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摘要：本文结合实际简要的介绍了空气自动站监测技术，对空气自动站运行过程中所出现的常见故障进行了分析并提出了具体的维护处理措施，以及在管理和维护过程中提出了应注意的问题，为空气自动站仪器的正确使用和维护提供参考。
关键词：空气自动站；监测技术；常见故障；管理与维护
环境空气自动站可实时自动监测到城市环境空气中的可悬浮颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等污染因子的基础数据，弥补了以往手工采样—实验室分析的不足，为环保决策提供了有力的依据。但是自动站24小时运行，经常会出现一些常见的故障，通过这几年在自动站管理维护方面总结经验，结合参阅资料得出的产生问题原因及解决的方法，对空气自动监测技术与常见故障维护进行探讨。
一、空气自动站监测技术
空气自动站实现了真正全自动监测系统。维护人员在中心站就可以完成子站巡检、设备工作状况诊断、仪器设备远程遥控操作、系统全自动校准和远程遥控校准等具体操作维护工作，减少了到子站现场进行手动调整操作所需要的人力、财力和时间消耗，提交准确的城市空气质量监测数据。
1、可悬浮颗粒物自动监测技术。可悬浮颗粒物监测仪是在微处理器控制下进行工作的，采用β射线衰减法，它由控制显示模组、机械模组、采样泵和外采样系统（采样头等）等部分组成。独立的滤纸带收集一系列连续的样品，在特定测量周期内的特定时间，C14辐射源发射的β射线通过滤纸带上的颗粒物沉积区。由于沉积的颗粒物吸收β射线的能量，因此，在辐射源对面设置的PM管检测到了衰减后的β射线，从而准确测得颗粒物的质量。
2、SO2自動监测技术。二氧化硫监测仪采用紫外荧光法，Zn灯发出的光经光学过滤器过滤为波长214nm的纯单色紫外光，经透镜组照射入SO2反应室中。这个紫外光束称激发光束或原始光束。反应室样气中的SO2分子被光束照射，激发到激发态，这些SO2分子在回到稳定态时，它将在更高波长（大于250nm波长）发射荧光。分析仪中的光电倍增管检测SO2分子发射的（大于250nm波长）荧光。荧光强度与样气中SO2分子浓度成正比。在采样状态，样气经颗粒物过滤器过滤尘埃等颗粒杂物后进入连续 除碳氢系统（kicker）以清除样气中对分析产生干扰的碳氢分子。
3、NO2自动监测技术。氮氧化物监测仪由光路系统、气路系统及电路系统三部分组成。NO2的测量是先将样气送入加热温度达285℃的催化还原室，把NO2还原为NO，再和样气中原有的NO一起进入气体反应室与臭氧反应，这时测得的是氮氧化物（NO2+NO）的浓度。微处理器控制电磁阀周期性切换气路，正常循环时间大约为24秒。使未经还原室的样气直接进入气体反应室，测得NO浓度；使经过还原室的样气进入气体反应室而测得NOx浓度，而后将氮氧化物浓度减去NO浓度，即得到NO2浓度。
二、空气自动站常见故障及处理
1、管路常见冷凝水。当室内温度过低时，采样泵抽进来的样气高于室温，在管路中被冷却，湿度降低，使冷凝水集结于管路内。管路冷凝一般有以下几种危害：第一，导致附着在纸带中的可悬浮颗粒物带水，最终结果显示可悬浮颗粒物数值过大，误差值偏高，甚至采样值超出仪器的设定范围无法检测；第二，导致设备积水易生锈，大大降低设备使用寿命；第三，冷凝水下渗进仪器设备，易造成仪器短路，损坏设备。具体维护方法：1）所有管路外包隔热层，减少室内空气与样气的温度差；2）在仪器与采样管之间安装加热器，加热器温度控制在40～45℃之间；3）调节空調温度，使室内温度控制在24～27℃之间，防止室内温度过低，造成冷凝。
2、SO2和NO2读数负值。通常情况下，雨季出现负值的情况比较多，引起读数负值的原因有很多，比如空气中湿度的改变；温度的改变和其他气体的干扰。比如，如果10ppm的SO2的环境中进行校零，那么在清洁空气中，SO2的读数就可能-10ppm。这一点可以通过在清洁空气中重新校零或者使用纯空气标零的方法解决。另外一种情况就是空气压缩机压强设置过低，解决的方法是，根据实际情况，对空压机选择设置合适的压强。
