大氣自動監測系統校準過程中的問題及解決方法

何瑋光（保定市環境保護監測站，071000）

大氣自動監測系統校準過程中的問題及解決方法

何瑋光（保定市環境保護監測站，071000）

現今國內的大氣自動監測系統校準過程中會遇到些許的問題，本文就針對遇到的這些問題展開討論并提出解決辦法。

系統校準；問題；解決方法

引言

現今在我國的大氣監測領域采用的監測儀器主要是由國外進口和我國自主生產的兩類。主要使用的是美國熱電公司、美國API公司、澳大利亞EC公司、莫尼特公司、安普、河北先河公司及北京中晟泰科公司所生產的監測設備和監測系統。這些儀器在監測原理上基本都大同小異，差異比較大的是精度及穩定性方面的問題。為了保證數據的準確真實，這就需要對分析儀進行校準。下文主要淺析大氣自動監測系統校準過程中時常可能出現的問題加以描述分析再提出相應的解決方法，希望對大氣自動監測領域帶來一定的借鑒意義。

1 校準系統中存在的問題

1.1 采樣系統通路沒有包含進校準系統通路

由于現今我國使用的大氣自動監測系統都是大同小異，里面的內部構造及監測原理大致相同。幾乎所有的自動監測系統中采樣系統通路和校準系統通路都是分開來進行的。正是由于上述情況，就導致了在對儀器進行校準時，樣品氣通過的路徑不能被包含進去，也就不能有效考慮到采樣通路對樣品氣濃度帶來的影響。在校準完成并且讓分析儀進行采樣分析時，由于采樣通路對采集的樣品具有一定的吸附作用，這就使得在實際的分析過程中監測的數據不能真實的反映出空氣中的污染物的濃度。正是由于采集通路對污染物質的吸附，往往監測出的監測出的污染物濃度要比實際的污染物濃度偏低。

解決方案：

現今國內的大部分空氣質量自動監測系統其采樣系統通路都是與校準系統通路分開進行的，不符合“質量控制是對全過程進行控制”這一基本要求。下面兩種方案可以在很大程度上解決上述出現的問題：

（1）進行校準分析儀時，為使采樣系統通路和校準系統通路進行統一，可以將動態氣體校準儀的氣體輸出口直接與采樣總管的廢氣排氣口進行連接，關閉采樣風機，將采樣風機管路取下并且把采樣總管支撐件的連接口與采樣風機管路堵住，這就可以讓校準氣體直接輸送到采樣總管以供分析儀進行分析和校準。在使用這種方法對分析儀進行校準后，一方面保證了分析儀日常所監測的數據更加真實的反映環境空氣中被測氣體的濃度，大大提升了分析數據的準確性，還可以省掉校準用電磁閥。只是增加了標準氣的用量。在進行上述改造是有個很重要的前提，必須對采樣總管支撐件的內壁進行鑲嵌不銹鋼的處理或者是在其內壁涂覆聚四氟乙烯。

（2）可以使用新的多支路采樣總管對上述的采樣總管進行替換，這種新型的多支路采樣總管的制作材料是聚四氟乙烯或者是硼硅酸鹽玻璃。這種新型的多支路采樣總管的工作原理是在系統處于采樣檢測的狀態時，將以刮板容積泵當做抽氣的動力，把環境的空氣抽進采樣總管以供各個分析儀器進行取樣分析；在系統處于校準狀態時，將會自動關閉刮板泵，動態氣體校準儀將需要進行校準的氣體直接輸送到多支路采樣總管供分析儀進行相應的取樣分析及數據校準。

