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环境空气质量评估 :国标法便携式双光束臭氧分析仪的使用方法
编辑:上海博测环境科技有限公司   发布时间:2018-05-29

   环境空气质量评估O3M205双光束臭氧监测仪是专门设计用于精确测量环境大气臭氧,基于在254纳米的紫外吸收光谱技术,拥有很宽的动态测量范围,从检测限为体积浓度1 ppb 至100 ppm的范围。O3M205臭氧监测仪重量轻仅2.1公斤,与传统仪器相比功耗更低(约5瓦),因此非常适合以下应用:

  • 垂直臭氧浓度监测的领域,比如气球,风筝,遥控飞机和其他对空间和重量有限制要求的飞行器。

  • 偏远地区进行长期监测,而供电又极不方便的场合。

  • 城市网格化布局监测

  • 个人暴露监测,研究空气污染物对健康的影响

  • 常规空气站在线O3监测仪的比对测试

  • 优化城市空气站点布局前期工作调研,查找O3在不同点位的浓度变化。

相对于单光束的同款监测仪,O3M205型双光束臭氧监测仪优点是响应时间缩短了5倍(双光束每隔2秒测量一次,而单光束每隔10秒测量一次)和零点漂移上具有更高的稳定性。当作10秒的数据平均时,双光束也提供更好的精度。

1.1      测量原理

紫外吸收光谱长期以来被用于高精密度和高准确度的大气臭氧测量。臭氧分子在254nm具有最大吸收,与低压汞灯的主要发射波长一致。所幸的是,大气中很少有浓度较高的气体分子在这个波段有吸收。然而,含有芳香环的有机化合物等干扰物可能在污染很厉害时会在这个波段有吸收。在过去曾经有汞泄漏发生的建筑物内部和某些采矿作业附近,汞蒸气可能是一个重大干扰源。

 

图1是臭氧监测仪的示意图。通过测量穿过两个独立的装有石英窗吸收池(15厘米长)的光衰减来得出臭氧浓度。一个低压汞灯位于吸收池的一侧,光电二极管位于吸收池的另一侧。光电二极管内置除干扰滤光片,集中在汞灯发出的主要波长的254纳米处。气泵以约1.5 L / min的流速将样品空气吸入仪器。一对电磁阀协调切换,以交替地将已去除过臭氧的空气和未去除臭氧的空气通过两个吸收单元。因此,在吸收池1中测量穿过已净化臭氧的空气(Io)的光的强度,同时在吸收池2中测量穿过未净化臭氧的空气(I)的光的强度。每隔2秒,电磁阀切换,改变哪个吸收池接收已净化臭氧的空气和哪个吸收池接收未净化臭氧的空气。

图1. 双光束臭氧监测仪原理图

根据Beer-Lambert定律,Io和I 的测量值按下列式子,计算出每个电池的臭氧浓度:

 

其中L是路径长度(375px),σ是254nm处的臭氧(1.15×10-425px2分子-1或308atm-25px-1)的吸收截面,其已知具有约1%的准确度。 这台臭氧监测仪器使用与其他商业仪器相同的吸收截面(消光系数)。基于I和Io更新的数值,两个吸收池每隔2秒进行一次新的臭氧测量,然后将这两个值进行平均,以串行数据和0~2.5 V之间的模拟电压输出。如果仪器具有闪存选件,则数据也可以存储在仪器的内部存储器和/或闪存卡中。

等式1的对数是在仪器的微处理器中以足够的精度进行计算,以提供五个数量级的动态范围,最高可达100 ppmv。

吸收池内的压力和温度实时测量,供仪器补偿计算并表示为ppb的臭氧体积浓度。除臭氧体积浓度外,仪器还显示和记录吸收池的温度和压力。吸收池压力可以Torr或mbar为单位进行显示和记录,吸收池温度以oC或K为单位进行记录。

原则上,通过紫外吸收的方式来测量臭氧是无需外部校准的。但是,光电二极管响应和电子电路的非线性可能导致较小的测量误差。因此,在各种臭氧体积浓度(通常为0-300 ppbv的大气应用)下,每台仪器都与实验室中的NIST可溯源标准臭氧分光光度计进行比较。这些结果用于校准臭氧监测仪,这将会涉及偏移和斜率(增益或灵敏度)。偏移和斜率的校正记录在仪器出厂证明里和校准标签上(可以通过移除仪器的顶盖来查看校准标签)。这些校准参数在发货前输入到微处理器内存中。如果需要,用户可以从前面板更改校准参数。建议臭氧监测仪每年至少重新校准一次,当然频繁再高一些比如一年2次那会更好。偏移可能会因为温度变化或吸收池的化学污染而发生漂移。如下所述,使用随仪器提供的臭氧洗涤器可不时测出比较精确的偏移校正量。用户可以通过进入菜单来改变斜率和偏移校准参数。

1.2      臭氧监测仪技术指标

电源:11-14 V DC,12 V时标称为420 mA,5.0 W

尺寸:3.5“x 8.3”x 11.6“

重量:2.1千克)

