美国热电49i型臭氧（O3）监测仪故障探究及维护

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　　摘要：臭氧（O3）作为光化学污染的主要成分，是衡量空气质量优劣的一个重要指标，是环境空气质量监测领域必测的六个监测项目之一。做好臭氧监测仪的日常运行管理及维护，保证仪器监测数据准确，事关为环境管理部门提供决策数据的科学性，显得尤为重要。美国热电（ThermoFisher）监测仪作为一款主要品牌的臭氧监测仪器，在国内已有广泛的应用，在国内已安装的臭氧监测仪中占相当高比重，本研究通过对该品牌的49i型臭氧监测仪器日常维护、常见故障及处理进行分析，以期为臭氧监测仪运维技术人员提供一定的技术参考，同时服务于臭氧污染防治。
　　关键词：臭氧监测仪器;日常维护;故障处理
　　中图分类号：X851 文献标识码：A 文章编号：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，随着我国社会经济的高速发展，城市化进程的加快以及机动车保有量的激增，以臭氧为特征污染物的大气光化学污染已成为我国城市区域越来越突出的大气环境问题[1，2]。据环保部门公布的数据，臭氧是2018年全国众多城市六项常规污染物中唯一不降反升的污染物。因此，作为监测臭氧的监测仪器其准确性显得尤为重要，它直接关系到环境管理部门的施策决策。据统计，热电臭氧监测仪作为一种主要品牌的臭氧监测仪其在国内市场占有相当比重，如何做好热电臭氧监测仪的日常质控、管理和维护对于提供准确的臭氧监测数据极为重要。本研究以49i型臭氧监测仪为例，对臭氧监测仪的方法原理、日常质控、管理和维护、常见故障的处理进行探讨，以期为相关运维技术人员提供一定的参考，服务于光化学污染的防治。
　　1 监测仪器及其原理
　　1.1 监测设备
　　设备名称：臭氧自动监测仪;型号：49i型;生产厂家：赛默飞世尔科技（中国）有限公司。
　　1.2 分析方法及原理
　　臭氧监测仪的工作原理是O3分子吸收波长为254nm的紫外光（UV），这种单一的紫外光的强度和O3的浓度有直接的关系，通过测量紫外光的强度来计算出O3的浓度。49i型臭氧监测仪采用双光室检测系统，提高了光强稳定性和仪器的灵敏度。
　　2 日常质控、管理和维护
　　对监测仪科学合理的管理和维护将保障整套设备正常运行，做好日常质控是提供正确可靠监测数据的重要前提。
　　（1）日常维护巡检时，在现场通过仪器操作面板查看仪器的运行状况和工作状态，查看是否有报警信息，通过报警信息了解具体的报警参数和状态值;夏季注意查看样气管路，防止出现冷凝现象;检查样气采样管路（支管）是否有漏气或进气堵塞现象，检查采样风机是否运转正常;查看分析数据是否传输正常。（2）每周进行监测仪零点和跨度检查，超过误差范围重新校准并调整参数值，做好记录。操作应避免在每日12-18时大气臭氧浓度较高时段内运行。（3）每月更换过滤器滤膜，检查监测仪的温度、湿度、压力传感器，确保数值在正常误差范围内，如超过误差范围需进行调整。（4）每个季度做好监测仪的多点线性校准和精密度审核。（5）每年做好仪器的准确度审核，做好仪器内部灰尘的清扫。
　　3 常见故障及处理方法
　　49i型O3监测仪内部结构可分为气路、光路、电路三部分，其中电路部分模块化设计，集成电路较为稳定，故障率较低，气路和光路交叉一起，构成仪器分析部分，因此仪器故障维修维护主要集中在气路和光路上。 　　3.1 电路部分
　　电路部分采用模块化设计，电路板为集成电路，较为稳定，容易出现故障的部件是仪器内部对电路供电的24V直流电源。一般外部交流供电电源出现异常或雨天雷击到供电线路，导致仪器内部直流电源模块损坏，可检查直流电源模块，判断其工作状态是否工作，就可判断电源模块是否故障。出现这种故障只能用更换电源模块来解决，而减少此类故障需通过加强对电源的保养和防护，而加强对电源的保养和防护最好是加装 UPS不间断电源，可以有效减少对监测仪电源模块的沖击。
