空气监测方法

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空气监测方法范文第1篇

【关键词】空气质量监测系统；监测网络；现状；发展方向

空气质量监测系统是一套以自动监测仪器为核心的自动“测-控”系统，用于采集和分析环境空气质量的状况和变化，对空气质量日报和预报的发挥着重要的作用，并提高了我国的空气质量监测水平。空气质量监测系统是由中心计算机室、质量保证实验室和系统支持实验室、监测子站等部分组成[1]。基本上做到了自动化采样、自动化分析、自动化数据处理及传输，并能自动显示区域环境质量状况。该方法的连续自动监测在常规监测中占主导地位。不仅欧、美、日等发达国家空气常规监测都采取此方法，一些发展中国家，如墨西哥等国家的城市空气监测也广泛采取此方法，基本采用了点式的空气质量监测系统，部分测点还采用了开放式的差分吸收光谱技术[2]。

1.空气质量监测技术发展现状

1.1点式的空气质量监测仪

点式仪器的空气质量监测系统应用的是比较成熟的监测方法，具有完善的布点理论、数据统计理论、污染成因和演变趋势模型理论、污染预报理论。目前在美国有4000个监测点，日本有2000多个监测点，在我国也大量使用。该方法已成为空气自动监测技术的主导方向[2]。

1.2开放式空气质量监测系统

差分吸收光谱法的大气质量监测系统的特点是采用线采样，其采样代表性较传统的点式有较大的改善，有利于对空气质量的表征。且能够分时测量SO2、NO2、O3三个主要参数，还能测量如：THC、CH4、NMHC、BTX等有机污染参数。具有高灵敏度、高分辨率、多组分、测量结果具有更好的代表性、维护量小、维护周期短、运行成本低的特点。

不足之处是：

（1）DOAS法测量的是直线上的线平均浓度，仅能测出污染物的相对浓度ppm-m，很难直接获得绝对浓度，必须精确测量距离，方可换算为某一直线上的平均浓度。

DOAS技术只适用于具有窄带吸收结构的气体，从而限制了可测气体种类。大气中以及污染控制中许多物质，由于吸收太弱，而不能被探测到。许多种物质，比如烷烃，CO气体，因在紫外一可见区间没有吸收，从而不能被这种方法测量。

虽然技术可同时测量多种气体，但是由于不同气体的最佳光程不同，不同的气体监测需要安装不同的光程和接收装置，要在相距几公里的两个地区安装仪器，并且要相互能看得见，也是相当麻烦的。

DOAS系统对测量环境要求较高，有雾、降雪以及空气悬浮物多的情况均影响监测，仪器会显示光信号较弱，不能进行监测。

DOAS系统不能在线校准，校准比较复杂，且校准系统与现场测量系统存在差异，有可能造成校准不准确。

2.空气监测网络发展现状

从20世纪70年代开始，发达国家陆续建立起空气质量监测系统。到目前为止，美国已经建立了一系列全方位的立体空气监测网络，包括State and Local Air Monitoring Stations （SLAMS）、National Air Monitoring Network （NAMS）、Special Purpose Monitoring Stations （SPMS）和Photo chemical Assessment Monitoring Network （PAMS）等，能够实时在线监测联邦政府规定的常规大气污染物：SO2，CO，NO2，O3，PM2.5，PM10，Pb等，以及其他挥发性有机化合物，灰霾和光化学烟雾污染物等等。并形成颁布了一整套关于监测网络设计、监测方法、标准操作步骤、站点选择和配置、数据处理和通信的技术、指南和规范，建立了一套完善的质量保证和质量控制（ QA/QC） 体系，确保了监测数据采集、传输、综合分析和使用的准确性和可靠性；同时，所有监测数据集中传输到美国环保局的空气质量系统（Air Quali ～Subsystem），并通过基于互联网的AIRS（ Air Information Retrieval System） 系统供政府官员、研究人员和有兴趣的公众索取和使用[3]。其监测仪器的技术水平居全球首位。

3.我国环境空气质量监测系统存在的问题

我国的空气质量监测系统，较发达国家起步虽晚，但是发展较快，已经具备了国内自主研发生产的能力。国内有河北先河、武汉天虹、北京中晟泰科、铜陵兰盾等已具备一定的该系统的生产能力，成为国内该系统的生产骨干企业。该系统的常规监测仪器无论其性能、可靠性已基本完全满足国内环境监测工作的需求，在技术指标等方面都赶超国际先进水平。

4.发展方向

4.1空气质量监测系统的发展方向

鉴于国内的空气质量监测系统在技术指标等方面与国外的先进仪器还存在差距，所以未来的空气质量监测系统主要从以下几方面发展：

技术水平：优化国产的空气质量监测系统的性能指标，使其检测限和漂移等指标赶超国外先进仪器的性能指标。

监测参数：在保证常规监测的主导地位的基础上，扩充监测参数，从SO2、NOX、CO、O3、PM10等常规参数向H2S、NH3、NOy、苯系物等特征污染物及HC、NMHC、VOC等综合性有机物污染物和PM2.5、PM1等细颗粒物的监测参数方向发展。