重量(不含箱子):0.7公斤

精度:高于1.0 ppbv或2%

准确度:高于1.0 ppbv或2%

  1. 操作

在安装臭氧监测仪之前,请阅读以下所有信息。

注意:

保存臭氧监测仪随附的运输纸箱和包装材料。 如果臭氧监测仪必须返回工厂,请将其装入原始纸箱。 由于运输过程中发生损坏而导致的任何修理都将会收取适当费用。

装运箱内容

打开运输箱时,请先确认其中包含运输清单上的所有物品。

2.1      臭氧监测仪的操作

要操作臭氧监测仪,请将其连接到外部电源,并通过翻转前面板开关打开仪器。该仪器需要一个12 V直流电源,可以通过以下方式提供:

1)通过交流电源适配器(0.42 amp或更高)接入市电110-220 Vac,

2)通过点烟器适配器,插入12 V直流电源,如汽车或许多轻型飞机,或

3)12V电池。电池输出可以在11-14 V DC范围内,而不会对测量产生任何有害影响。使用电池时,请务必正确连接正极(红色)和负极(黑色)。电路板上安装了断路器和二极管,以防短路或电池连接不正确。如果激活,断路器会在几分钟后重置。

铅酸电池可以从众多制造商获得,包括不同尺寸,不同安时数。其中较大的一些,例如汽车或船只,将提供长达数天的电力。在正确电压范围内的电池组可以用镍镉(可充电)或锂(轻重量但不可充电)电池组成,以便运行几个小时。

一旦开机,仪器将显示安装在微处理器上的软件的版本号,然后显示时间和日期。几秒钟后,仪器将开始显示臭氧读数和吸收池的温度和压力。由于灯和电子器件的快速升温,前十几个读数(需要大约两分钟)将是虚假的,有很大的正负波动。另外,在灯泡,光电二极管和吸收池内部温度稳定所需的10-20分钟内,臭氧读数可能不准确。

进样管可以连接到仪器背面的1/4英寸尼龙世伟洛克接头上。入口管应由聚四氟乙烯PTFE(特氟龙Teflon®),PFA或其他惰性材料制成,因这些不会破坏臭氧,也不会解吸增塑剂和其他可能污染流路的有机物。管道的长度应尽可能短(不超过几英尺),以尽量减少对臭氧的破坏。不应使用聚乙烯塑料Tygon®,聚丙烯(可能看起来像Teflon®)和金属管。聚乙烯塑料Tygon®管材内衬特氟龙Teflon®可在仪器内部使用。强烈建议使用Teflon®入口过滤器,以防止管道和吸收池受到颗粒物的内部污染。过滤器应该测试臭氧损耗情况,这可以通过连接和不连接过滤器测量环境臭氧进而比较来完成。

如果仪器正在飞行(比如在气球或遥控飞机上),那进气口不应正对着风,因为由此产生的压力波动会导致噪音信号。尽管仪器可以补偿温度漂移,但如果预计会出现强烈的温度波动,比如使用气球的垂直应用,则应将仪器放置在隔热箱内以降低温度变化速率。

 

2.2      测量零点偏移

 

仪器的电子零点可通过堵住进气口?(臭氧破坏盒连接至进气口)5-10分钟来测量。为了精确测量,仪器必须打开足够长的时间以使内部温度稳定。观察到的偏移量可能达到几ppbv,这可以通过从前面板更改此校准参数(如下所述)或稍后更正数据来校正。

 

2.3      从模拟输出口采集数据

 

可以使用连接到BNC模拟输出口的数据记录器实时记录数据。模拟输出的范围是0-2.5 V。根据您在菜单中定义的灵敏度缩放输出。例如,您可以定义1V = 100 ppb。在这种情况下,最大产量是250 ppb。有一个很小的正偏移量,通常在模拟输出中为2 mV,但这个偏移量因仪器而异。可以通过同时观察面板显示屏和使用电压表测量模拟输出来测量偏移量。

2.4      通过串口实时采集数据

要通过串口实时传输数据到计算机,请使用提供的9针电缆将臭氧监测器连接到计算机的串行端口。请注意,这是一个母对母串行直通缆。 “交叉”电缆将不起作用。启动您的数据采集软件,最好使用显示和绘图软件(可从http://twobtech.com/software.htm免费下载)。其他终端仿真软件,如HyperTerminal(Windows提供的程序)或Tera Term Pro也可以使用。

臭氧体积浓度(ppbv),内部吸收池温度(K或℃),电池压力(Torr或mbar),体积流量(cc / min),三个外部模拟输入值(如果从菜单激活),日期和时间,这些将在每2秒,10秒,1分钟,5分钟或1小时(取决于从微处理器菜单中选择的平均时间),以逗号分隔的ASCII文本形式发送到串行端口(2400,4800或19,200波特; 8位;无奇偶校验; 1个停止位)。时间以24小时格式提供,日期以欧式(日/月/年)表示。

 

例如,一个典型的数据行可能会读取:

 