　　3.2 气路和光路部分
　　气路部分包括微粒过滤器、特氟龙电磁阀、光池反应室、流量传感器 、压力传感器，最后由采样泵抽出;光路部分主要包括紫外光源、光池、检测器。气路和光路构成仪器的分析部分，因此仪器的故障和维修维护主要集中在气路和光路上。
　　3.2.1 样气流量和压力异常报警
　　通过仪器操作面板发现样气流量和压力参数报警，流量测量值偏低，压力测量值偏高报警，其故障原因：（1）过滤器滤膜太脏;（2）限流毛细管堵塞;（3）流量传感器坏;（4）泵的负压不够;（5）仪器管路漏气。
　　针对以上故障处理方法：（1）更换过滤器滤Teflon滤膜，更换前注意区别蓝色保护纸，注意检查滤膜是否有针孔、裂纹，安装时注意滤膜毛面朝着气流方向;（2）将仪器气路中限流毛细管拆出，清洗限流孔，安装时注意O形圈是否变形，必要时给以更换;（3）流量计传感器校准无法校准，显示电压异常，更换新传感器确认;（4）检查采样泵，更换泵膜，更换时注意底盘和膜片的安装方向;（5）一般是管路接头漏气，可用真空法或压力法排除，找出漏气点，旋紧管路。
　　3.2.2 光池A路或B路频率高、低或为零报警
　　发现光池A路或B路频率高、低或为零报警，主要原因有：（1）紫外灯压异常;（2）检测器异常;（3）频率数字电路测量板故障;（4）光池污染严重。
　　主要处理方法：（1）用电压表在紫外灯电源板的灯电流测点检查是否有1.7V的峰电压，重新调整灯压比参数设定值;（2）交换在测量板上A和B 两个检测器的插头，如发现故障现象互换，则可确定其中一个检测器故障，进行更换;（3）用正常工作频率数字电路测量板更换，确认是否故障，并进行更换;（4）清洁光池，安装完成需进行检漏。
　　3.2.3 进行跨度校准时，数值上不去，测量数值不稳，波动明显
　　仪器进行跨度校准时，数值上不去，测量数值不稳，波动明显，主要故障原因：（1）光池反应室脏;（2）特氟龙电磁阀漏气;（3）内部臭氧洗涤器失效。
　　主要处理方法：（1）将光池反应室盖拆开，用酒精棉将内部清洗干净，然后安装并检漏;（2）用内部电磁阀检漏自检菜单进行自检，自检不过，可拆除两个电磁阀，清洗内部特氟龙阀芯，如无法通过自检，则需更换;（3）内部臭氧洗涤器失效会导致校准和测量时数值偏低，则需更换新耗材。
　　3.2.4 仪器响应慢，响应时间达不到要求
　　仪器响应慢，响应时间达不到要求，主要故障原因：（1）分析仪平均时间设定不合理;（2）管路积冷凝水;（3）光池被污染。
　　主要处理方法：（1）设定合理的平均时间;（2）夏天管路容易积冷凝水，用压缩空气去除冷凝水，室内空调温度设定合理，不能过低;（3）清洗光池，安装后重新检漏并运行24h。
　　4 结论
　　臭氧监测仪长期稳定运行、监测数据可靠，需要对仪器进行严格的日常管理、维护、质控等，掌握好仪器常见的故障、问题和解决方法，对降低仪器故障率和运行成本，维持自动监测仪长期稳定的运行具有重要的意义。
　　参考文献
　　[1]马一琳，张远航.北京市大气光化学氧化剂污染研究[J].环境科学学报，2000，13（1）：14-17.
　　[2]刘建，吴兑，范绍佳，等.前提物与气象因子对珠江三角洲臭氧污染的影响[J].中国环境科学，2017，37（3）：813-820.
　　[3]魏复盛.《空气和废气监测分析方法》第四版[M].北京：中国环境科学出版社，2003.
　　[4]美国Thermo公司49i臭氧监测仪说明书.2009.
　　收稿日期：2019-03-03
　　作者简介：杨祖成（1977-），男，本科学历，工程师，研究方向为大气污染监测。
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