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空气质量自动监测站-美国API常规气态分析仪故障分析及排除

IT圈 admin 65浏览 0评论

2024年11月4日发(作者:罗秀妮)

API常规气态分析仪(API T100、T200、T300、T400)常见故障分析及排除方法

(2021年12月24日)

1、 二氧化硫分析仪(API-T100)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:紫外荧光法。

序号

1

故障现象

采样流量报警

(超出0.65±10%)

可能导致的原因及后果

导致的原因可能是管路连接不良导致漏气、泵不正常

工作、烧结过滤片及泵膜过期未清理/更换失效、流量

传感器故障

导致的原因可能是紫外灯老化或位置错位导致PMT接

收到的光太弱、光路系统(214nm滤光片)太脏导致紫

外灯电压过低

PMT温度超高可能是温度传感器、制冷风扇、驱动开关

电源故障或制冷片连接接触不良导致散热效果不好。

设备面板出现的反应室温度报警可能是反应室温度传

感器故障或继电器、加热器出现故障,可能导致反应

室关键部位烧毁

控制电压<400V或>900V,超过调节限范围,也可能

是PMT灵敏度低导致

零气源不纯,反应室和PMT漏光及滤光片老化

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵或者流

量传感器

清理光路灰尘,使用酒精及棉签进行冲洗,待充分

晾干后安装、顺时针或逆时针旋转紫外灯,观察紫

外灯电压示数,从而找出灯峰电压、更换新的紫外

灯驱动板或者更换新紫外灯。

清洁制冷片、更换新的PMT温度传感器或者散热风

扇、制冷风扇

更换新反应室加热器、更换加热器电源的继电器或

者更换反应室温度传感器

更换高压组件或者新PMT,提高灵敏度

更换零气发生器的活性炭等耗材、更换紫外滤光片降

低漏光现象,检查反应室及PMT漏光情况。

2 紫外灯报警

3 PMT温度报警

4 反应室温度报警

5

6

HVPS高压报警

监测数据经常漂负

校标气长时间不稳定,stab

值不稳定(一般认为通校准气

后最长约10分钟后,stab<

7

可能的原因为气路漏气、采样管路未及时清理或更换、检查气路,最好做一次气密性检查,清洁气路对未及

紫外灯输出不稳定、光电倍增管输出不稳定、标定设备时清洁的气管及时清洁或更换、更换紫外灯、检查/更

用的校准气混合不均匀、动态校准仪MFC不稳定等 换光电倍增管、将气体混合充分、清洁MFC等

0.1为稳定值,正常情况下,

通常在2分钟左右会稳定)

若是长期未开机或者新设备,则可在开机预热充分后

(一般大于12小时),开机状态下,打开紫外灯电压

界面,用手轻左旋/优选微调灯体,若不行也可上下微

活动,将紫外灯电压调至3000mv以上,3600mv以上

最佳,尽量调到最高,这个过程需要很耐心的找高点。

然后灯电压调完之后,有一部分故障现象已经可以解

决,若还是不行,在给设备通400ppb的同时,数据稳

定后,使用小螺丝刀调节PMT放大旋钮,分为粗调和

精调2种,根据实际情况调整,在调整PMT放大板旋

钮之前,可以标定设备,将设备斜率调至1.000附近,

再调节,可有效保证后续维护质量。

8

通400ppb的标气时,设备稳

定后的响应值远低于设定值

除去气路泄漏和MFC不稳定或不准、管路吸附作用之

外,可能是因为紫外灯电压偏低或PMT放大倍数问

题,或者设备长期未开机

2、 氮氧化物分析仪(API-T200)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:化学发光法

序号 故障现象 可能导致的原因及后果

导致的原因可能是管路连接不良导致漏气、外置泵工作异

常、烧结过滤片及泵膜过期未清理/更换失效、流量传感器

故障(该方法在气态分析仪通用),有一点小技巧需要注

意,T200因为使用外置泵,功率明显大于其他三台表的内

置泵,一般管路积灰不会对流量产生特别大的影响

可能的原因是空气湿度过大,污染了臭氧发生器;也可能

是电路方面出现问题,比如电子元件、变压器等,可使用

万用表逐一排查;