应用领域：从目前的常规大气监测向工业区、垃圾填埋、垃圾焚烧、机场、交通路口等特定区域发展。

精度等级：从目前的常规大气用普通精度向国际先进的高精度、高稳定性、高可靠性发展，以满足不断发展的大气农村站、背景站建设的要求。

产品形式：由单一的普通点式监测向宏观、大尺度和现场化、小型化多种监测方式发展。

质控体系：建立与国际质控体系一致的质控体系，逐步建立包括固定式校准系统、便携式校准系统、移动式全程校准系统在内的全面校准设备体系，以满足大气监测系统不断严格的质量控制和管理要求。

监测分析方法：要由国内标准化向国际统一化的方向发展。监测分析方法将是在国内建立标准化方法后，再向ISO的标准方法看齐。

4.2 质量保证系统的发展方向

质量保证和质量控制体系主要是通过建立国家网络的量值溯源标准传递和国家-省市区-环保重点城市质控实验室体系，利用基本标准和控制标准的溯源传递，严格校准网络空气子站的工作标气、臭氧校准仪、质量流量计等工作标准物质。通过定期进行标准膜检查，校准颗粒物监测仪。各省站作为其辖区内的质量管理中心。我们要建立与国际质控体系一致的质控体系，逐步建立包括固定式校准系统、便携式校准系统、移动式全程校准系统在内的全面校准设备体系，以满足大气监测系统不断严格的质量控制和管理要求。

参考文献：

[1] HJ/T 193-2005 环境空气质量自动监测技术规范.

空气监测方法范文第2篇

关键词 地面气象观测；记录处理；数据文件；质量控制

中图分类号 P416 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2012）21-0257-02

气象观测所得到的数据是制作天气预报和气候预测的基础资料，其正确与否直接影响着天气预报和气候预测的质量[1-2]，然而资料质量受到观测仪器、观测技术、测站位置、观测时间等的影响，近年来随着综合观测系统的推进和气象服务的高标准要求，特别是区域站网的建设和应用，尤其是中国气象局对数据文件质量控制严格要求。如何进行气象观测资料的质量控制，确保资料的代表性、准确性、比较性，是新形势下气象资料工作者迫切需要解决的科学问题[1]。目前，国家级自动站实现自动观测气象要素有温度、湿度、气压、降水、地温、风向、风速；人工观测气象要素包括云、能、天。该文从人工及计算机方面分析了地面气象观测数据A文件、J文件质量控制方法。

1 A文件

缺测记录处理一般原则：首先是用整点前10　min记录代替，其次再用整点后10　min记录代替，再就是用人工观测值代替，最后才是内插，否则作缺测处理。

1.1 封面

先与前一个月封面比校，重点检查有无迁站等变化项目否；地理环境必有，且2个以上要用“；”分开，注意风按照规范要求距地高度10～12　m，距平台高度应为6～8　m，总高度不少于10　m；在A文件中注意看首行参数有无错误，质量控制指示码及气压、风高度等各要素项目标识有无错误，如有人工和自动，则应为1。

1.2 降水上、下跨问题

这是新入手的质量控制员最易忽视的，尤其体现在下跨降水为0　mm，这也是软件审核不出需要人工注意地方，在各类比赛中未给出下跨量但要注意当月最后一天雨持续到20：00要提出该疑问；上跨降水日期，降水量与上月报表仔细校对。

1.3 天气现象栏

先看25个摘要栏，重要、罕见天气现象一目了然，然后重点是加强对其预审。在A文件中天气现象“…”应为3个空格，其他连接符为1个空格，不能出现“-”连接符号。雷暴要看是否漏记方位，且方位只能是八方位，不能出现SSW、ESE、WSW、WNW等；中间方位是否漏记；转入次日方向与前日方向是否符合要求，在这里人工重点审核是转入次日后的终止方向，不允许和前日开始方向相同，即不允许出现回头雷。因闪电在《规范》中定义“只见闪电而不闻雷声”，故要审核闪电是否为不应记录现象。冰雹记录是否写入纪要栏，且最大直径与最大平均重量是否符合规范要求。视程障碍现象雾之前应有轻雾，若是转入第2天的，则为雾之后应有轻雾；浮尘有无漏记时间或只出现几分钟，转入第2天时也需人工审核；按规定需记最小能见度的天气现象是否遗漏最小能见度。固态降水之雪、霰、米雪、冰粒、结冰、霜等应在较低温度时才出现，看有无在温度较高时误记；且固态降水（除雨夹雪外）不能形成雨淞；另积雪容易忽视的是8：00后形成的遗漏备注，以上均需人工仔细审核。降水现象、特殊天气现象与云状配合是否符合规定，如雨、毛毛雨、雷暴出现时降水云层为规范规定的云类，且还可以结合气簿-1注意连续性降水其对应的云状。天气现象中大风的出现时间要早于等于极大风速时间。不记起止时间的天气现象要看是否应出现，以及其转入次日顺序，如雨终止时间为7：44，若能见度低于10.0　km则后面要接视程障碍现象，这个是容易遗漏且机审难以判断出的问题。

1.4 备注栏及其他

（1）台站变动、新增观测要素、障碍物、所属机构、观测时制、迁站对比观测是否应在相应位置，如某站由一般站改为基本站，则变动后之日应在“台站级别”即03项中作相应修改。