67.4,35.3,980.6,1545,1.3876,2.3143,0.1875,15 / 10 / 01,18:31:27

在这:

臭氧= 67.4 ppbv

电池温度= 35.3 ℃(如果从菜单中选择,可用K表示)

单元压力= 980.6mbar(如果从菜单中选择,可以用Torr表示)

体积流量= 1545毫升/分钟

模拟输入A = 1.3876伏

模拟输入B = 2.3143伏

模拟输入C = 0.1875伏

日期= 2001年10月15日

时间= 6:31:27 pm

如下所述,如果使用菜单关闭三个外部输入,则它们也将会从数据行中略去。模拟输入允许来自其他仪器的测量,随同臭氧、时间和日期同时传输到计算机;这些输入也可以记录在仪器的内部存储器中,如下所述。通常与臭氧一起进行的外部测量的例子通常是外部温度,压力和相对湿度,但是任何仪器的输出都可以输入到臭氧监测仪。模拟量输入的范围可以从0到+2.5000伏,测量精度约为±0.0001伏。输入电压大于+5.0伏特或小于-0.3伏特可能会损坏电路板。

 

如果臭氧监视仪已设置为日志数据模式,则输出串行数据行之前将显示日志编号,例如:

2893,67.4,35.3,980.6,851,1.3876,2.3143,0.1875,15 / 10 / 01,18:31:27

其中2893是日志编号。

除数据行之外,当记录开始或结束时,当记录仪开始并结束数据传输时,当数据采集遭中断(例如由于电源故障)和当平均时间时间改变了,那信息将会写入到端口。

2.5      数据平均和数据记录使用菜单

首次打开时,仪器将开始以每2秒一次的速率进行测量(除非先前选择了不同的平均时间)。 内部数据记录器可能会记录内部生成的数据以及最多三个外部电压。 内部存储器中最多可存储16,383条包含记录数,臭氧混合比率,内部温度,内部压力,体积流量,日期和时间的数据行,相应的操作时间为9.1小时,无需求平均值。 平均时间为10秒,1分钟,5分钟和1小时也可以从菜单中选择,从而允许仪器在填充记忆之前分别运行1.9天,1.6周,1.9个月和1.87年。 如果三个模拟输入与其他数据一起记录,则最大数据行数减半。

下图总结了完整的菜单。

2.6      选择菜单

 

使用仪器前面板上的选择按钮访问菜单。要进入菜单,请按住选择按钮,直到显示屏显示:菜单

 

然后释放按钮。面板现在将显示:

 

菜单

Dat Avg Cfg Svc←

 

其中Dat,Avg,Cfg和Lmp是可以选择的子菜单。一个闪烁的光标将显示在Dat子菜单的D部分。选择按钮可以顺时针或逆时针旋转,以将光标移动到其他子菜单之一的第一个字母下。要选择特定子菜单,请将光标移动到子菜单的第一个字母下,然后单击(按入)选择按钮。要退出主菜单并重新开始测量,请选择并单击左箭头(←)。

 

记录数据

 

使用选择按钮从主菜单中选择数据子菜单。显示屏现在显示:

 

数据菜单

Xmt记录结束←

 

要开始记录数据,请旋转选择开关将光标移动到日志,然后单击以选择记录模式。随后会询问您是否要覆盖存储在记录器中的数据:

 

覆盖数据?

否是←

 

如果选择“是”并开始记录,则先前存储在记录器中的所有数据将不可挽回地丢失。如果记录器中有要保留的数据,请确保在开始记录之前下载它。如果您已准备好开始记录,那么通过在Yes下移动光标并单击来选择Yes。任何选择都会将您返回到主菜单。要开始数据采集,请选择←然后单击。

然后臭氧监测器将交替显示:1)臭氧混合比率和对数值; 2)臭氧浓度,内部温度和内部压力。例如,显示屏可能显示为:

O3 = 56.7 ppbv

T = 305.6 P = 730.4

其中臭氧值是最新的臭氧测量值,T和P是电池温度和压力(在这种情况下,以K和Torr为单位)。例如,5秒后(在下一个10秒测量周期之间的中间),显示屏将被替换为:

O3 = 56.7 ppbv

Log= 193:0

其中O3是最近写入记录器的臭氧值,日志编号为193。

如果选择了平均值,那么上面的显示将被替换为:

O3均值 = 56.7 ppbv

Log= 193:4

193又指最近的日志号。 193:4中的“4”是指到目前为止包含在下一个要显示和记录的平均值中的10-s数据点的数量。如果使用2-s或10-s平均,则此数字始终为0.如果使用1分钟平均,则此数字将从0增加到5;对于5分钟的平均,数字将从0增加到29;并且对于1小时平均,它将从0增加到359.显示此数字,以便用户知道在显示和记录新平均值之前需要进行多少次10-s测量。

该仪器可以适应由于电源故障而导致的多种数据中断。例如,您可以故意关闭仪器,移动到另一个位置并重新开始记录,只需重新打开仪器即可。

 

 

停止记录数据

 