PMT温度超高可能是温度传感器、制冷风扇、驱动开关电源

故障或制冷片连接接触不良导致散热效果不好

设备面板出现的反应室温度报警,可能是反应室温度传感

器故障或继电器、加热器出现故障,可能会导致反应室关

键部位过热损毁

直流供电电源不在规定范围(2500mv左右)之内,造成设

备报警

设备校准过程中,零气不纯可导致;设备钼炉转化温度

(325℃)变化过大(一般波动>5℃会导致异常),热电偶

故障接触不良或故障,也可能是保温材质故障,一般可能

性很小;也可能是设备前置放大版故障导致;也可能是滤

光片老化漏光导致

可能导致的原因有:气路漏气、采样管路有积灰、流量不

稳定、校准用的标气与零气混合不均匀、光电倍增管性能

不稳定、期间设备间温度变化最少超过5℃、设备晃动等情

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵或者流

量传感器

将可能因湿度过大的臭氧发生器拆下清洗,然后干

燥处理后即可;若为电子元器件出现故障,需要更

换电子元件;变压器部分故障,更换新变压器即可

出现该报警后,处理措施与T100方法相同,及时

清洁/更换制冷风扇、制冷片、驱动开关电源等

更换新反应室加热器、更换加热器电源的继电器或

者更换反应室温度传感器

检查/更换电源箱中的开关电源或者稳压模块即

可。

更换零气发生器耗材(特别是活性炭和博孚氧化

剂);更换钼炉的加热器、热电偶、更换新滤光片

(可有效降低散射光)

检查并清理气路,对于有积灰的气管进行更换,清

理MFC因使用时间过长被污染导致输出气流量不稳

定、更换性能不稳定的光电倍增管

1

采样流量报警

(超出0.5±10%)

2 臭氧流量报警

3 PMT温度报警

4 反应室温度报警

5 DCPS直流电压报警

6 监测数据频繁漂负

7

通标气校准时,设备稳定

度较差(通标气长时间

stab值>0.1)

氮氧化物实测值低于实际

值,有个别情况出现长时

间零值,通标气400ppb的

NO时,设备响应距离目标

值差距较大,少则几十

PPB,多则两三百多ppb

除标气本身问题和MFC故障、气路漏气状况之外,可能是

因为钼炉中的四氧化三钼失效,钼炉转化效率低于96%(正

常寿命一般为4-5年),或为钼炉温度低于325℃(部分设

备为315℃),钼炉加热丝熔断或者热电偶脱落等等

检查标气是否在有效期内,清理/更换MFC,排查

气路漏气、更换钼炉或者四氧化三钼、重新用电烙

铁焊接加热丝,检查热电偶位置、保温层等恢复即

8

3、 一氧化碳分析仪(API-T300)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:非分散红外吸收法

序号

1

故障现象

显示采样流量报警

(超出0.8±10%)

可能导致的原因及后果

导致的原因可能是泵膜可能破损、气路漏气、采样滤膜/烧

结过滤片未及时更换、进气管堵塞、限流孔堵塞、流量传

感器故障等;

这个警报信息意味着气体流量不恰当。有三种情况可能导

致这条警报出现,一是流量传感器上方气流或者下方气流

泄漏或阻塞;二是流量传感器电路板坏掉了;三是泵不能

提供足够抽力,出现故障。

泄漏检查,流量检查,保证输送给传感器组件的样气量充足。

不良光电检测器可能导致故障·。通过前面板检查一氧化碳

测量值和参考值的测试功能以确定信号水平处于正常范围,

并且稳定;确认采样压力、温度是否报警。

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵膜或泵

或者流量传感器

可以查看前面板的采样压力,若采样压力正常,很

可能是流量传感器上方的气路出现阻塞。首先检查

采样过滤器,确认它是否塞紧了,然后系统地检查

节流孔上方气路的所有部件,确认他们是否阻塞。

断开仪器后面板附近的排废管线和光具座的连接,

把这根线插入到进样口,形成气流环路。如果读数

是稳定的,那么故障应该存在于外部气路供给系统:

