2RP14001405系列仪器用户手册PM25.docx
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2RP14001405系列仪器用户手册PM25
2RP1400&1405系列仪器用户手册
刘子锐、高文康
1.仪器介绍
TEOM1405系列(1405,1405D和1405DF)仪器由进样系统和分析控制单元两部分组成,如下图所示。
用户可以通过控制单元前端的面板设定及修改参数。
TEOM1405主机
TEOM1400主机
TEOM1400系列外部的进样系统与TEOM1405系列相同,而主机部分则分成上图所示的传感单元(A)和控制单元(B)两部分,实际上1405系列是1400系列的升级版本,1405系列将1400系列的传感单元和控制单元合并,并提供了可视化的触摸屏,实现了人机互动。
2.安装介绍
2.1安装标准清单
TEOM1405系列TEOM1400系列
(1)1405主机
(1)传感单元和控制单元
(2)温湿度传感器及10m延长线;
(2)温湿度传感器及10m延长线;
(3)辅路3/8英寸绿管10m(3)辅路3/8英寸绿管10m
(4)连接真空泵3/8英寸绿管5m;(4)连接真空泵3/8英寸绿管5m;
(5)2根1m长不锈钢管;(5)2根1m长不锈钢管;
(6)天平膜及换膜工具(6)天平膜及换膜工具
(7)辅路蓝色过滤器1个(7)辅路蓝色过滤器2个
(8)小过滤膜1个(8)流量分离器1个
(9)流量分离器1个(9)PM10切割头1个
(10)PM10切割头1个(10)气水分离器1个
(11)气水分离器(连有红色冷凝管)1个(11)气密性检查适配器1个
(12)气密性检查适配器1个(12)真空泵1个
(13)真空泵1个(13)加热棒1根
(14)加热棒1根(14)1L分流头1个
(15)1L分流头1个(选配)(15)PM2.5切割头1个
(16)PM2.5切割头1个(16)模拟量输出数据线1根
(17)模拟量输出数据线1根(17)1年消耗包(天平膜1盒(20个);
(18)1年消耗包(天平膜1盒(20个);蓝色大过滤器4个;汽水分离器滤芯3个;
蓝色大过滤器2个;汽水分离器滤芯3个;1A保险丝4个)
1A保险丝4个)
2.2仪器安装环境
TEOM1400&1405主机需安装在室内,合适的温度范围为8-25度,采样管通过屋顶连接到室外,PM2.5切割头的高度为屋顶以上1.8-2.1m。
PM10切割头在PM2.5的上面。
2.3仪器安装步骤
2.3.1传感单元和控制单元的连接
TEOM1400系列仪器主机部分由传感单元和控制单元组成,需要利用数据线连接;而1405系列仪器传感单元和控制单元已经合为一体,不需要进行此部分的连接。
2.3.2真空泵的连接
将5m长的3/8英寸绿管一端连接至真空泵,另外一端连接至仪器背部的真空泵连接口,如下图所示:
2.3.3辅路的连接
将10m的3/8英寸绿管切下约半米,一端连接至仪器背部的辅路连接口,如上图所示,一端连接至加热棒;截取2m长3/8英寸绿管,一端连接加热棒,一端连接汽水分离器,同时将气水分离器固定在1405主机或1400传感单元旁边,如下图所示:
将剩余的绿管一端连接汽水分离器的另外一端,一端通过屋顶连接至Y型流量分离器的辅路接口,如上图所示,至此完成辅路的连接。
2.3.4主路的连接
主路通过不锈钢管与Y型流量分离器进行连接,不锈钢管顶端安装1L分流头,分流头距离分离器顶部的高度为15.5cm。
外部空气进入天平前,根据需要对气体里面的颗粒物大小进行切割,下图从左至右依次为PM10切割头,PM2.5切割头。
PM切割头往下与流量分离器进行连接。
2.3.5三角架的固定
如下图所示进行三脚架的固定,将流量分离器固定在三角架上,同时将温湿度传感器固定在流量分离器上。
2.4小结
至此完成TEOM1405或1400系列仪器的连接,下一步调整三角架位置,确保PM10切割头以下至传感单元处保持垂直状态。
固定三脚架,将各个连接口的螺帽拧紧,以及管线的快速连接口插紧,以保证整个系统的气密性。
3.仪器正常运行前的准备工作
仪器安装完毕后,打开主机电源,等待仪器初始化启动,此过程约需5分钟,等到仪器前端的控制面板出现下图所示的开机界面后,再启动真空泵。
3.1开机界面
下图为进去开机界面后的1405系列仪器的控制面板状态(触摸屏)。
对于1405的界面,左边一栏是主菜单,从上往下依次是数据窗口,系统状态窗口,仪器当前设置条件窗口,设置窗口以及服务窗口。
最下面一栏为仪器的状态栏,从左往右依次为仪器模式,仪器状态,锁定状态以及时间和日期栏。
下图为1400的显示屏和按键面板,显示屏第1行从左至右一次为仪器状态(OK1~4),天平膜负载率,通信协议和时间。
第2、3、4行分别为即时、30分钟和1小时平均浓度。
3.21400系列仪器参数设置
1、时间设置
按“TIME/DATE”键。
将光标移至“HOUR”位置。
按“EDIT”将“>”改成“?
