我國近年來在全國各地建成了許多環境空氣自動監測站,由于空氣自動監測站具有長期性、連續性、自動化運行的特點,所以在運行中經常出現了一些問題,只有通過高質高效的管理維護才能保證儀器設備穩定運行及監測數據準確有效;化學發光法氮氧化物分析儀是一臺能夠監測NO、NOx、NO2的多參數分析儀,該儀器主要是由電路系統和氣路系統組成,內部部件比較多,儀器相對比較復雜,所以儀器會經常出現一些故障。本文以DASIBI1000系統氮氧化物分析儀為例,從儀器的電路系統、氣路系統兩方面分析故障產生的原因,并提出解決方案,希望對儀器的正常運行提供一些有益的參考。
1 儀器的工作原理
該分析儀是利用O3和NO的氣相反應所發出的光強大小,來衡量大氣中NO濃度的,這種方法被稱作化學發光法;在這個反應中生成物NO2的外層電子處于激發態,它將立刻回到基態,同時釋放出600nm～2400nm的光波,其峰值波長為1200nm;反應中產生的光強大小是與NO的濃度成比例的,所以用這種方法就可以直接測出大氣中的NO濃度;測量NO2的方法與此類似,它是用一種間接的方法,首先將NO2還原為NO,再將還原得到的NO與O3反應,測得這個反應中的發光強度大小,就可得出NO2濃度的大小。
如圖1所示。
2 常見故障分析與解決方案
2.1 氣路系統常見故障
2.1.1 總流量低
故障原因分析:外置泵老化吸力明顯下降;光學平臺反應室內樣氣限流被異物堵塞;外置泵管接頭或后面板排氣管接頭連接處沒有擰緊;儀器有漏氣現象;外置泵有輕微的漏氣現象。
解決方案:及時更換2108外置泵維護套件,定期更換外置泵活性炭過濾筒;清理限流管內異物,用頭發或細銅絲將限流管透通;如果堵的太死,更換限流管;更換濾筒后連接外置泵時一定要把1/4管接頭擰緊,確保儀器后面板排氣口與外置泵管接頭連接暢通無阻;分別將儀器采樣進氣口和臭氧進氣口用死堵堵死,這時總流量和臭氧流量的浮子流量計會慢慢下降,直到下降到流量計底部“0”值時,證明該儀器不漏氣,如果下不到底部,該儀器有漏氣現象;須用排除法和短接法將儀器漏點找出并且堵住漏點;應重點檢查儀器各管接頭處;檢查外置泵,維修漏點。
2.1.2 總流量偏高
故障原因分析:光學平臺后端氣路有漏氣現象,樣氣限流孔開孔較大。
解決方案:重點檢查光學平臺后端氣路,如:壓力傳感器,三通管接頭,流量計管接頭;更換樣氣限流管。
2.1.3 總流量計無流量
故障原因分析:外置泵沒有工作;樣氣限流管被異物完全堵死外置泵出現嚴重漏氣現象;在外置泵沒有斷電的情況下,拔掉排氣管,造成浮子流量的浮子卡在流量計芯的底部;沒接外置泵。
解決方案:維修或更換外置泵;將限流孔透通,如全部被堵死更換限流管;檢查外置泵各處管接頭,加以緊固;將流量計芯取出,用棉簽或細小的的硬物將浮子松動;將外置泵接好。
2.1.4 浮子流量計浮子上下跳動
故障原因分析:管路有堵塞的地方;流量計芯有問題;限流管有異物堵塞。
解決方案:認真檢查管路,清除堵塞異物;清洗流量計芯,或更換流量計芯;清除限流管內異物,如不行則更換限流管。
2.1.5 臭氧流量計無流量
故障原因分析:臭氧限流管堵塞;臭氧發生器內有嚴重的漏氣現象;臭氧進氣口過濾器堵塞。
解決方案:透通臭氧限流管,如不行則更換;找出臭氧發生器內的漏點,一般在電極管接頭處容易發生泄露;更換過濾器。
2.2 電路系統常見故障
2.2.1 壓力顯示不正常
故障原因分析:壓力傳感器損壞;I/F板損壞;外置泵老化吸力不夠;儀器有漏氣現象。
解決方案:更換壓力傳感器;更換I/F板;2108反應室壓力正常值是(80mmHg-150mmHg)由于外置泵老化吸力不夠,壓力會逐漸增加;找出漏點并加以維修。
2.2.2 校標時NO和NOx達不到平衡
故障原因分析:BALANCE平衡輪開關故障;轉換室故障;儀器漏氣。
解決方案:通過儀器自動檢測程序,檢測BALANCE輪,用手撥動撥碼開關,使撥碼開關的數值與顯示屏所顯示的數值相對應,如不對應,應更換BALANCE平衡輪開關;轉換室的作用是將NO2轉換成NO,儀器長時間運行,轉換室內催化劑將會失效,應更換催化劑;一般儀器不平衡通常是NOx高于NO,2108運行時是抽氣,如果儀器漏氣,會將大氣中的NO2吸入反應室中,NO2的濃度一高,自然NOx就會高于NO。
2.2.3 轉換室不加熱
故障原因分析:加熱器損壞;加熱控制板損壞;轉換室開關沒有打開;熱敏電阻損壞。
解決方案:每個轉換室都有兩組加熱器和兩組熱敏電阻,每個加熱器的阻值為1000千歐,轉換室的加熱器是并聯的,所以其正常值在500千歐左右,如有損壞則更換;更換加熱控制板;開轉換室開關;如果熱敏電阻損壞的話,轉換室不加熱,則須更換。
2.2.4 反應室溫度異常
故障原因分析:反應室內熱敏電阻損壞,反應室加熱管損壞,反應室內熱敏電阻與反應室接觸不良;COOLER板有故障。
解決方案:反應室內的熱敏電阻常溫下應是8千歐左右,如有損壞,則更換;在反應室上有一個三極管是負責給反應室加熱的,如果三極管損壞則更換;反應室溫度如果經常跳變或高于45℃,則拆下反應室把熱敏電阻取出,把導熱硅脂均勻的涂抹在熱敏電阻上,反應室與熱敏電阻接觸良好,反應室溫度應恢復正常;更換COOLER板。
2.2.5 測試診斷輪撥碼開關與前面板顯示不相符
故障原因:診斷輪撥碼開關損壞。
解決方案:首先進入測試模式,開機時當前面板顯示COMPTER TEST:PASS時同時將模式開關全部按下,再按ZERO鍵這時儀器顯示軟件版本號,EPA認證號,進入測試狀態,同按撥碼開關,開關上的數值應與顯示屏相符,如有不符,先將開關卸下,看看插針有沒有壓歪或是虛焊的情況,維修后還是不行的話,就是開關內部觸點接觸不良或是有錯位的情況,這種情況下只能更換開關了。