美國熱電49i型臭氧（O3）監(jiān)測儀故障探究及維護

摘要：臭氧（O3）作為光化學(xué)污染的主要成分，是衡量空氣質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，是環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域必測的六個監(jiān)測項目之一。做好臭氧監(jiān)測儀的日常運行管理及維護，保證儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，事關(guān)為環(huán)境管理部門提供決策數(shù)據(jù)的科學(xué)性，顯得尤為重要。美國熱電（ThermoFisher）監(jiān)測儀作為一款主要品牌的臭氧監(jiān)測儀器，在國內(nèi)已有廣泛的應(yīng)用，在國內(nèi)已安裝的臭氧監(jiān)測儀中占相當(dāng)高比重，本研究通過對該品牌的49i型臭氧監(jiān)測儀器日常維護、常見故障及處理進行分析，以期為臭氧監(jiān)測儀運維技術(shù)人員提供一定的技術(shù)參考，同時服務(wù)于臭氧污染防治。

關(guān)鍵詞：臭氧監(jiān)測儀器;日常維護;故障處理

中圖分類號：X851 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.081

Abstract：As the main component of photochemistry pollution， ozone （O3） is an important index to measure the quality of air and one of the six monitoring items in the field of environmental air quality monitoring. It is particularly important to manage and maintain the daily operation of ozone monitor to ensure the accuracy of monitoring data， which is related to the scientificity of decision-making data for environmental management departments. Ozone monitor of Thermo Fisher in American， as a major brand of ozone monitor， has been widely used in China and accounts for a considerable proportion of the installed ozone monitor in China. In this study， the daily maintenance， common faults and treatment of the 49i model of ozone monitoring instrument of this brand was analyzed， in order to provide technical reference for the operation and maintenance technicians of the ozone monitoring instrument， and at the same time serve for ozone pollution prevention and control.

Keywords： Ozone monitor instrument;Maintenance;Troubleshooting

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市化進程的加快以及機動車保有量的激增，以臭氧為特征污染物的大氣光化學(xué)污染已成為我國城市區(qū)域越來越突出的大氣環(huán)境問題[1，2]。據(jù)環(huán)保部門公布的數(shù)據(jù)，臭氧是2018年全國眾多城市六項常規(guī)污染物中唯一不降反升的污染物。因此，作為監(jiān)測臭氧的監(jiān)測儀器其準(zhǔn)確性顯得尤為重要，它直接關(guān)系到環(huán)境管理部門的施策決策。據(jù)統(tǒng)計，熱電臭氧監(jiān)測儀作為一種主要品牌的臭氧監(jiān)測儀其在國內(nèi)市場占有相當(dāng)比重，如何做好熱電臭氧監(jiān)測儀的日常質(zhì)控、管理和維護對于提供準(zhǔn)確的臭氧監(jiān)測數(shù)據(jù)極為重要。本研究以49i型臭氧監(jiān)測儀為例，對臭氧監(jiān)測儀的方法原理、日常質(zhì)控、管理和維護、常見故障的處理進行探討，以期為相關(guān)運維技術(shù)人員提供一定的參考，服務(wù)于光化學(xué)污染的防治。

1 監(jiān)測儀器及其原理

1.1 監(jiān)測設(shè)備

設(shè)備名稱：臭氧自動監(jiān)測儀;型號：49i型;生產(chǎn)廠家：賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.2 分析方法及原理

臭氧監(jiān)測儀的工作原理是O3分子吸收波長為254nm的紫外光（UV），這種單一的紫外光的強度和O3的濃度有直接的關(guān)系，通過測量紫外光的強度來計算出O3的濃度。49i型臭氧監(jiān)測儀采用雙光室檢測系統(tǒng)，提高了光強穩(wěn)定性和儀器的靈敏度。

2 日常質(zhì)控、管理和維護

對監(jiān)測儀科學(xué)合理的管理和維護將保障整套設(shè)備正常運行，做好日常質(zhì)控是提供正確可靠監(jiān)測數(shù)據(jù)的重要前提。

（1）日常維護巡檢時，在現(xiàn)場通過儀器操作面板查看儀器的運行狀況和工作狀態(tài)，查看是否有報警信息，通過報警信息了解具體的報警參數(shù)和狀態(tài)值;夏季注意查看樣氣管路，防止出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象;檢查樣氣采樣管路（支管）是否有漏氣或進氣堵塞現(xiàn)象，檢查采樣風(fēng)機是否運轉(zhuǎn)正常;查看分析數(shù)據(jù)是否傳輸正常。（2）每周進行監(jiān)測儀零點和跨度檢查，超過誤差范圍重新校準(zhǔn)并調(diào)整參數(shù)值，做好記錄。操作應(yīng)避免在每日12-18時大氣臭氧濃度較高時段內(nèi)運行。（3）每月更換過濾器濾膜，檢查監(jiān)測儀的溫度、濕度、壓力傳感器，確保數(shù)值在正常誤差范圍內(nèi)，如超過誤差范圍需進行調(diào)整。（4）每個季度做好監(jiān)測儀的多點線性校準(zhǔn)和精密度審核。（5）每年做好儀器的準(zhǔn)確度審核，做好儀器內(nèi)部灰塵的清掃。

3 常見故障及處理方法

49i型O3監(jiān)測儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為氣路、光路、電路三部分，其中電路部分模塊化設(shè)計，集成電路較為穩(wěn)定，故障率較低，氣路和光路交叉一起，構(gòu)成儀器分析部分，因此儀器故障維修維護主要集中在氣路和光路上。