”把需要的数值通过按“ENTER”键输入完成;
2、AK协议设置
按“RS-232”键。
将光标“>”移之“AKprotocol”后,再按“ENTER”键即可;
3、主(辅)流量、温度、气压设置
a、键入代码“19”,将光标“>”移之“F-Main”,将“3.00l/m”改成“1.00l/m”(使用“EDIT”键进行编辑)。
同理可把“F-Aux”的“13.67l/m”改成“15.67l/m”;
b、将光标“>”移之“T-A/S”将“25.00”改成“99.00”(自动采样时要求);
C、将光标“>”移之“P-A/S”:
将“1.00”改成“9.00”(自动采样时要求)。
4、储存设置
a、键入代码“09”,将光标“>”移之“StorVar1”,按“EDIT”键将“>”改成“?
”输入代码“008”可得到“Massconcentration(µg/m³)”;
b、在“StorVar2”,按“EDIT”键,将“>”改成“?
”输入代码“041”可得到“StatusCondition(0:
OK;1:
M;2:
T;4:
F;8:
X;16:
V)”;
c、“StorVar3”至“StorVar8”,按“EDIT”键,将“>”改成“?
”输入代码“0”可得到“NULL”,代表不存储数据;
d、存储数据间隔“INTERVAL”设置为1800,存储变量个数设置为2。
5、模拟信号输出
按“STEPSCREEN”键。
将光标向下移至“SetAnalogOutputs”位置。
“ENTER”键进去,第一行模拟量输出电压“MaxValt”设置为10V,光标下移至模拟量输出第1通道“A01var”,按“EDIT”将“>”改成“?
”,输入代码008可得到“Massconcentration”。
将最小值“A01Min”设置为-200,最大值“A01Max”设置为800;光标下移至模拟量输出第2通道“A02var”,按“EDIT”将“>”改成“?