（2）启用、停用某项观测要素是否表述完整。如从某日停用雨量传感器，要修改A文件相应项目标识和质量控制码段，如停用雨量传感器，其项目标识应为“0”，质量控制码段也相应修改。

（3）迁站对比根据当月及上月报表可以判断其在原址的方向，是否误记。

定时观测4次站，其观测时间为“10/04/02；08；14；20”和“10/24/24小时连续观测”；观测时次项应为“11/守班=”，若为基准站24次观测，在A文件中应体现为“10/24/逐时观测”。

1.5 天气气候概况栏与纪要

气候概况栏其各项数据统计是否正确，是否符合要求，各项目位置正确与否，如长期连阴雨写到正确应写到此为止03项，误记到04项等。天气现象栏记有冰雹而纪要栏却无记录，尤其是未达称重标准却有重量记录，这也是不符合规范要求。纪要栏其他各项标识与其文字说明正确与否。高山积雪备注按要求应写本月内日期，不必跨月备注。

1.6 降水

定时与自记降水每天比较，并非完全一致而是有差别，因目前自记是采用自动观测，而定时则是为人工观测，且差别判定方法是10.0　mm及以内差值为0.4　mm，超过10.0　mm降水则差值控制在4%以内，若差别过大，则要仔细查找原因，根据不同情况分别对记录进行处理，如确系自动站仪器故障，则自动观测降水可用人工虹吸雨量计替代。分钟降水与小时降水不一致处理情况分以下几种，并且要与备注相结合，首先若为人工虹吸雨量计代，则允许出现小时降水有记录而分钟降水缺测情况；若为人工定时代，则小时、分钟降水缺测都允许；在无任何备注情况下出现该记录则为疑误记录。

1.7 风

在风的记录中，注意查看极大风速达到或超过17.0　m/s而天气现象栏却漏记大风现象。2　min与10　min风用人工代时处理，用EL型电接风记录器代替时小数位只能是0、3、7；缺测时日平均4次与24次互代也要备注问题，或1　d内有6次及以上作缺测处理且极值应从实有记录中挑取。极大、最大风向风速若出现在整点，与整点风向是否一致，否则应为错误记录。在风的统计中，如某风向全月没有，则要仔细分析如对照人工站报表，分析是否为仪器损坏导致某一方位风向长时间缺测，或风速长时间为静风则要判断是否风已冻结。

1.8 电线积冰

一次电线积冰过程是否有2次记录，如天气现象栏雨淞从4日持续到6日，则只应有1次记录。电线积冰直径必须大于等于厚度，且雨淞、雾淞达到规定直径有无称重记录。电线积冰的温度不能低于当日气温最低。雨淞、雾淞在簿表格式中只能是5648、0048、5600，在各类业务比赛中直接录入4800，则以报表显示的方式判断不了该错误，一定要用记事本打开看。

1.9 雪深（雪压）和蒸发

应测雪压时却遗漏，且雪深大于等于5　cm，在A文件中雪压栏应为“///”。《地面气象规范》规范，“台站四周有积雪，但观测站附近因故无”，故有积雪不一定有量，积雪是随有随记，而雪深只在8：00、14：00、20：00测定，因此有量当日必有积雪。结合上月及本月报表文件备注看大、小型蒸发位置写错没有，则相应的质量控制码也要作应修改。针对蒸发结冰问题，小型蒸发不能记结冰“B”，规范规定必须要秤称重，而大型蒸发可以记“B”符号，但注意不能跨月，溶冰后测得其值是结冰后这段时间的累计值，比平常有差别，若无结冰期而值有显著变化者，则要结合前后几天蒸发及选类似天气作比较，判定数据正常否然后按照疑误记录处理方法进行处理。蒸发记结冰时，天气现象栏一般应有结冰符号，相应温度也较低。

1.10 日照

在A文件中日出至日落时间无日照应为“00”，日落至日出应为“NN”，这里需要注意某站某月每天的NN和00并不一致，因每天日出时间并不一致，可能跨整点，如1日日出0547，17日日出0601，那前者5：00～6：00应为“00”，后者5：00～6：00应为“NN”。且在日出日落期间每天横看检查日照数据整点无云无记录者，或迹线前面几小时一直为1.0　h而后突然中断，或错位向前或向后移了几小时。以小时为单位竖看检查日照计有无安装问题，如全月11：00—12：00均为0.9　h，则很可能仪器安装不符合规定要求。日照缺测时应注意在备注栏备注其百分率统计方法。

1.11 地温及冻土

地温记录每天进行查看，缺测内插均要作相应备注，且应备注4次与24次平均统计方法，两者其一缺测时可以互代。地温、气温、草温极端值，一般天气条件下地面最低低于气温最低，若为显著反常，则要仔细分析原因，例在降温天气下则可能出现气温低于地温。当地温有缺测时，则应从实有记录和人工记录中挑，若全天自动观测地温缺测时，相应地面温度、草面温度（雪面）极值作缺测处理。有冻土时，一般应注意地面温度应小于0　℃，除非地面解冻冻土深度为0　cm时。

1.12 气压、温度、湿度

全月海平面气压是否有遗漏，或者海平面气压有却某时次缺测的应仔细判定。若用人工观测气压表代替要备注：自动站气压用经高度差订正后的本站气压代替。温、湿度注意不正常记录处理要按照技术解答1号文件执行，尤其注意冬季湿球溶冰不当情况下记录的处理。