3、流量偏低与不稳定。浮子流量计的流量小于200ccm/min时或上下浮动跨度大，则说明采样流量过低或不稳定，此时的流量已经不能满足仪器的正常采样工作。造成这种情况主要有以下几种：1）仪器长时间的工作容易导致管路老化，造成这部分的管路被吸瘪或漏气；2）采样泵泵套件严重磨损老化造成漏气；3）电磁阀和管路聚集灰尘，造成气路阻塞；4）管路中生成冷凝水，气体被水吸附，使流量降低。具体维护方法：1）安装加热器；2）重新调整入口管，更换管路及采样泵泵套件；3）定时更换滤膜和吸附剂；4）定时清洗电磁阀，及时做气路泄露检查。
4、仪器出现报警现象。正常情况下，中心计算机显示的数值为“Alarms 00000000”，Alarms项目为诊断报警提示。当Alarms数值中有“0”变为“1”时，即报警为故障，报警内容顺序从左到右见下表1：
大气自动站的实时分析数据，一旦出现问题，要根据仪器的报警内容参数进行排查，找出问题的根源并加以解决。
三、管理和维护过程中注意的问题
1）环境空气质量自动监测系统采集的连续监测数据应能满足每个小时的算术平均值计算，在每个小时中采集到75%以上的一次值时，本小时的监测结果有效。2）用欧姆表测量时测量时应小心谨慎。一般涉及测量电压的都应带电测量；涉及测量电阻的必须断电测量。3）站房空调必须具有断电重启功能，以免仪器过热造成氮氧化物PM管的冷却器温度过高，数据异常，更严重会烧坏仪器。4）定期检查巡查各子站仪器运行状况，对系统进行校标校零并做好记录。5）建立维修档案，每次故障现象、故障判别和维修过程、维修结果记录在案，这对核查仪器故障非常有用。6）站房设备必须防雷，并且每年需做一次防雷检测。
空气自动站的故障很多，上面涉及的仅仅是出现的常见故障，要想把空气自动站管理维护好，这就需要我们在实际工作中积累经验，不断完善和提高。总之，当仪器出现故障后，逐步按照自己的经验和掌握的理论知识进行排查，并及时处理，为空气自动站的正常运行和监测数据的有效性提供有力的保障。
参考文献
[1]李冰，夏淮海，谢伟.大气自动站ML9850 SO监测仪的校准操作[J].环境监测管理与技术，2007，19（2）：57.
关键词：空气自动站；监测技术；常见故障；管理与维护
环境空气自动站可实时自动监测到城市环境空气中的可悬浮颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等污染因子的基础数据，弥补了以往手工采样—实验室分析的不足，为环保决策提供了有力的依据。但是自动站24小时运行，经常会出现一些常见的故障，通过这几年在自动站管理维护方面总结经验，结合参阅资料得出的产生问题原因及解决的方法，对空气自动监测技术与常见故障维护进行探讨。
一、空气自动站监测技术
空气自动站实现了真正全自动监测系统。维护人员在中心站就可以完成子站巡检、设备工作状况诊断、仪器设备远程遥控操作、系统全自动校准和远程遥控校准等具体操作维护工作，减少了到子站现场进行手动调整操作所需要的人力、财力和时间消耗，提交准确的城市空气质量监测数据。
1、可悬浮颗粒物自动监测技术。可悬浮颗粒物监测仪是在微处理器控制下进行工作的，采用β射线衰减法，它由控制显示模组、机械模组、采样泵和外采样系统（采样头等）等部分组成。独立的滤纸带收集一系列连续的样品，在特定测量周期内的特定时间，C14辐射源发射的β射线通过滤纸带上的颗粒物沉积区。由于沉积的颗粒物吸收β射线的能量，因此，在辐射源对面设置的PM管检测到了衰减后的β射线，从而准确测得颗粒物的质量。
2、SO2自動监测技术。二氧化硫监测仪采用紫外荧光法，Zn灯发出的光经光学过滤器过滤为波长214nm的纯单色紫外光，经透镜组照射入SO2反应室中。这个紫外光束称激发光束或原始光束。反应室样气中的SO2分子被光束照射，激发到激发态，这些SO2分子在回到稳定态时，它将在更高波长（大于250nm波长）发射荧光。分析仪中的光电倍增管检测SO2分子发射的（大于250nm波长）荧光。荧光强度与样气中SO2分子浓度成正比。在采样状态，样气经颗粒物过滤器过滤尘埃等颗粒杂物后进入连续 除碳氢系统（kicker）以清除样气中对分析产生干扰的碳氢分子。