”,输入代码041可得到“Status”。
将最小值“A02Min”设置为0,最大值“A02Max”设置为500;第3通道“A02var”暂不设置输出参数。
模拟量输出第1,2,3通道对应的针脚如下所示。
Channel1PositivePin10GroundPin3;
Channel2PositivePin1GroundPin5;
Channel3PositivePin9GroundPin6。
3.31405系列仪器参数设置
1、时间设置
进入“Setting”菜单,选择“System”按纽,进入“Settime”,设定当前日期和时间。
2、流量设置
设定步骤如下:
进入“InstrumentConditions”菜单,选择“Flows”按纽,进入流量控制界面(如下图左),选择“FlowRates”,进入当前流量状态(如下图右),图右显示的是TEOM1405单通道的流量状态,仪器出厂的设定是:
主流量3l/min,辅流量13.67l/min,这是美国的标准设定,按照中国的空气质量,需要将主路流量改为1l/min,辅流量15.67l/min,因此需要在流量分配器里面加装1L分流头。
点击左图的“FlowControl”按纽,进入流量控制界面,如下图所示:
在安装温湿度传感器的情况下,体积流量控制(VolumetricFlowControl)选择“Active”,即应用当前实际的温度和压力,而选择“Passive”则表示应用平均的温度和压力。
同时由于美国和中国对气体标准状态定义的不同(美国:
25度,1个大气压;中国:
0度,1个大气压),应将标准温度设定为0度。
在“Reporttothefollowingconditions”一栏里,选择“Standard”按纽,这样可以把当前的颗粒物浓度校正为标准状态下的浓度,从而利于不同站点间进行比较。
3、数据模拟量输出设置
在主界面的“Setting”菜单里,选择“Analog&DigitalOutputs”按纽,进入模拟x信号输出设置界面,如下图左显示,选择“AnalogOutputs”,如下图右显示,
点击菜单上的“
仪器的输出端口在背部,如下图左显示,通过下图右的25针连接器采集信号。
I/O输出的各通道如下图所示,其中1和14是连接通道1,14是接地线;2和15是连接通道2,15接地线;以此类推。
将25针连接器插进I/O接口,另外一端通过网线连接至公共机模拟信号采集系统,完成数据向电脑的传输。
3.4气密性检验
3.4.11405系列仪器
TEOM1405安装完成后要进行气密性检验,正常运行后每隔一个月需要检查一次。
气密性检验按照仪器自带的程序进行。
操作顺序为:
选择Service-Verification-LeakCheck,进入到气密性检验的操作界面,如下图所示:
与真空泵连接
点击“Next”,按照提示将天平上的膜取走(防止检查时损坏膜),点击“Next”,按照提示仪器背后与真空泵连接的管线拔掉,如上图所示,点击“Next”,等待仪器稳定1分钟,点击“Next”,将与真空泵连接的管线再次插上,点击“Next”,按照提示将PM10切割头取下,点击“Next”,将气密性检验适配器装入流量分配器顶部(如下图所示),并缓慢关闭后点击“Next”,等待仪器稳定1分钟,点击“Next”。
按照提示缓慢打开气密性检验适配器,取下适配器并重新装上PM10切割头后,点击“Next”,出现检查结果对话框,如果气密性检查成功,则出现下面左边图显示的结果,若不成功,则是右图显示结果,此时需要检查各连接口是否拧紧,并重新检查直到气密性检验成功为止。
3.4.21400系列仪器
气密性检验开始前,将天平膜从震荡天平取下(关闭抽气泵),合上天平。
在抽气泵关闭的情况下取下PM10切割头,安装上气密性检验适配器,打开抽气泵,缓慢关闭适配器,稳定5分钟后看显示频上主辅路流量,气密性良好的情况下,主路流量应低于0.15L/min,辅路应低于0.6L/min,否则为气密性检验不合格,需要重新检查安装的各个接头是否安装正确和有无漏气直至检验合格。
3.5K0值检验
3.5.11405系列仪器
选择主界面的“Service”,单击“Verification”,出现下图左所示界面,选择“MassTransducerK0Verification”开始K0检验,如下右图所示:
单击“Next”,按照下图左提示将PM10切割头取下,将气密性检验适配器装上,并在适配器上安装过滤管(目的是保证接下来不污染标准膜),点击“Next”,按照提示打开天平,将天平膜取下并关上天平,点击“Next”出现下图右界面,等待仪器稳定5分钟。
当显示稳定完成时,点击“Next”,出现输入标准膜重量窗口,如下图左,点击“Filterweight”,输入标准膜重量并确定,点击“Next”,出现安装标准膜窗口,如下图右所示,
按照提示将标准膜正确放置在天平上(注意:
放置标准膜,一定要用专用的放膜工具,且此工具不能用于放置普通天平膜),关上天平,点击“Next”,等待仪器稳定,待稳定完成后,点击“Next”,按照提示用专用工具将标准膜取下,同时换上一个新的天平膜,点击“Next”,出现K0检验结果,如果检验成功,则出现下图左所示窗口,如果检验失败,则出现下图右所示窗口,重新按照上述步骤检验几次,如果还是失败,则需要联系热电仪器公司工程师解决。
3.5.21400系列仪器(停泵进行)
a、取出原有工作滤膜,键入代码“17”在屏幕“FilterWeight””这一行输入“标准膜”质量数值;
b、当屏幕右上角显示的频率达到最大值时,按下“First/Last键,可记录频率fo;
c、当天平上装好“标准膜”频率可达到新的最大值时,再按下“First/Last”键,可记录频率f₁;
d、仪器自动计算显示出“%Diff”数值(该数值不应超过2.5%视为合格)。
不合格的状态下需要重新检验,多次不行则需要联系热电仪器公司工程师解决。
3.6小结
完成上述4个部分的工作后,仪器开始正常工作以及数据的正常传输。
4.TEOM1400&1405仪器日常维护
4.1台站观测人员日常维护
4.1.1天平膜的更换
当膜的负载率大于40%时(如下图所示),应当更换天平膜。
更换天平膜的步骤如下:
(1)1405系列
选择主界面的“Service”,单击“Maintenance”,选择“ReplaceTEOMfilter”,点击“NEXT”进入仪器的更换天平膜引导程序,如下图左所示。
按照程序的提示,将天平打开,如下图右所示。
利用换膜工具将原来的天平膜取下,如下图所示,取膜时应垂直向上将膜拔出。
然后用换膜工具将已经在天平内恒温恒湿的备用膜取下,按照下图右所示的步骤将备用膜安放在天平座上,最后用约0.5公斤的力轻轻压紧天平膜。
点击“NEXT”,按照提示放上两张备用膜在天平上,关闭天平,点击“NEXT”,等待天平稳定5分钟,如下图所示。
如果天平不能稳定以获得一个固定的稳定频率,则会出现下图左的对话框,表示天平膜的放置不正确,此时需要重新放置天平膜,然后等待天平稳定。
如果膜放置正确,天平达到稳定的震荡频率,则出现下图右的对话框,表示已经成功完成换膜。
(2)1400系列
正常关机后,用工具垂直将旧滤膜取下,垂直方向换好新滤膜,然后用0.5公斤的力垂直向下慢慢地压滤膜,使其稳固在天平的上端;更换完后开机。
4.1.2.汽水分离器(1400&1405相同)
在室外空气湿度比较大时,汽水分离器里面会存留水,需要及时倒掉。
将下图所示的黑色密封盖逆时针旋转开,将集水罐里的水倒出后顺时针拧紧密封盖。
仪器正常运行一段时间后,汽水分离器里的过滤膜会富集颗粒物,当过滤膜变黑时,需要更换。
旋开密封盖,将原来的膜取下,换上新膜后将密封盖拧紧。
黑色密封盖
4.1.3辅路及主路过滤器的更换
随着仪器的长时间运行,主辅路的过滤器会富集越来越多的颗粒物从而使里面的滤膜变黑,此时需要更换滤膜。
(1)1405系列
主辅路过滤器的位置如下图所示:
更换过滤膜时,逆时针拧开过滤器外部的白色保护罩,如下图左所示,进而旋开里面的黑色旋钮,更换上一个新的滤膜。
旋紧黑色旋钮,顺时针拧紧白色保护罩完成滤膜的更换。
下图是主辅路过滤膜脏了以后的颜色:
(2)1400系列
主辅路蓝色大过滤器的位置如下图所示。
主辅路的过滤器相同,当里面的滤芯变黑时需要及时更换,以免影响流量。
4.1.4停电事件处理
停电后,应及时关闭TEOM1405以及真空泵。