按住选择按钮以获取菜单。通过单击Dat转到Dat子菜单。选择并点击结束功能。这将结束数据记录。您现在可以通过单击Xmt将数据传输到计算机(请参阅下文)。或者,您可以通过单击←返回菜单。存储的数据将驻留在内存中(即使在进行新的测量时),并且可以随时使用Xmt功能进行传输。但是,使用记录功能重新开始记录后,所有存储的数据都将丢失。因此,在重新开始记录之前,您应始终将数据传输到计算机。

 

如果您在使用Xmt功能传输数据之前未能结束记录,仪器将在传输数据之前自动为您执行End功能。

使用串行端口将记录的数据传输到计算机

使用提供的电缆将仪器的串行端口连接到计算机的串行端口。如果您的计算机没有串口,则可以通过串口转USB适配器使用USB端口。这种适配器可在大多数电脑商店购买,也可由2B Tech提供。在计算机上启用数据采集程序,例如Microsoft Hyperterminal(大多数Windows®平台上可用,通常位于开始/所有程序/附件/通信/超级终端)或Terra Term Pro,可在以下网址下载:http://hp.vector.co.jp/authors/VA002416/teraterm.html

如前所述,超级终端的缺点是它有500行缓冲区限制。但是,这两种程序都可能用于将无限数量的数据线记录到计算机上的文件中。欲了解更多详情,请参阅我们的技术说明#007这里:

http://www.twobtech.com/tech_notes/TN007.pdf

按住Select按钮以获取主菜单。通过单击Dat转到Dat子菜单。接下来,点击Xmt。消息“记录数据”将被写入串行端口,然后是回车和所有记录数据行。所有数据传输完毕后,将写入消息“结束记录的数据”和一个回车符。传输完成后,您可以返回菜单中的任何位置或恢复臭氧测量。记录的数据继续可用于传输,直到启动新的数据日志。

如果在仪器处于记录模式时出现电源故障,恢复供电后将恢复记录。注意

数据中断

将在写入第一条新数据行之前写入记录器。在电源故障的情况下,由于微处理器以10行的形式写入记录器存储器,多达10条数据线可能会丢失。电源中断时,仅驻留在微处理器易失性存储器中的所有数据都会丢失。此外,电力中断后记录附加数据的开始时间只能精确到最近的分钟(或平均时间= 1小时的最近时间)。

以平均数据

 

按住Select按钮以获取菜单。选择并点击平均以获取平均菜单:

 

平均菜单

2s 10s 1m 5m 1h←

 

使用单击将光标移动到2s,10s,1m,5m或1h,平均时间分别为2s(无平均),10s,1min,5min或1hr平均。然后点击你想使用的平均时间。要返回主菜单,请点击←。要退出主菜单并开始采集数据,请再次单击←。

 

在平均模式下,当前的2-s测量值与平均值交替显示,如上所述。

平均数据可能被记录,从而大大延长了数据记录器可以使用的时间长度。

设置校准参数

该仪器在工厂进行了校准,将斜率和偏移参数输入仪器的存储器。这些预设的校准参数在仪器的出生证明中给出,并且在取下顶盖的情况下记录在可见的校准标签上。但是,校准参数可能会被用户更改。例如,如果模拟输出用于外部数据记录,则由于模拟输出不低于零ppbv而变为负值,所以可能需要提供已知量的正偏移(例如,10ppbv)。由于噪音和/或固有的偏移量,在臭氧混合比非常低或者外部洗涤器对仪器进行调零时,某些测量值会低于零。而且,随着时间的推移,仪器零点可能漂移几ppbv。出于这个原因,建议使用外部臭氧洗涤器频繁调零仪器以确定偏移量。仪器斜率(增益)的任何变化都可能是由于诸如污染,空气泄漏,气流阻塞或内部臭氧洗涤器的催化活性丧失等严重问题,但它也可以调整。一旦仪器的零点被校正,斜率可能会被调整,以便仪器读数与标准臭氧源一致或者与另一台仪器的读数一致,这些仪器的校准被认为是准确的。

要更改校准参数,请从主菜单中选择Cfg:

Cfg Menu

D/T   Cal   I/O   Unt   ¬

现在使用旋转选择开关选择并点击Cal。然后会出现以下带有当前校准参数值的子菜单:

Cal Menu

Z=-2     S=1.01

这里Z是施加的偏移量(在这种情况下是-2ppbv),S是施加的斜率(在这种情况下是1.01)。将Z的值加到测量的臭氧值上,然后将S的值乘以测量的臭氧值。例如,如果仪器读取外部洗涤器的平均值为3 ppbv,则Z的值应设为-3。如果在对零点进行校正之后,仪器的读数始终低于2%,则S值应设为1.02。

当校准菜单第一次出现时,Z将用光标加下划线。您可以旋转选择开关选择校准参数S或Z.单击S或Z将选择该参数进行更改并激活闪烁的光标。选择S或Z后,可通过向左或向右旋转选择开关来更改其值。选择所需的值后,单击一下即可关闭闪烁的光标,并允许您滚动到另一个参数或按←退出子菜单。一旦设置了Z和S的值,点击←会将显示返回到Cfg菜单,再点击←将返回到主菜单。校准参数驻留在非易失性存储器中,不受电源故障的影响。