1.2 鋼瓶減壓閥造型缺陷

減壓閥在校準系統中的起著很大的作用，其質量的優劣直接關系到校準結果的準確與否。就現今而言，國內很多的監測站所使用的減壓閥對校準氣體都會產生不小的吸附性，這就直接關系到分析儀器在校準時的響應速度和響應時間，而且對校準的結果會產生比較大的影響導致校準結果的偏差，給質控工作帶來不小的問題。在分析儀做全面的系統測試的時候，一開始使用的減壓閥都是儀器供應商配套生產的，相關的實驗研究分析表明：當控制動態氣體校準儀輸出一定濃度的SO2氣體供氣體分析儀分析時，分析儀的響應時間很長，相應速度很緩慢，并且校準儀的輸出值和減壓閥的持續響應值之間存在著很大的差異。例如：在做零、跨檢查時，當動態氣體校準儀持續輸出十幾個小時400ppb的SO2氣體，但是通過觀察分析儀的數據分析儀的響應值卻只有300ppb，誤差十分嚴重，如果這時將分析儀響應值確定為400ppb，那么結果將會存在著很大的誤差。通過一系列的分析驗證，最后得出的結論是由于減壓閥對氣體產生了比較大的吸附作用。后續試驗中對現今市場上存在的減壓閥進行試驗以及試驗數據的分析處理，找到了滿足要求的減壓閥，用這種減壓閥替換上述存在問題的減壓閥之后，儀器的響應值在3min之內就達到了400ppb左右。由此可以看出，減壓閥選擇的正確與否直接關系到數據的準確與否。

解決辦法：

選擇適合需求的鋼瓶減壓閥。首先要進行比較完善的市場調研，選擇適合需求的生產廠家的產品及產品型號。對于CO鋼氣瓶，就可以選擇是不銹鋼或者是銅制作而成的的減壓閥，對于NO或者是SO2鋼氣瓶，這就要特別注意了，最好是選擇216號不銹鋼為制作材料制作而成的減壓閥，后期還要對減壓閥的體內腔進行相應的硅化處理。

1.3 校準時，積聚在減壓閥及其連接管路中的氣體沒排出

在校準的過程中，動態氣體校準儀與鋼瓶減壓閥之間有一段通路，這段通路中往往積聚著用來分析的氣體，一般習慣于稱之為“死氣”。在沒有把這股氣體排走的情況下對分析儀進行校準的話，很容易對校準結果的準確性產生不小的影響，甚至有可能會污染到整瓶的校準氣體。下面幾種情況需要對鋼瓶氣進行放氣。周期性的手工檢查/校準時；更換新的減壓閥后；更換新的鋼瓶氣后。

解決辦法：

為了達到排走積聚于減壓閥及其連接管路之中的這股“死氣”，一般的做法是將連接動態氣體校準儀和鋼瓶氣減壓閥的管路從連接校準儀的那段小心拆下，連同鋼瓶氣一起拿到空曠的安全的地點進行放氣處理，值得注意的是，在每次放氣處理的過程中，需要首先關閉掉減壓閥的低壓一端，在對鋼瓶總閥擰松后需要馬上擰緊，然后才能打開減壓閥的低壓端進行放氣流程，避免鋼瓶氣受到外部空氣的污染。進行上述步驟3～5次之后，便可以小心將鋼瓶氣重新連接回動態氣體校準儀上了，在連接時，應一邊緩慢進行放氣一邊擰緊連接的螺母，最好的狀態是將校準儀處于配跨度氣的狀態。通過上述的操作之后方能對分析儀進行校準或者例行檢查流程了。

2 總結

大氣自動監測系統的技術改造是當前“系統”運行中一個待解決的問題，這也關系到我國“系統”是否存亡的問題。因此，應對已建成的“系統”進行一次方向性、技術性的客觀回顧和總結，制定出符合我國國情的建設“系統”的措施和政策，拿出出合理的發展規劃，以進一步提升我國大氣自動監測的水平。這就需要廣大的相關行業的從業者發揮孜孜不倦的探索創新精神，制定出更完善的系統規劃，面對問題集大家的智慧想出更好的解決辦法，才能更好地服務于大眾。

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2095-2066（2016）29-0018-02

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