满度气体或者零气。

更换零气发生器中的耗材霍加拉特氧化剂颗粒或给

零气发生器吸附管路中增加一瓶霍加拉特氧化剂;

设备校准的时候避免晃动,通零气过程中建议通不

少于 20分钟后,再点校准阀按钮,保证设备零点

尽可能接近零气零点真实值,stab值<0.05以

下;若是GF相关轮镜面被污染,则关机后拆下GF

相关轮组件后,使用酒精进行擦洗感觉,晾干再重

新安装,若为检测板卡故障,则更换新检测板卡即

可解决。

2 设备流量值显示XXXX

3 零点和标点不稳定

4

设备频繁漂负(特别是夜

间)

常见问题可能是因为零气不纯导致校准过的设备零点过

高,当环境空气CO浓度较低时,设备出现负值。也可能是

GF相关轮部分镜面被污染等等情况

4、 臭氧分析仪(API-T400)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:紫外光度法

序号 故障现象 可能导致的原因及后果

导致的原因可能是泵隔膜可能破损、气路漏气、采样滤膜/

烧结过滤片未及时更换、进气管堵塞、限流孔堵塞、流量

传感器故障、臭氧涤除器堵塞等; 如果有选装件测定/校

正阀,点击CALZ和CALS后,如果流量增加,测定/校正阀

有故障;或者采样滤膜之前的气路有堵塞等等。

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵膜或泵

或者流量传感器、清理臭氧涤除器进气口、检查/

更换新阀即可。

漏气等常见问题,及时检查管路,更换接头卡套等

操作即可解决,特别需要注意的是,针对臭氧分析

仪这台设备,我公司常备的是5-6um孔径的滤膜,

特别是夏季臭氧高发期,建议使用孔径为2um,

47mm的原装粒子过滤膜效果会好一些,若紫外灯

管过脏导致输出量偏低或不稳定,更换新的检测板

卡或者断电拆下紫外灯,用酒精多次冲洗即可。

MFC输入输出问题,则建议先用酒精清洗后,使用

流量计对其进行0-10L、0-100ml多点检查/校准。

可检查/拧紧气路后,清理限流孔、更换烧结过滤

片,再根据实际情况更换同型号的臭氧发生器(特

别是臭氧发生器的接头一致)

需要定期做臭氧量值溯源,除国家站运维项目之

外,其余一般6个月 做一次量值溯源,对其进行

多点校准即可。

1

显示采样流量报警

(超出0.8±10%)

2

设备零点和80%量程重复性

较差

可能是因为漏气、流量不稳定、粒子过滤膜规格不一致、

臭氧发生器输出浓度不稳定、MFC输入输出不稳定、 高压

模块电压波动过大等。

3

通400ppb,标气达不到设

定浓度值,差距较大(一

般故障时响应浓度大约

300ppb左右甚至更低)

设备测量值与附近其他同

类设备值相比,数据不一

致性较差

可能原因为气路漏气、臭氧发生器故障、臭氧涤除器过

期、限流孔堵塞等情况

4

除了气路和主机硬件方面故障之外,臭氧需要定期给臭氧

校准仪或者加装紫外光度计的冬天校准仪做臭氧量值溯

源,一般不超过三级。

多气体动态校准仪气路图

以上为工作中常遇见的问题,大多数故障及处理措施不局限于API设备,如美国热电等厂家设备也同样适

用。现对以上情况加以总结,请批评指正,若有错误不妥之处,请及时联系告知讨论,谢谢。

2021.12.24

2024年11月4日发(作者:罗秀妮)