 

 

设置时间和日期

 

从主菜单中选择Cfg子菜单。接下来,选择D / T子菜单。显示屏将显示,例如:

 

D/T:  14:32:21  ¬

17/10/2008

 

这意味着它在下午2点32分之后是21秒。 2008年10月17日(军事时间和欧洲日期)。要更改日期和时间中的数字,请旋转选择开关为要更改的数字下划线。只需点击一下,就可以使闪烁的光标覆盖该数字。然后可以通过旋转选择开关来更改编号。一旦数字正确,点击选择开关关闭闪烁的光标。您现在可以旋转选择开关来选择另一个数字进行更改。一旦时间和日期正确,点击←会将内部时钟设置为该时间,并将显示返回到Cfg菜单。与设置数字手表一样,秒数应该设置在实时时间之前,因为只有在设定的时间被输入时,时钟才开始再次运行;在这种情况下通过点击←。

改变输出波特率

 

从Cfg子菜单中,选择I / O以提供输入/输出菜单,例如:

I/O Menu

Bdr   Ext   LCD   ¬

选择Bdr并单击可以更改用于数据传输的波特率。选择是2400,4800和19200 bps。子菜单显示为:

2400   4800   19200   ¬

点击选择的波特率后,显示屏返回到I / O菜单。

 

打开和关闭显示灯

从I / O子菜单中选择LCD可让您打开和关闭前面板显示屏的指示灯。为节省电量,请使用选择开关将LCD子菜单设置为OFF。

打开和关闭模拟输入并更改模拟输出缩放因子

从I / O子菜单中选择Ext子菜单,显示为:

分机菜单

V_IN   V_Out   ¬

两个子菜单允许打开和关闭模拟输入(V_IN)并更改模拟电压输出(V_Out)的比例因子。

模拟输入。要打开或关闭三个模拟输入,请选择V_IN子菜单。如果模拟电压输入打开,您将看到:

VIN Menu

Voltage In=ON   ¬

您可以使用选择开关在ON和OFF之间切换。如果没有使用模拟输入,最好关闭模拟输入以增加内部数据记录器中可记录的数据线数量,并减少通过串行端口发送的输出数据线中的混乱。

 

模拟输出。通过仪器背面的BNC连接器提供模拟输出,供那些想用图表记录仪或外部记录仪记录臭氧浓度数据的人使用。模拟输出的满量程为2.5 V.要更改模拟输出电压比例因子,请从Ext菜单中选择V_Out:

VOUT Menu

1V=000200 ppb   ¬

在这个例子中,输出比例因子被设置为1 Volt = 200 ppb。由于最大输出电压为2.5 V,因此最大输出浓度为500 ppb,1 ppb将提供5 mV的输出。您可以使用选择开关通过选择和更改比例因子中的各个数字来将比例因子更改为您选择的值。

更改单位的内部温度和压力

从Cfg菜单中选择Unt以提供以下子菜单,例如:

Units Menu

T:C     P:mbar

旋转选择开关将使光标在温度(T)和压力(P)之间循环。温度单位可以选择开尔文(K)或摄氏(C),方法是先点击以获得闪烁的光标,然后旋转选择开关以获得所需的单位。压力单位可以选择torr或mbar。点击←返回到Cfg菜单的显示。

 

从两个检测单元输出数据

仪器具有用于诊断的服务菜单。服务菜单通过从主菜单中选择Svc进行访问。随后将出现以下子菜单选项:

 

Svc Menu

A&B     Lmp     ¬

A&B菜单允许输出两个检测细胞(细胞A和B)的臭氧计算值。如果选择A和B,则出现以下子菜单:

Output A&B

No    Yes     ¬

例如,如果选择是,串行数据线将如下所示:

 

65.4,67.6,66.6,35.3,980.6,1545,1.3876,2.3143,0.1875,15 / 10 / 01,18:31:27

在检测单元A中测得的电流值为65.4ppbv时,在检测单元B中测得的电流值为67.6ppbv,并且两个单元的2点运行均值为66.6ppbv。如果选择“否”,则2点运行平均值是唯一的臭氧浓度输出。此选项的主要目的是用于诊断,以确保两个单元的运行正确并具有良好的精度,但它也为需要尽可能快的响应时间的应用提供非平均数据。线上的其余数据是温度,内部压力,体积流量,模拟量输入(如果打开此选项),日期和时间。

测试灯电压和精度

 

诊断灯测试在服务菜单的Lmp子菜单中提供。灯泡测试开始之前,显示“泵打开或关闭?”。建议在灯泡测试期间关闭泵,因为它消除了与气流有关的任何噪音,以便更好地将测试对焦于灯泡稳定性。比较测试结果与泵关闭和打开泵可以帮助确定噪音源。如果泵打开时噪音较大,则很好地表明需要清洁流路并更换臭氧洗涤器。

 