3、NO2自动监测技术。氮氧化物监测仪由光路系统、气路系统及电路系统三部分组成。NO2的测量是先将样气送入加热温度达285℃的催化还原室，把NO2还原为NO，再和样气中原有的NO一起进入气体反应室与臭氧反应，这时测得的是氮氧化物（NO2+NO）的浓度。微处理器控制电磁阀周期性切换气路，正常循环时间大约为24秒。使未经还原室的样气直接进入气体反应室，测得NO浓度；使经过还原室的样气进入气体反应室而测得NOx浓度，而后将氮氧化物浓度减去NO浓度，即得到NO2浓度。
二、空气自动站常见故障及处理
1、管路常见冷凝水。当室内温度过低时，采样泵抽进来的样气高于室温，在管路中被冷却，湿度降低，使冷凝水集结于管路内。管路冷凝一般有以下几种危害：第一，导致附着在纸带中的可悬浮颗粒物带水，最终结果显示可悬浮颗粒物数值过大，误差值偏高，甚至采样值超出仪器的设定范围无法检测；第二，导致设备积水易生锈，大大降低设备使用寿命；第三，冷凝水下渗进仪器设备，易造成仪器短路，损坏设备。具体维护方法：1）所有管路外包隔热层，减少室内空气与样气的温度差；2）在仪器与采样管之间安装加热器，加热器温度控制在40～45℃之间；3）调节空調温度，使室内温度控制在24～27℃之间，防止室内温度过低，造成冷凝。
2、SO2和NO2读数负值。通常情况下，雨季出现负值的情况比较多，引起读数负值的原因有很多，比如空气中湿度的改变；温度的改变和其他气体的干扰。比如，如果10ppm的SO2的环境中进行校零，那么在清洁空气中，SO2的读数就可能-10ppm。这一点可以通过在清洁空气中重新校零或者使用纯空气标零的方法解决。另外一种情况就是空气压缩机压强设置过低，解决的方法是，根据实际情况，对空压机选择设置合适的压强。
3、流量偏低与不稳定。浮子流量计的流量小于200ccm/min时或上下浮动跨度大，则说明采样流量过低或不稳定，此时的流量已经不能满足仪器的正常采样工作。造成这种情况主要有以下几种：1）仪器长时间的工作容易导致管路老化，造成这部分的管路被吸瘪或漏气；2）采样泵泵套件严重磨损老化造成漏气；3）电磁阀和管路聚集灰尘，造成气路阻塞；4）管路中生成冷凝水，气体被水吸附，使流量降低。具体维护方法：1）安装加热器；2）重新调整入口管，更换管路及采样泵泵套件；3）定时更换滤膜和吸附剂；4）定时清洗电磁阀，及时做气路泄露检查。
4、仪器出现报警现象。正常情况下，中心计算机显示的数值为“Alarms 00000000”，Alarms项目为诊断报警提示。当Alarms数值中有“0”变为“1”时，即报警为故障，报警内容顺序从左到右见下表1：
大气自动站的实时分析数据，一旦出现问题，要根据仪器的报警内容参数进行排查，找出问题的根源并加以解决。
三、管理和维护过程中注意的问题
1）环境空气质量自动监测系统采集的连续监测数据应能满足每个小时的算术平均值计算，在每个小时中采集到75%以上的一次值时，本小时的监测结果有效。2）用欧姆表测量时测量时应小心谨慎。一般涉及测量电压的都应带电测量；涉及测量电阻的必须断电测量。3）站房空调必须具有断电重启功能，以免仪器过热造成氮氧化物PM管的冷却器温度过高，数据异常，更严重会烧坏仪器。4）定期检查巡查各子站仪器运行状况，对系统进行校标校零并做好记录。5）建立维修档案，每次故障现象、故障判别和维修过程、维修结果记录在案，这对核查仪器故障非常有用。6）站房设备必须防雷，并且每年需做一次防雷检测。
空气自动站的故障很多，上面涉及的仅仅是出现的常见故障，要想把空气自动站管理维护好，这就需要我们在实际工作中积累经验，不断完善和提高。总之，当仪器出现故障后，逐步按照自己的经验和掌握的理论知识进行排查，并及时处理，为空气自动站的正常运行和监测数据的有效性提供有力的保障。
参考文献
[1]李冰，夏淮海，谢伟.大气自动站ML9850 SO监测仪的校准操作[J].环境监测管理与技术，2007，19（2）：57.