API常规气态分析仪(API T100、T200、T300、T400)常见故障分析及排除方法

(2021年12月24日)

1、 二氧化硫分析仪(API-T100)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:紫外荧光法。

序号

1

故障现象

采样流量报警

(超出0.65±10%)

可能导致的原因及后果

导致的原因可能是管路连接不良导致漏气、泵不正常

工作、烧结过滤片及泵膜过期未清理/更换失效、流量

传感器故障

导致的原因可能是紫外灯老化或位置错位导致PMT接

收到的光太弱、光路系统(214nm滤光片)太脏导致紫

外灯电压过低

PMT温度超高可能是温度传感器、制冷风扇、驱动开关

电源故障或制冷片连接接触不良导致散热效果不好。

设备面板出现的反应室温度报警可能是反应室温度传

感器故障或继电器、加热器出现故障,可能导致反应

室关键部位烧毁

控制电压<400V或>900V,超过调节限范围,也可能

是PMT灵敏度低导致

零气源不纯,反应室和PMT漏光及滤光片老化

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵或者流

量传感器

清理光路灰尘,使用酒精及棉签进行冲洗,待充分

晾干后安装、顺时针或逆时针旋转紫外灯,观察紫

外灯电压示数,从而找出灯峰电压、更换新的紫外

灯驱动板或者更换新紫外灯。

清洁制冷片、更换新的PMT温度传感器或者散热风

扇、制冷风扇

更换新反应室加热器、更换加热器电源的继电器或

者更换反应室温度传感器

更换高压组件或者新PMT,提高灵敏度

更换零气发生器的活性炭等耗材、更换紫外滤光片降

低漏光现象,检查反应室及PMT漏光情况。

2 紫外灯报警

3 PMT温度报警

4 反应室温度报警

5

6

HVPS高压报警

监测数据经常漂负

校标气长时间不稳定,stab

值不稳定(一般认为通校准气

后最长约10分钟后,stab<

7

可能的原因为气路漏气、采样管路未及时清理或更换、检查气路,最好做一次气密性检查,清洁气路对未及

紫外灯输出不稳定、光电倍增管输出不稳定、标定设备时清洁的气管及时清洁或更换、更换紫外灯、检查/更

用的校准气混合不均匀、动态校准仪MFC不稳定等 换光电倍增管、将气体混合充分、清洁MFC等

0.1为稳定值,正常情况下,

通常在2分钟左右会稳定)

若是长期未开机或者新设备,则可在开机预热充分后

(一般大于12小时),开机状态下,打开紫外灯电压

界面,用手轻左旋/优选微调灯体,若不行也可上下微

活动,将紫外灯电压调至3000mv以上,3600mv以上

最佳,尽量调到最高,这个过程需要很耐心的找高点。

然后灯电压调完之后,有一部分故障现象已经可以解

决,若还是不行,在给设备通400ppb的同时,数据稳

定后,使用小螺丝刀调节PMT放大旋钮,分为粗调和

精调2种,根据实际情况调整,在调整PMT放大板旋

钮之前,可以标定设备,将设备斜率调至1.000附近,

再调节,可有效保证后续维护质量。

8

通400ppb的标气时,设备稳

定后的响应值远低于设定值

除去气路泄漏和MFC不稳定或不准、管路吸附作用之

外,可能是因为紫外灯电压偏低或PMT放大倍数问

题,或者设备长期未开机

2、 氮氧化物分析仪(API-T200)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:化学发光法

序号 故障现象 可能导致的原因及后果

导致的原因可能是管路连接不良导致漏气、外置泵工作异

常、烧结过滤片及泵膜过期未清理/更换失效、流量传感器

故障(该方法在气态分析仪通用),有一点小技巧需要注

意,T200因为使用外置泵,功率明显大于其他三台表的内

置泵,一般管路积灰不会对流量产生特别大的影响

可能的原因是空气湿度过大,污染了臭氧发生器;也可能

是电路方面出现问题,比如电子元件、变压器等,可使用

万用表逐一排查;