在灯测试期间,仪器测量两个检测单元中的“有效”臭氧浓度,而无需打开和关闭电磁阀。这些都是电子零点,应该在几次读数之后才能达到±几ppbv。如果其中任何一个值超出范围-9到+9,仪器可能无法正常运行。显示屏还给出了电子零点的标准偏差。为获得最佳结果,标准偏差应不大于±2.5。请注意,由于涉及的平均次数较少,这不等于乐器的整体精度;它是灯泡波动的诊断测试。灯测试还测量并输出检测器A和检测器B的电压电平。

为获得最佳性能,两个电压应在0.7-2.0伏范围内。对于小于约0.7伏特的探测器电压,由于光强度不足以进行精确测量,数据可能会产生噪音。如果电压为零,灯泡不会点燃并可能烧坏。对于高于2.5伏的电压,A / D转换器饱和,测得的臭氧值将始终为零。如果仪器非常热以至于灯输出太亮,可能会发生这种情况。

要退出Lmp测试模式,请按住选择开关并释放以返回主菜单。

阅读臭氧监测器使用小时数

仪器会记录使用的总小时数。这有助于确定何时应维修仪器,更换泵等。要读取操作小时数,请选择菜单/配置/ I / O /小时。

访问串行菜单

 

测量和记录任务可以通过串行端口或USB使用终端仿真程序(例如在连接的计算机上运行的Tera Term Pro或HyperTerminal)访问。可以使用带有本手册标题为“通过串行端口实时收集数据”部分列出的属性的终端仿真程序发送命令。下面列出的是小写字母,它们是仪器继续测量时执行某些操作的命令:

 

l开始记录并写入现有的记录数据

t传输记录的数据

e结束记录

h输出串行数据线标题

m串行菜单

 

如果将字母m作为命令发送,菜单>将显示在终端仿真器窗口中。当访问串行菜单时,仪器不再进行测量;它正在等待下一个命令被输入。以下是从这一点可访问的菜单项列表:

 

l开始记录并写入现有的记录数据

t传输记录的数据

e结束记录

h输出串行数据线标题

显示可能的平均时间列表和必须输入的数字,以便更改为所需的平均时间

z显示当前零点校准设置并等待新的设置,然后回车

s显示当前的斜率校准设置并等待新的设置,然后回车

c时钟菜单,显示当前的日期和时间,并等待输入d或t

从时钟菜单中,

d要求以DDMMYY格式输入日期。

t要求输入HHMMSS格式的时间。

p打开泵进行灯泡测试

u关闭泵进行灯泡测试

r在平均前输出A和B通道的原始臭氧

v停止输出A和B通道的原始臭氧

d打开LCD背光

g关闭LCD背光

h输出串行报头(在测量期间也可用)。

?输出帮助菜单

x退出菜单并返回测量

2.7      备用泵

205型臭氧监测仪安装了两个气泵。一个用作主气泵,另一个用作备用泵。如果空气流量降至临界值以下,则主泵关闭,备用气泵开启。当备用泵启动时,显示屏的左上角会出现克拉符号(^)。如果第二台泵发生故障,备用泵关闭,主泵再次通电。此时显示屏上出现两个克拉符号(^^)。如果流量仍然超出范围,则再次尝试备用泵,显示屏上出现三克拉(^^^)。如果仪器的电源循环,克拉符号将消失,仪器将尝试再次使用主泵。

此功能允许用户获得气泵的整个使用寿命而不会显着丢失数据。一旦主泵发生故障,用户通常需要几个月的时间才能更换主泵。

体积流量不断测量,通过串口输出,作为数据线的一部分,并存储在内部数据记录器中。

  1. 维护

臭氧监测仪的设计几乎免维护。唯一需要日常维护的部件是臭氧洗涤器,如下所述,每运行六个月应至少更换一次,额定寿命为5000小时的空气泵。其他用户可维修组件包括灯泡,时钟电池和电磁阀,如果发生故障,这些组件很容易更换。此外,入口过滤器(用户提供)应根据过滤器制造商的建议更换。

根据环境因素,微型气泵的寿命由制造商规定为3,000至7,000小时,平均约为5000小时。这相当于连续运行约7个月。选用的泵基于多年不同泵制造商和型号的经验。外部长寿命气泵可作为升级版。

2B Tech网站上提供了大量技术说明。完整的链接列表可以在(可点击的链接)找到:

www.twobtech.com/tech_notes.htm

这些技术说明不断更新,并创建新的技术说明。有关维护和维护和维修的技术说明可从以下网址下载(可点击链接):

TN 017:更换202型和205型臭氧监测器™中灯罩的程序

TN 018:202型臭氧监测仪的清洗程序

TN 021:更换202型和205型臭氧监测仪™中的空气泵的步骤

 