2 J文件

首先也是必须先看首行参数，可以对照A文件首行参数检查。在J文件中跳变或缺测1　min目前按照各类文件精神还不能内插，且A文件内插处理后的值，不能代替J文件中整点00分的值注意某一段值是否异常，检查稍长一段时间的数据以判定该段记录正常否。按照中国气象局“气测函〔2005〕227号”文件精神，J文件降水判定为滞后降水在2　h以内且量在0.1、0.2、0.3　mm，可以加至那分钟那小时，否则，不为滞后降水的要删除且都要备注。自动观测降水启用当，还要在J文件中“降水”项目打上对勾，即首行参数中降水标识应为“1”，再检查A文件中相对应J文件滞后降水处理没有，必须人工处理J文件。风不正常情况下也要分析J　文件，且不正常该时段其风向风速要作缺测。

3 结语

在地面观测工作中，只要观测员严格遵守各项规范及技术规定，严格执行记录处理方法进行质量控制，一般的错误是可以避免的。在实际工作中，要求质量控制员熟练掌握《地面气象观测规范》月观测记录质量检查方法和内容，再结合当地天气气候正确设置本台站OSSMO软件的审核规则库，设置时注意：尺度过宽容易出现疑误记录漏审，过窄正确记录也被列入疑问。然后再按照规范中疑误记录处理方法，结合记录处理一般原则，不断总结和积累经验，保持资料序列完整及统计结果更符合要求[3-5]。

4 参考文献

[1]　熊安元.北欧气象观测资料的质量控制[J].气象科技，2003，31（5）：314-320.

[2]　中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[3]　中国气象局.地面气象观测数据文件和记录簿表格式[M].北京：气象出版社，2005.

空气监测方法范文第3篇

Abstract： This paper uses a new method to carry on accelerated life test for aerospace inertial navigation system core devices. Acceleration current used the test over the acceleration current selected in general accelerated life test. Through analyzing the test data， the feasibility of this method was discussed， the upper limit of the acceleration current were determined in the accelerated life test.

关键词： 氦氖激光器；加速寿命试验；威布尔函数

Key words： He-Ne laser；accelerated life testing；Weibull function

中图分类号：V249 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0065-02

0 引言

目前，航空惯导系统已由原来的挠性平台式惯导逐步更新为激光捷联式惯导，激光捷联式惯导的核心器件为环形腔氦氖激光器，氦氖激光器的寿命直接影响到激光捷联式惯导系统的寿命。因此，对于氦氖激光器寿命的研究显得非常重要。

氦氖激光器自1961年问世以来，已有50多年历史，广泛应用于科研、医疗、民用、军事和宇航等领域。对于玻璃结构全内腔式小型氦氖激光管来说，随着应用的广度不断增加，人们对其在规定的条件、时间内完成规定功能的能力提出了更高的要求，也就是说，要求其具有较高的可靠性。对于氦氖激光管来说，工作寿命（特征寿命）是其可靠性指标的重要参数之一，为了了解工作寿命，借助正常额定电流（又称正常应力）对其进行点燃，通常情况下需要的时间比较长。如果通过加速寿命试验进而快速测量出其工作寿命，对科研、生产等都有重要的意义[1，2]。

我们的试验就是对腔长为250mm的全内腔式小型氦氖激光管采用加大点燃电流的加速寿命试验，以促使其快速失效，然后通过对试验结果的分析讨论该方法的可行性，并确定加速寿命试验所允许的最大加速电流。

1 加速寿命测试的实验研究和数据处理

在研究分析加速寿命的过程中，通过分析国内气体激光器的研究成果，本文进一步认为：在失效模型方面，He-Ne激光管失效的物理模型与大多数电子元器件基本相同，这种模型都属于链式结构，同时寿命分布符合威布尔分布规律。

这种链环模型的特点是：都有一条链，并且该链由n个环组成，大小为t的力作用到链的两端，一个环的强度用T表示，T是随机变量。假设：T>t当时，环不发生断裂；当T？燮t时，环发生断裂。如果某一个环发生断裂，那么将会导致整个链条失效。

设T为随机变量，威布尔分布函数的概率密度为[3]：

f（t）=■■■exp-■■ ？浊>0，m>0，t？叟t■（1）

式（1）中：m、？浊、t0分别代表形状参数、尺度参数和位置参数。

在寿命分布方面，He-Ne激光器服从t0=0的二参数威布尔分布[4]，在这种情况下，威布尔分布函数的概率密度为：f（t）=■■■exp-■■ ？浊>0，m>0，t？叟0（2）

则其分布函数的形式为：

F（t）=1-exp-■■ t？叟0（3）

其中：？浊、m分别表示加速应力水平下的特征寿命和加速应力水平下的形状参数。二参数威布尔分布函数在不同形状参数下对应的概率密度如图1所示。

国内有研究表明：在正常点燃电流和加速电流的作用下，He-Ne激光管的工作寿命服从威布尔函数规律[5]。当加速电流I 小于等于 4I0时（I0为5mA，He-Ne激光管正常工作时的电流），对应的形状参数m基本相同；当加速电流I=5I0时，也就是I=25mA，在这种情况下，形状参数m的变化比较大，但是依然符合威布尔分布，进而在一定程度上证明：氦氖激光管点燃电流超过限度后，就会进一步增加新的失效因子。由此我们假设I>4I0，氦氖激光管的工作寿命分布依然符合威布尔函数规律，在此基础上，我们将电流加大到30mA和35mA，将加速寿命试验的试验时间进一步缩短。

