，更換相應的電器元件即可。
2．2．2 鉬爐轉化器轉化效率
由于N02測定是通過鉬爐轉化器轉化成NO進行測定，于是鉬爐的轉化效率就成了比較重要的一個因素，往往由于鉬爐轉化器的效率偏低而造成了測試的結果偏低。多氣體質量流量校準儀提供了GPT(氣相滴定)，校準儀先產生一定濃度的NO和NO2的值應該是穩定的，當進入鉬爐轉化器后，由于鉬爐轉化器沒有將NO2轉化成NO，致使測到的NOx偏低，這樣就可以根據結果計算出鉬爐的轉化率。一般其轉化率必須維持在96％—102％如果超過這范圍就需要更換鉬爐轉化器了。
2．2．3 調整儀器的HIGH VOTAGE，SPAN等，使儀器工作在最佳的線性位置。
該方法同S02分析儀，但有一點要注意NO和NOx的斜率應該相等，其差值不應超過±0．1，NO、NOX截距小于150 mv，若在校準中經反復校準都不能達到這一目的，那可能就是鉬爐轉化器的出問題了根據上述檢驗或更換一下鉬爐轉化器即可解決。
3 BAM—1020 ETA射線顆粒物監測儀
BAM—1020 ETA射線顆粒物監測儀是采用В射線法，即抽濾一定體積的空氣，使其中的顆粒物截留在濾膜上形成斑點，斑點對В射線產生的吸收同顆粒物質量成正比。通過和參比膜的比較來測定空氣中PM10的濃度。一般該儀器與100A型SO2分析儀、NOx分析儀兩種儀器相比，故障率要少的多，但我站在該儀器原使用過程中卻發生了這樣一個異常情況采樣時壓頭不能緊緊地壓在紙帶上而是與紙帶之間還有一點縫隙，儀器自檢也沒有異常，但是根據當時天氣的情況PMl0的濃度不可能這么低，后來經過仔細觀察，發現儀器采樣時壓頭不能壓在紙帶上，致使儀器采樣時空氣的可吸入顆粒物不能完全采集在紙帶上而造成數據誤差。把壓頭卸下來檢查里面，發現兩個圓筒之間有紙帶的碎屑卡住造成壓頭不能自由伸縮，清除碎紙屑以后，儀器采樣又恢復了正常。此外在子站的巡視過程中還要做一下流量、參比膜、濃度的校準以保證采樣數據的準確性和可靠性。
以上所剖析儀器的幾個問題只不過是冰山一角，在以后的工作實踐中肯定還會有許多新問題新情況出現，這就需要我們不斷地去探索去認識去解決。
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