以上是手册pdf版本中的可点击链接。 如果您正在从硬拷贝中阅读,链接是:www.twobtech.com/TNxxx.pdf其中xxx是技术说明编号。

另外,请注意,所有2B Tech仪器手册均在网上发布:www.twobtech.com/downloads.htm

为了您的方便,本手册末尾提供了一份可以打印的服务日志,用于记录校准,更换泵,灯等。在2B Tech进行维修的记录也保存在2B Technologies的数据库中。 该数据库还包括有关仪器结构和初始校准的详细信息,包括其内部照片的数字。

 

  1. 校准

每个分析仪器都会有一些漂移和变化,因此有必要定期检查校准。动态校准是一种多点检查,仪器对已知浓度的气体样品进行采样,以确定校准关系。有关臭氧监测器校准的更多信息,请参阅联邦法规(标题40,第50部分,附录D)和环境保护局关于环境臭氧监测器校准的技术援助文件。

校准是根据一些公认的标准调整205型臭氧监测仪的增益和偏移的过程。从任何分析仪器收集的数据的可靠性取决于校准的准确性,这在很大程度上取决于其对参考物质或参考仪器校准的分析可追溯性。

由于臭氧的不稳定性,由于随着时间流逝臭氧的损失,认证压缩气瓶内的臭氧浓度是不可能的。当需要臭氧浓度标准时,臭氧必须在现场生成和认证。臭氧标准可以分为两种基本类型:

  1. 主要臭氧标准是臭氧发生器和基于紫外吸光度的臭氧监测器(紫外光度计)的组合,该设备已按照美国规定的程序进行设置。环境保护署(EPA)根据联邦法规法典第40篇第50部分附录D(40 CFR第50部分)。

  2. 臭氧转移标准是一种能够产生与主要臭氧标准定量相关的准确臭氧浓度标准的系统(便携式臭氧监测器和/或便携式臭氧发生器)。臭氧传输标准的一个例子是2B Technologies Model 306臭氧校准源。根据美国环境保护署(EPA)根据联邦法规第50部分附录D(40 CFR第50部分)标题40规定的程序,臭氧转移标准必须在使用前进行认证。

     

    所需设备

     

    执行校准所需的设备可以在市场上买到,或者可以由用户组装。使用主要臭氧标准的校准包括臭氧浓度的产生,臭氧浓度同时由主臭氧标准和正在进行校准的仪器测量。该程序需要以下设备:

     

    1.零气源

    2.臭氧发生器

    3.采样歧管(仅限惰性材料,如PTFE或FEP)

    4.采样管线(惰性材料,例如PTFE或FEP)

    5.紫外光度计

     

    使用经过认证的传输标准进行校准包括使用经过校准的臭氧发生器生成臭氧浓度,这些臭氧浓度是由正在进行校准的仪器测量的。该程序需要以下设备:

     

    1.零气源

    2.认证转让标准

    3.采样歧管(仅限惰性材料,如PTFE或FEP)

    4.采样管线(仅限惰性材料,如PTFE或FEP)

     

    零空气可以从压缩气瓶或擦洗过的周围空气中产生。如果使用环境空气,则必须除去臭氧和一氧化氮等污染物。用于产生零空气的详细程序在EPA的环境臭氧监测器校准技术援助文件中。

仪器准备

 

校准之前,请按照以下步骤操作:

1.开启205型臭氧监测仪并使其稳定至少1小时。

2.将仪器连接到臭氧校准装置上的歧管。如果在正常操作中使用颗粒过滤器,则必须通过过滤器执行校准。歧管必须排放到大气中,以便在校准设置中不会形成压力。将205型直接连接到任何设备的加压输出可能会损坏臭氧监测器。

3.确认进入歧管的流量大于臭氧监测器所需的总流量和从歧管中抽取的任何其他流量需求。

 

校准设置准备

 

正如EPA技术援助文件中所指出的那样,在校准之前应进行多项测试以确保测量的准确性。这些测试包括:

 

•安装程序检查

•臭氧损失测试

•线性检查

•比对测试

 

设置检查

 

校准前应进行校准设置的目视检查,以确认设置是否正确。应检查并验证所有管道连接符合制造商的说明。任何明显的泄漏都应该被固定,并且应该检查歧管和采样管的总体清洁度。有关更多信息,请参阅制造商的主要臭氧标准或臭氧传输标准的用户手册。

 

臭氧损失测试

 

由于与歧管壁和采样管线的反应,一些臭氧可能在校准设置中丢失。必须测量任何重大的臭氧损失,并随后应用于纠正校准测量。有关更多信息,请参阅制造商的主要臭氧标准或臭氧传输标准的用户手册。

线性检查

 

由于205型在几个数量级上本质上是线性的,线性检查提供了仪器正常运行的测试。仪器线性可以通过与臭氧标准(参见校准程序 - 校准曲线)比较或通过稀释臭氧测量来检查。要通过稀释臭氧测量来检查仪器的线性,请在臭氧监测器上限附近产生和测量臭氧浓度(建议满量程的80%)。通过用零空气精确地稀释臭氧流量应该产生额外的臭氧浓度,并且一旦仪器达到稳定的响应应该测量每个浓度。线性测试的准确性依赖于用于执行稀释的流量计的精度。非线性的百分比由公式计算:

 

 (2)