设电应力分别为：I1：20mA，I2：25mA，I3：30mA，I4：35mA。每组应力下，考虑到氦氖激光器的实际情况，取n1=n2=n3=n4=5，在各应力水平下代表投试的样品数。对于这些样品来说，通常情况下都是从批量生产的产品中随机抽取的。根据国家标准GB2689.2-81[6]中对试验截尾时间的规定，令每组样品中有4支失效即截止试验，设每组样品的截尾时间分别为：t1j，t2j，t3j，t4j。

当加速电流小于20mA时，氦氖激光器的失效机理相同，在这种情况下，与加速模型对应的威布尔函数形状参数m保持不变；当加速电流超过20mA时，导致形状参数m发生变化，但是服从威布尔分布。在各个加速电流下，通过处理试验数据，可以求出相应的形状参数m。

对（3）式进行变换得：ln？浊=lnt-■lnln■（4）

F（t）按下式计算：F（tj）=■（5）

式（5）中，j（j=1，2，3，4）是tj时间按从小到大排列的失效管序号数；ni是某电流下的投试样品数，i=1，2，3，4。本实验中，ni=5。F（tj）表示在某电流作用下tj时间内激光管的累积失效概率。

对式（4）进行变换得：Y=mX-B，其中：X=lnt，Y=lnln■，B=m1n？浊。由GB2689.2-81[6]，在威布尔概率纸上，对于每个加速电流可以配置一条分布直线，该直线的斜率就是形状参数m。可以利用最小二乘原理确定形状参数m和系数B。

m=■ B=m■-■（6）

其中：■=■■X■，■=■■Y■，ln？浊=■。

至此我们已求得m1，m2，m3，m4；ln？浊1，ln？浊2，ln？浊3，ln？浊4。

确保失效机理不变，进行加速寿命试验，得到氦氖激光器的特征寿命？浊与电应力的关系符合逆幂律方程：[4]

？浊=■（7）

式（7）中：K，c为常数，该数值通过加速寿命试验可以进一步测定，I代表氦氖激光器寿命试验的加速应力，也就是激光器的加速电流。

加速寿命试验的加速系数？子■定义为：[4]

？子■=■■（8）

式（8）中：Ii、 I0分别代表加速寿命试验中激光器的加速电流以及激光器正常点燃时的工作电流。

形状参数m在20mA以上的加速应力所做的寿命试验的作用下将会发生改变，故为得到加速寿命试验的加速系数，须对I2：25mA，I3：30mA，I4：35mA下的特征寿命进行变换：F（t）=1-exp-■■=1-exp-■■（9）

整理得：ln？浊■■=■（10）

其中， i=2，3，4。

根据上边三个式子可以分别求出ln？浊■■，ln？浊■■，ln？浊■■。

将式（7）变换为：ln？浊=-clnI-lnK（11）

在双边对数纸上过四点（lnI1，ln？浊1），（lnI2，ln？浊■■），（lnI3，ln？浊■■），（lnI4，ln？浊■■）即可拟合出一条直线，即加速寿命直线，把直线方程式（10）记为W=-cZ+b。该直线的斜率可由最小二乘公式求出：-c=■（12）

其中，■=■■Zi，■=■■Wi。

至此，加速系数？子■也已求出。所以氦氖激光器在正常工作条件下的特征寿命为：？浊0=？子■・？浊i（13）

取Ii=20mA，I0=5mA，则氦氖激光器在正常工作条件下的特征寿命为：？浊0=4c・？浊1（14）

在不同电流水平下，根据实验数据求出形状参数m和特征寿命η值，如表1所示。

2 试验研究结论及分析

通过上述理论分析，同时对试验数据进行处理，与厂家所给的寿命10000小时相比，得到的特征寿命相差很大。

①直接原因。特征寿命在大加速电流的影响下变得比较小，如表1所示，加速电流分别为25mA、30mA、35mA时，特征寿命分别对应着605、321和145。对于一般的加速寿命试验来说，由于形状参数不变，当加速电流为25mA、30mA、35mA时，形状参数变化较大，在这种情况下，特征寿命为1.51、15.99和2.45。

②在大加速电流条件下，特征寿命迅速下降，其原因是，当加速电流增大时，出现新的失效机制，在一定程度上造成形状参数发生变化，在正常工作电流条件下，一般不会出现这些失效机制。

综上所述，加速电流水平与正常工作电流相比，虽然超过激光器的4倍，在这种情况下，激光管的寿命与威布尔分布依然相符合。在正常工作电流条件下，与失效机制相比，由于新的失效机制引入，所以加速寿命试验的电流应力上限一般只能是4I0。

参考文献：

[1]刘金授，徐国昌，邹志浩.He-Ne激光器寿命的研究[J].激光杂志，1996（17）.

[2]孙振东，王喜山.长寿命氦氖激光管寿命特性的试验研究[J].烟台大学学报（自然科学与工程版），1995（1）.