3.1 電路部分

電路部分采用模塊化設(shè)計，電路板為集成電路，較為穩(wěn)定，容易出現(xiàn)故障的部件是儀器內(nèi)部對電路供電的24V直流電源。一般外部交流供電電源出現(xiàn)異常或雨天雷擊到供電線路，導(dǎo)致儀器內(nèi)部直流電源模塊損壞，可檢查直流電源模塊，判斷其工作狀態(tài)是否工作，就可判斷電源模塊是否故障。出現(xiàn)這種故障只能用更換電源模塊來解決，而減少此類故障需通過加強對電源的保養(yǎng)和防護，而加強對電源的保養(yǎng)和防護最好是加裝 UPS不間斷電源，可以有效減少對監(jiān)測儀電源模塊的沖擊。

3.2 氣路和光路部分

氣路部分包括微粒過濾器、特氟龍電磁閥、光池反應(yīng)室、流量傳感器 、壓力傳感器，最后由采樣泵抽出;光路部分主要包括紫外光源、光池、檢測器。氣路和光路構(gòu)成儀器的分析部分，因此儀器的故障和維修維護主要集中在氣路和光路上。

3.2.1 樣氣流量和壓力異常報警

通過儀器操作面板發(fā)現(xiàn)樣氣流量和壓力參數(shù)報警，流量測量值偏低，壓力測量值偏高報警，其故障原因：（1）過濾器濾膜太臟;（2）限流毛細管堵塞;（3）流量傳感器壞;（4）泵的負壓不夠;（5）儀器管路漏氣。

針對以上故障處理方法：（1）更換過濾器濾Teflon濾膜，更換前注意區(qū)別藍色保護紙，注意檢查濾膜是否有針孔、裂紋，安裝時注意濾膜毛面朝著氣流方向;（2）將儀器氣路中限流毛細管拆出，清洗限流孔，安裝時注意O形圈是否變形，必要時給以更換;（3）流量計傳感器校準(zhǔn)無法校準(zhǔn)，顯示電壓異常，更換新傳感器確認(rèn);（4）檢查采樣泵，更換泵膜，更換時注意底盤和膜片的安裝方向;（5）一般是管路接頭漏氣，可用真空法或壓力法排除，找出漏氣點，旋緊管路。

3.2.2 光池A路或B路頻率高、低或為零報警

發(fā)現(xiàn)光池A路或B路頻率高、低或為零報警，主要原因有：（1）紫外燈壓異常;（2）檢測器異常;（3）頻率數(shù)字電路測量板故障;（4）光池污染嚴(yán)重。

主要處理方法：（1）用電壓表在紫外燈電源板的燈電流測點檢查是否有1.7V的峰電壓，重新調(diào)整燈壓比參數(shù)設(shè)定值;（2）交換在測量板上A和B 兩個檢測器的插頭，如發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象互換，則可確定其中一個檢測器故障，進行更換;（3）用正常工作頻率數(shù)字電路測量板更換，確認(rèn)是否故障，并進行更換;（4）清潔光池，安裝完成需進行檢漏。

3.2.3 進行跨度校準(zhǔn)時，數(shù)值上不去，測量數(shù)值不穩(wěn)，波動明顯

儀器進行跨度校準(zhǔn)時，數(shù)值上不去，測量數(shù)值不穩(wěn)，波動明顯，主要故障原因：（1）光池反應(yīng)室臟;（2）特氟龍電磁閥漏氣;（3）內(nèi)部臭氧洗滌器失效。

主要處理方法：（1）將光池反應(yīng)室蓋拆開，用酒精棉將內(nèi)部清洗干凈，然后安裝并檢漏;（2）用內(nèi)部電磁閥檢漏自檢菜單進行自檢，自檢不過，可拆除兩個電磁閥，清洗內(nèi)部特氟龍閥芯，如無法通過自檢，則需更換;（3）內(nèi)部臭氧洗滌器失效會導(dǎo)致校準(zhǔn)和測量時數(shù)值偏低，則需更換新耗材。

3.2.4 儀器響應(yīng)慢，響應(yīng)時間達不到要求

儀器響應(yīng)慢，響應(yīng)時間達不到要求，主要故障原因：（1）分析儀平均時間設(shè)定不合理;（2）管路積冷凝水;（3）光池被污染。

主要處理方法：（1）設(shè)定合理的平均時間;（2）夏天管路容易積冷凝水，用壓縮空氣去除冷凝水，室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)定合理，不能過低;（3）清洗光池，安裝后重新檢漏并運行24h。

4 結(jié)論

臭氧監(jiān)測儀長期穩(wěn)定運行、監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠，需要對儀器進行嚴(yán)格的日常管理、維護、質(zhì)控等，掌握好儀器常見的故障、問題和解決方法，對降低儀器故障率和運行成本，維持自動監(jiān)測儀長期穩(wěn)定的運行具有重要的意義。

參考文獻

[1]馬一琳，張遠航.北京市大氣光化學(xué)氧化劑污染研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2000，13（1）：14-17.

[2]劉建，吳兌，范紹佳，等.前提物與氣象因子對珠江三角洲臭氧污染的影響[J].中國環(huán)境科學(xué)，2017，37（3）：813-820.

[3]魏復(fù)盛.《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》第四版[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.

[4]美國Thermo公司49i臭氧監(jiān)測儀說明書.2009.

收稿日期：2019-03-03

作者簡介：楊祖成（1977-），男，本科學(xué)歷，工程師，研究方向為大氣污染監(jiān)測。