 

 (3)

 

哪里:

R =稀释比例

Fo =臭氧发生器流量

Fd =稀释剂零空气流量

E =线性误差,以百分比表示

C1 =原始浓度的测量浓度

C2 =稀释浓度的测量浓度

 

线性误差不应大于5%。如果误差大于5%,则在假定臭氧监测器不是线性前应检查流量稀释的准确性。请注意,由于流量测量引入的不确定性,205型的内在线性优于此线性检查中计算的误差。

 

比对测试

 

校准设置与其他臭氧标准品的比较可以很好地检查设备的整体准确性。如果从另一个臭氧测量标准被发现偏离校准设置大于仪器规格,其中一个校准设置不准确。

 

校准程序

 

应至少每12个月或在校准频率内进行多点校准,任何时候执行主要组件拆卸,或任何时候零点或量程检查结果超出可接受限值。

 

仪器准备

1.开启205型臭氧监测仪并使其稳定至少1小时。

2.进入校准菜单(Main Menu \ Cfg \ Cal \ O3)并将零点(Z)值设置为0,并将斜率(S)值设置为1.00。

3.将臭氧监测器连接到臭氧校准装置上的歧管。如果在正常操作中使用颗粒过滤器,则必须通过过滤器执行校准。歧管必须排放到大气中,以便在校准设置中不会形成压力。将205型直接连接到任何设备的加压输出可能会损坏臭氧监测器。

4.确认进入歧管的流量大于臭氧监测器所需的总流量,以及歧管的任何其他流量需求图,如紫外光度计或臭氧转移标准。

 

零空气测量

1.确认零气源已打开且臭氧发生器关闭。在臭氧发生器中必须使用臭氧发生器中使用的相同零气源。

2.让Model 205采样零气直到响应稳定。

3.记录平均零空气响应。

 

臭氧标准的测量

1.产生略低于感兴趣浓度范围的臭氧浓度,并使臭氧发生器预热至少5分钟。在臭氧发生器中必须使用相同的零空气供应来进行零空气测量。

2.让205型臭氧监测仪对臭氧浓度标准进行采样,直到测量到稳定的响应。

3.记录臭氧监测器的平均响应以及UV传输标准的平均响应。

4.生成其他几个臭氧浓度标准。在所关注的范围内建议至少5个臭氧浓度标准。

5.对于每个臭氧浓度标准,记录臭氧监测器的响应以及UV光度计的响应或传输标准。

 

校准曲线

1.绘制Model 205监视器响应(x轴)与相应的标准臭氧浓度(y轴)。

2.使用线性回归技术将数据拟合成直线(y = mx + b)以确定校准关系。

3.确定是否有任何点偏离该线,这是确定校准曲线时出现错误的指示。该错误可能是由于校准设置或正在校准的臭氧监测器。臭氧监测器中最可能出现的问题是泄漏,臭氧洗涤器故障,阀门污染或光学装置污染。请参阅手册的“故障排除”部分。

4.线的斜率是增益因子(S),截距是需要应用于臭氧监测器响应以将其校准为主臭氧标准的偏移量(Z)。如果截距超出-10至10的范围或斜率超出0.90至1.10的范围,则表示校准设置或正在校准的臭氧监测器存在问题。臭氧监测器中最可能出现的问题是泄漏,臭氧洗涤器故障,阀门污染或光学装置污染。请参阅手册的“故障排除”部分。

5.在仪器软件中输入校准菜单(Main Menu \ Cfg \ Cal \ O3)并设置校准参数。

 

周期性零和跨度检查

为确保臭氧监测数据的质量,可按照以下步骤执行定期零点和量程检查:

1.按照上面的“零空气测量”一节,用205型零位空气进行零位检查。

2.根据上述“臭氧标准的测量”一节,在感兴趣浓度范围的高端采样臭氧浓度,进行量程检查。

3.零点检查或量程检查的平均测量值应在仪器规格范围内。如果测量值不在规格范围内,则表示校准设置或正在检查的臭氧监测器存在问题。臭氧监测器中最可能出现的问题是泄漏,臭氧洗涤器故障,阀门污染或光学装置污染。请参阅手册的“故障排除”部分。

 

  1. 故障排除

 

如果仪器无法正常运行,可以使用表I识别和纠正常见问题。如果问题无法轻易纠正,请通过我们的网络售票软件联系2B Tech的客户服务:

 

www.twobtech.com/techsupport

 

或者,您也可以发送电子邮件至techsupport@twobtech.com或致电+1 (303)273-0559。 如果我们相互确定仪器无法在现场进行维修,v我们将向您提供一份退货授权号码和一份简表,以便填写并将其与仪器一起退回我们的服务部门。

 

表I中的数字提供了205型臭氧监测仪的“导览”,因此可以轻松识别关键组件和连接器。 本手册末尾的第4节提供了可用部件列表。

表I.排除臭氧监测器的性能问题。


关键词:防爆型氯气在线监测,氯气泄漏在线监测,苯系物在线监测,氨气在线监测,自动被动采样器

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