[3]相静，陈川杨，张德然.Weibull分布场合下的He-Ne激光管可靠性寿命估测[J].西华师范大学学报（自然科学版），2006（27）.

[4]中华人民共和国机械电子工业部标准.SJ2664-86，氦氖激光器的加速寿命试验方法[S].1986，10.

空气监测方法范文第4篇

关键词：空气自动监测系统；故障；维护方法

引言：

随着经济不断的发展，自然生态环境受到严重破坏，促使空气质量不断下降，这对人们的身体健康有一定危害。对此，我国政府加强了空气治理。作为监测空气质量的空气自动监测系统在空气治理工作中发挥重要的作用，可以有效的辅助空气治理工作，大大促进空气质量的提高。但空气自动监测系统在应用的过程中容易出现故障，致使空气自动监测系统无法准确显示空气指数，这不利于空气治理工作的有效落实。基于以上内容，笔者在下文中就空气自动监测系统常见的故障进行分析，并探讨有效的维护方法，希望对于准确的监测空气质量有所帮助。

一、软件常见故障及维护方法

空气自动监测系统中所应用的软件是对整个系统进行控制，促使整个系统科学、合理的运作，为准确、有效的监测空气质量创造条件。但空气自动监测系统中的软件在应用过程中也容易出现一些故障或问题，促使软件不能够做出正确的反应，无法准确的发出控制指令。综合空气自动监测系统中软件应用经验来看，软件容易出现的故障主要是数据无法导入数据库。而造成此种故障存在的因素通常是软件执行能力受到影响，无法一次完成数据导入，只能重复多次的进行数据导入，致使数据库中重复数据偏多；主键为空的情况出现，相应的数据导入数据库的指令无法下达，这也会导致数据无法导入数据库；因某种因素的影响，导致数据格式错误或数据出现乱码，相应的数据库不能够识别数据，数据也不能导入数据库中。

对于以上由于多种因素导致数据无法导入数据库的情况，有效的处理方法是：（1）可以在传输数据之前，对数据进行备份处理，如若数据受污染参数影响，可以将此数据删除，再次传输备份数据，促使数据有效的传输到数据库中。（2）导入气象参数表时，提示某数据无法通过有效行规则检查，检查出不可导入数据，此时也可以在数据备份窗口中删除污染参数，重新接收数据，这可以使数据导入数据库中。

二、数据采集系统常见故障及维护方法

数据采集系统是空气自动监测系统最基本的组成部分，只有全面的、详细的、准确的采集数据，才能够使后续空气质量监测有序进行。在数据采集系统应用中比较常见的故障主要是线路不通畅和数据不完整。

（1）线路不通畅

数据采集系统线路不通畅的情况后，仪器开启后，显示器上没有任何数据能够显示出来。对于此种情况，比较常见的处理方法是从一起控制菜单中，查看仪器的开关状态。再从开关仪器入手寻找线路不通畅的位置，能够准确的找到故障源头，相关技术人员对故障线路进行维修，线路不通畅故障将得到有效的处理。但需要注意的一点是中心站和监测子站的调制解调器通信线路出现问题的时候，一般处理方法是不管用的，需要中断系统运作状态，按照正确的按照步骤，重新安装线路，才能够保证整个线路有效应用。

（2）数据的不完整性

数据采集系统应用过程中夜场出现数据不完整的情况，这对后续空气质量监测有很大影响。导致数据不完整问题发生的原因主要是数据采集系统的波特率设定不统一、不标准，容易出现数据丢失等情况发生，相应的数据采集系统所采集的数据就会不完整。对于此种情况最佳的处理办法就是在使用数据采集系统之前，对仪器的波特率进行统一设置，促使所有仪器的波特率都是统一的。

三、分析仪常见故障及维护方法

自动监测仪器主要是基于分子接受紫外线能量成为激发态的分子，在返回低能态产生特征荧光，通过光电倍增管将其放大转变为电信号，它的强弱和浓度成正比。在应用此仪器的过程中容易出现的故障是：

（1）流量偏低

流量偏低是应用自动监测仪器过程中比较频繁出现的一种故障，其将会降低仪器的应用性。自动监测仪器流量偏低的主要原因是空气中的灰尘会阻塞仪器的管道和限流孔，相应的仪器的感应能力将会降低。对于此故障的排除是定期对仪器管道及限流孔进行清洁处理，确保仪器干净，相应的仪器的感应能力将会增强。

（2）紫外灯读数偏低

紫外灯的转化效率对仪器的自动报警功能有很大影响。如若在使用自动监测仪器的过程中紫外灯读数低于正常标准，这就说明紫外灯转化率降低，相应的仪器的自动报警功能将无法有效应用。通常造成此种情况发生的原因主要是紫外灯检测器受损、光原件受灰尘污染紫外灯的变压器损坏、紫外灯老化等情况发生，紫外线转化能力将会降低，致使紫外线转化率大大下降。对于紫外灯读数偏低情况的处理，主要是移动紫外线灯，检查紫外灯是否损坏，如若紫外灯损坏，直接更换紫外灯即可。但紫外灯完好，就需要对紫外灯供电电压进行调节，找到受损组件，对组件进行维修，从而确保整个线路有效运行。