PMT温度超高可能是温度传感器、制冷风扇、驱动开关电源

故障或制冷片连接接触不良导致散热效果不好

设备面板出现的反应室温度报警,可能是反应室温度传感

器故障或继电器、加热器出现故障,可能会导致反应室关

键部位过热损毁

直流供电电源不在规定范围(2500mv左右)之内,造成设

备报警

设备校准过程中,零气不纯可导致;设备钼炉转化温度

(325℃)变化过大(一般波动>5℃会导致异常),热电偶

故障接触不良或故障,也可能是保温材质故障,一般可能

性很小;也可能是设备前置放大版故障导致;也可能是滤

光片老化漏光导致

可能导致的原因有:气路漏气、采样管路有积灰、流量不

稳定、校准用的标气与零气混合不均匀、光电倍增管性能

不稳定、期间设备间温度变化最少超过5℃、设备晃动等情

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵或者流

量传感器

将可能因湿度过大的臭氧发生器拆下清洗,然后干

燥处理后即可;若为电子元器件出现故障,需要更

换电子元件;变压器部分故障,更换新变压器即可

出现该报警后,处理措施与T100方法相同,及时

清洁/更换制冷风扇、制冷片、驱动开关电源等

更换新反应室加热器、更换加热器电源的继电器或

者更换反应室温度传感器

检查/更换电源箱中的开关电源或者稳压模块即

可。

更换零气发生器耗材(特别是活性炭和博孚氧化

剂);更换钼炉的加热器、热电偶、更换新滤光片

(可有效降低散射光)

检查并清理气路,对于有积灰的气管进行更换,清

理MFC因使用时间过长被污染导致输出气流量不稳

定、更换性能不稳定的光电倍增管

1

采样流量报警

(超出0.5±10%)

2 臭氧流量报警

3 PMT温度报警

4 反应室温度报警

5 DCPS直流电压报警

6 监测数据频繁漂负

7

通标气校准时,设备稳定

度较差(通标气长时间

stab值>0.1)

氮氧化物实测值低于实际

值,有个别情况出现长时

间零值,通标气400ppb的

NO时,设备响应距离目标

值差距较大,少则几十

PPB,多则两三百多ppb

除标气本身问题和MFC故障、气路漏气状况之外,可能是

因为钼炉中的四氧化三钼失效,钼炉转化效率低于96%(正

常寿命一般为4-5年),或为钼炉温度低于325℃(部分设

备为315℃),钼炉加热丝熔断或者热电偶脱落等等

检查标气是否在有效期内,清理/更换MFC,排查

气路漏气、更换钼炉或者四氧化三钼、重新用电烙

铁焊接加热丝,检查热电偶位置、保温层等恢复即

8

3、 一氧化碳分析仪(API-T300)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:非分散红外吸收法

序号

1

故障现象

显示采样流量报警

(超出0.8±10%)

可能导致的原因及后果

导致的原因可能是泵膜可能破损、气路漏气、采样滤膜/烧

结过滤片未及时更换、进气管堵塞、限流孔堵塞、流量传

感器故障等;

这个警报信息意味着气体流量不恰当。有三种情况可能导

致这条警报出现,一是流量传感器上方气流或者下方气流

泄漏或阻塞;二是流量传感器电路板坏掉了;三是泵不能

提供足够抽力,出现故障。

泄漏检查,流量检查,保证输送给传感器组件的样气量充足。

不良光电检测器可能导致故障·。通过前面板检查一氧化碳

测量值和参考值的测试功能以确定信号水平处于正常范围,

并且稳定;确认采样压力、温度是否报警。

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵膜或泵

或者流量传感器

可以查看前面板的采样压力,若采样压力正常,很

可能是流量传感器上方的气路出现阻塞。首先检查

采样过滤器,确认它是否塞紧了,然后系统地检查

节流孔上方气路的所有部件,确认他们是否阻塞。

断开仪器后面板附近的排废管线和光具座的连接,

把这根线插入到进样口,形成气流环路。如果读数

是稳定的,那么故障应该存在于外部气路供给系统:

满度气体或者零气。

更换零气发生器中的耗材霍加拉特氧化剂颗粒或给

零气发生器吸附管路中增加一瓶霍加拉特氧化剂;

设备校准的时候避免晃动,通零气过程中建议通不

少于 20分钟后,再点校准阀按钮,保证设备零点

尽可能接近零气零点真实值,stab值<0.05以

下;若是GF相关轮镜面被污染,则关机后拆下GF

相关轮组件后,使用酒精进行擦洗感觉,晾干再重

新安装,若为检测板卡故障,则更换新检测板卡即

可解决。

2 设备流量值显示XXXX

3 零点和标点不稳定

4

设备频繁漂负(特别是夜

间)

常见问题可能是因为零气不纯导致校准过的设备零点过

高,当环境空气CO浓度较低时,设备出现负值。也可能是

GF相关轮部分镜面被污染等等情况

4、 臭氧分析仪(API-T400)常见故障及排除方法(设备内部布局与气路分布见下图)

测量原理:紫外光度法

序号 故障现象 可能导致的原因及后果

导致的原因可能是泵隔膜可能破损、气路漏气、采样滤膜/

烧结过滤片未及时更换、进气管堵塞、限流孔堵塞、流量

传感器故障、臭氧涤除器堵塞等; 如果有选装件测定/校

正阀,点击CALZ和CALS后,如果流量增加,测定/校正阀

有故障;或者采样滤膜之前的气路有堵塞等等。

解决措施

检查拧紧采样管路及各接头有漏气情况、更换新的

烧结过滤片或泵膜、清理管路灰尘、更换泵膜或泵

或者流量传感器、清理臭氧涤除器进气口、检查/

更换新阀即可。

漏气等常见问题,及时检查管路,更换接头卡套等

操作即可解决,特别需要注意的是,针对臭氧分析

仪这台设备,我公司常备的是5-6um孔径的滤膜,

特别是夏季臭氧高发期,建议使用孔径为2um,

47mm的原装粒子过滤膜效果会好一些,若紫外灯

管过脏导致输出量偏低或不稳定,更换新的检测板

卡或者断电拆下紫外灯,用酒精多次冲洗即可。

MFC输入输出问题,则建议先用酒精清洗后,使用

流量计对其进行0-10L、0-100ml多点检查/校准。

可检查/拧紧气路后,清理限流孔、更换烧结过滤

片,再根据实际情况更换同型号的臭氧发生器(特

别是臭氧发生器的接头一致)

需要定期做臭氧量值溯源,除国家站运维项目之

外,其余一般6个月 做一次量值溯源,对其进行

多点校准即可。

1

显示采样流量报警

(超出0.8±10%)

2

设备零点和80%量程重复性

较差

可能是因为漏气、流量不稳定、粒子过滤膜规格不一致、

臭氧发生器输出浓度不稳定、MFC输入输出不稳定、 高压

模块电压波动过大等。

3

通400ppb,标气达不到设

定浓度值,差距较大(一

般故障时响应浓度大约

300ppb左右甚至更低)

设备测量值与附近其他同

类设备值相比,数据不一

致性较差

可能原因为气路漏气、臭氧发生器故障、臭氧涤除器过

期、限流孔堵塞等情况

4

除了气路和主机硬件方面故障之外,臭氧需要定期给臭氧

校准仪或者加装紫外光度计的冬天校准仪做臭氧量值溯

源,一般不超过三级。

多气体动态校准仪气路图

以上为工作中常遇见的问题,大多数故障及处理措施不局限于API设备,如美国热电等厂家设备也同样适

用。现对以上情况加以总结,请批评指正,若有错误不妥之处,请及时联系告知讨论,谢谢。

2021.12.24

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