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)
况
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
可
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)
况
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
可
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