四、分析仪常见故障及维护方法

分析仪的应用原理是利用和发生反应生成激发态的，它通过发射光子以释放能量回到低能态，光的强度和浓度成正比，则是通过钼炉转化器转化成进行测定。在应用分析仪的过程中，容易出现的故障主要是：

（1）流量问题

分析仪所采用的外置泵在应用的过程中，其所消耗的功率明显高于内置泵功率，这说明分析仪存在流量问题。通常造成分析仪出现流量问题的原因是仪器的管道和限流孔堆积杂质较多，堵塞了限流孔和管道，促使仪器的内置泵无法有效运作。此种情况下，仪器外置泵就需要高速运作，相应的外置泵所消耗的功率就会较多。为了保证分析仪可以在应用的过程中不出现流量问题，需要定期对仪器管道和限流孔进行清洁处理。

（2）测量的值过低

由于测定是通过钼炉转化器转化成NO进行，故钼炉转化效率是一个重要的因素，但往往因钼炉转化器效率偏低而造成测试结果偏低。所以，保证仪器测量的值准确，关键在于保证钼炉转化器有效应用。对于钼炉转化器的控制，主要是利用多气体质量流量校准仪对钼炉转化器进行校准，在校准之后，对钼炉转化器效率进行检测，确定钼炉转化器转化成为的转化率是否在96%～102%之内，如若低于90%，就需要对钼炉转化器予以更换，其已经无法满足分析仪的应用要求。

结束语：

综合本文对空气自动监测系统常见故障及维护方法的分析，可以确定的是空气自动监测系统在应用的过程中容易出现故障，促使系统应用性大大降低。为了保证空气自动监测系统在空气治理工作中充分发挥作用，应当不断创新这方面的科学技术和提高维护工作，完善和创新空气自动监测系统，弥补空气自动监控系统的不足，为更加准确的、有效的、科学的监测空气质量创造条件。

参考文献：

[1]韦淑坤，杨金星.环境空气自动监测系统常见故障及排除[J].仪器仪表与分析监测，2005（01）.

[2]谢玉祥，吴锡如.烟气及环境空气中汞的采集和测定[J].分析化学，2005（03）.

[3]钱蜀，郭重华，张渝，袁桦蔚.空气预浓缩气相色谱质谱法测定空气中的甲硫醇、甲硫醚[A].恶臭污染管理与防治技术进展[C].2009.

[4]张红.安庆市声环境质量分析及对策[J].安庆师范学院学报（自然科学版），2006（03）.

空气监测方法范文第5篇

【关键词】空分装置；安全监测；仪表选择

中图分类号：X924文献标识码： A

一、前言

最近几年来，我国的空分装置技术取得了很大进步，空分装置得到了许多人的重视。伴随而来的，其安全监测方法也发挥着越来越多的作用。如何制定合理的安全监测方法和正确选择仪表，是一项十分重要的工作。

二、影响空分装置安全的因素及清除

1.空分的危险杂质

空分的危险杂质种类及含量与周围环境有关。一般工业区内干空气中各种杂质气体的平均体积分数见表1。

工业区空气中还可能存在其它碳氢化合物及无机物杂质，如H2S，SO2等。

空气中的危险杂质在空分条件下的相对危险性取决于危险杂质本身的物理和化学性能，如在液氧和液空中的爆炸极限、在液氧或液空内的溶解度、在液氧或液空温度下的饱和蒸气压、沸点温度以及化学稳定性，爆炸敏感性等。

危险杂质在液氧内的爆炸极限和溶解度可作为制定液氧中危险杂质许可含量标准的依据。饱和蒸气压数据则可用来判断杂质随空气进入精馏塔后在塔内积聚的可能性及数量，从而可制定入塔空气危险杂质的许可含量标准。

绝大部分可燃物在氧气内爆炸下限基本上相当于其在空气混合物内的爆炸下限。爆炸范围随着初温的升高而扩大。危险杂质气体在室温和大气压力下在空气或氧气中的爆炸极限见表2。

实际上危险杂质气体的爆炸下限在气相和液相混合物内有所不同。这与危险杂质气体在液相混合物中所呈现出的状态有关，危险杂质在液相内的溶解度与温度有关，随温度的增加而增加，碳氢化合物杂质在液相内的溶解度随碳原子数增加而减少，并在同一碳原子数及其它条件相同的情况下，饱和碳氢化合物比不饱和的要大。

饱和蒸气压随温度的增加而增加，碳氢化合物杂质的饱和蒸气压随着分子内的碳原子数的增加以直线比例关系下降。危险杂质的爆炸敏感性在相同碳原子数情况下则随其不饱和度而增加。

2.杂质的清除

装置水分及二氧化碳清除采用的是旧式的石头蓄冷器，空气在此与返流污氮进行热量交换，在蓄冷器冷端形成-172℃的低温，水分、二氧化碳等杂质在蓄冷器中完全冻结，4台蓄冷器分2组，当每组中的一台走空气时，另一台走返流污氮，2台切换使用，利用正返流气体的压差，使冻结在蓄冷器中的杂质在污氮中蒸发，达到自清除的目的。经过净化后的气体在下塔形成液空，然后经过液空吸附器，其中装填的硅胶吸附甲烷、乙烷、乙炔后打人上塔；蓄冷器中部抽气经过CO2吸附器，其中装填的硅胶吸附C02和乙炔，吸附后的气体通过膨胀机进入上塔。液空及CO2吸附器各为2台，一台使用，另一台再生后预冷备用。液空吸附器的倒换时间为15天，CO2吸附器的倒换时间为1天。

三、空分装置的工艺流程

空分装置的流程按产品气体提压的方式和位置可以分为两种流程：内压缩和外压缩。内压缩又分为单泵和双泵内压缩，流程形式虽然多种多样，但是产品气提压方式不外乎是选择压缩机提压还是液体泵提压后再用换热器汽化。

用液体泵提压抽取的是液氧（液氮），主冷的液氧同时也在不断汽化，提供上塔的上升蒸汽，这就使液氧在主冷里面是一个动态的平衡，既有进又有出，危险杂质气体液化或固化后，在液氧里面或溶解、或随着液氧一同被氧泵抽出，碳氢化合物的积聚可能性降到最低程度。但是外压缩流程中，由于氧压机抽取的是气氧，液氧在主冷里面是一个相对的静态平衡，只有不停地汽化。这就产生了一个问题，危险杂质在液氧里面不停地浓缩，这就使主冷的危险性越来越大，要解决这一问题，一般规定外压缩流程为保证主冷安全，液氧排放量不低于氧量的1%。

内压缩流程选择氧泵提高氧压，外压缩流程选择氧压机来提高氧压，一台高压氧压机的安全问题远比一台氧泵的安全问题严重得多。液氧在换热器内汽化也存在着碳氢化合物浓缩和积聚的问题，但是产品液氧在高压下蒸发，使烃类物质积累的可能性大大降低。一般认为压力高于0.5MPa，在换热器内的烃类物质积累不足以产生安全问题，况且，煤化工所需的氧压是依据汽化炉的压力而来，氧压一般不会低于3MPa。

依据上面的分析，如果单从安全的角度来考虑，应该来说内压缩流程要比外压缩流程安全。这也是近几年来煤化工配套空分选择内压缩流程较多的原因之一。

四、空分装置安全监测方法及其仪表的选择

1.空气及液氧中碳氢化合物测定方法及仪器的选择

（一）总烃或总碳体积分数的测定

（1）可选用带氢焰检测器的总烃气体分析仪，完成总烃体积分数的在线连续监测。

（2）可选用带氢焰检测的气相色谱仪，进行非连续取样测定总烃体积分数。

如需在检测总烃的同时还要检测一氧化碳和二氧化碳体积分数，须加配转化装置。既可以在线检测，也可以取样测定。

由于空分装置为连续生产装置，故近年来国外大多采用专用型在线总烃气体分析或总碳气体分析仪进行监控。该仪器可做成小型专用型式，并可和其他在线分析仪器一起装在仪表柜上。

（二）各种碳氢化合物成分体积分数的测定

（1）选用带氢焰检测器的气相色谱仪，并配有自动取样阀门及积分仪或工作站，可在线自动进行24 h监测C1～C4各种碳氢化合物成分的体积分数，且仪器直接及时给出连续测定结果，有利于积累监测数据，研究有害成分活动规律，为指导工艺改进提供前提条件。

（2）也可以在实验室内进行手动取样测定，并通过记录器显示的谱峰进行定量计算得出结果，或采用积分仪及色谱工作站自动处理检测结果并打印出数据。

2.空气及液氧中其他有害成分体积分数的测定方法及仪器选择

（一）空气及液氧中氮氧化物体积分数的测定

空气及液氧中氮氧化物的存在形式有几种，如NO，NO2，N2O等。其中氧化亚氮最具危险性，它极易造成空分设备的堵塞，从而使因乙炔导致的爆炸危险性大为增加。因此，近几年来，氧化亚氮与乙炔同样被人们看做是引起大型空分爆炸韵两个最危险的因素。

对于空气及液氧中氧化亚氮体积分数的测定，虽然方法不少，但是均为独立测定的方法，即多种方法仅能测氮氧化物的体积分数，而不能同时测定其他有害成分体积分数。这就导致空分配套安全监测仪器过多，监测体制较大。考虑到乙炔和氧化亚氮均为最危险的两种有害成分，在测定空气和液氧中烃类(含乙炔)的同时，也能测定氧化亚氮体积分数则是一种物美价廉的思路。采用放电型专用

气相色谱仪，可以在一次进样的条件下，完成对乙炔和氧化亚氮的测定，其灵敏度在直接进样2 mL情况下，可达到小于10×10-9。具有这种功能的仪器对于大中型空分来说是少有的、较理想的仪器设备。

（二）液氧中油分体积分数的测定

对于液氧中微量油分体积分数的测定，一般采用先富集再定量的两步法测定。以前多用比浊法、荧光法等，但近些年来由于仪器分析的飞速发展，使气体中微量油分的测定变得简单易行。在油样采用专用高效溶剂富集后，以专用红外测油仪进行直接测定。此方法简便、快捷、准确，是空分行业监测液氧中油分体积分数的较理想的方法。

五、结语

随着空分装置的不断完善，空分装置的安全监测和仪表选择将会得到更多管理者的重视，在空分装置的市场竞争日趋激烈的背景下，其安全监测方法将会发挥着越来越重要的作用。