来电后,应该先开启TEOM1405或者1400控制单元,等待仪器初始化启动,出现开机界面后,再打开真空泵。
观察仪器报警项,等待仪器正常工作,此过程需要约2个小时。
同时注意将室内空气调节到25度,模式调成除湿模式。
4.1.5观测人员日常记录
站点观测人员请填写附录中的表1,记录仪器日常运行情况。
4.2技术人员日常维护
4.2.1PM10切割头的清洗
PM10切割头清洗的频率是一个月一次或根据当地的空气质量情况选择更低频率清洗,清洗过程如下:
将PM10切割头从中部拧开,如下图所示:
将上图左的切割头顶部的螺丝拧开,内部如下图左显示,用脱脂棉和去离子水(酒精)将切割头内部擦洗干净,清洗完毕后重新组装好切割头,组装过程中注意给接口处的O型圈涂抹上硅油,如果长时间使用造成O型圈破损,则需要更换O型圈。
4.2.2PM2.5切割头清洗
3
2
按照上图所示拆解开PM2.5切割头,用软布沾上去离子水(酒精)擦拭右图所示的3个部分,风干后重新组装。
4.2.3震荡天平进气口清洗
震荡天平进气口的清洗频率是一年一次,清洗的过程如下:
将天平外面的保温套褪下,将下图左所示的温度探头螺母拧开(用/2英寸的扳手),将天平打开,如下图有所示。
取走天平膜,用一把软毛刷子蘸上酒精清洗天平上部的进气口及其周围,等待酒精挥发天平干燥后放上天平膜,盖上天平,重新套好保温套完成天平进气口的清洗。
4.2.4仪器环境温度和大气压力的校准
仪器环境温度大气压力的校准频率是一年一次,
(1)1400系列
a、键入代码“19”将光标移至“AmbientTemp”屏幕显示出环境温度值;
b、拆下控制单元上盖,调节模拟板上模拟输入的电位器R8直到环境温度显示值和实际(标准温度计)读数相匹配;
c、稳定30秒钟后,根据需要决定显示读数是否重新调节;
d、装好控制单元上盖。
(2)1405系列
按照仪器自带的校正软件提示完成,具体校准过程见1405说明书。
4.2.5流量校准
主辅路流量的校准频率是一个月一次。
(1)1400系列
软件校准:
a、关闭控制单元,断开与传感单元的一切连接;
b、开启控制单元和泵(冷启动要预热30分钟,刚运行过的可预热5分钟);
c、键入代码“19”,将光标移至“T-A/S99.00P-A/S9.00,通过“EDIT”将其改成当时当地的温度和压力,然后将光标移到“FAdjMain”1.000,
d、将大过滤器取下,把基准流量计接到控制单元背部面板标有主流量的入口处(或辅流量入口处);
e、如发现主流量不合格时可调节“FAdjMain”1.000,通过“EDIT”改变数值1.000,使流量计上的实际读数与设定值相匹配,如调节幅度超过±1%时可进行硬件校正;
f、如发现辅流量不合格时同理需要改变(“FAdjAux”1.000)数值1.000,使流量计上的实际读数与设定值相匹配(调节幅度超过±1%时可进行硬件校正);
g、调节好流量后,关闭控制单元和泵,将气路和电路与传感单元连接好使系统恢复正常。
硬件校准(应先进行模拟板校准):
A:
主流量
a、关闭控制单元,断开与传感单元的一切连接;
b、拆下控制单元上盖,开启控制单元和泵(冷启动需要预热30分钟,刚运行过的可预热5分钟);
c、用万用表测主流量线路板上红色“+10V”点的电压,调节电位器R304(新型R116)使读数为10.000±0.001VDC;
d、注意将温度和压力调节到当时当地的读数并恢复“FAdjMain”1.000;
e、将大过滤器取下,把基准流量计接到控制单元背部面板标有主流量的入口处;
f、键入代码“19”将光标移至“F-Main1.00”,按“EDIT”键,将主流量改为0.5l/m,观察流量计上的实际读数约10秒钟后,可调节主流量线路板上的电位器R101(新型R119)使主流量精确达到0.5±0.03l/m;
g、将主流量改为4.5l/m观察流量计上的实际读数约10秒钟后,调节线路板上的电位器R105(新R126),使主流量精确达到4.5±0.03l/m,将主流量改为1l/m,观察流量计上的实际读数约10秒钟后,调节电位器R105(新型R119)使主流量精确达到1±0.03l/m。
B:
辅流量
a、将大过滤器取下,把基准流量计接到控制单元背部面板标有辅流量的入口处;
b、键入代码“19”,将光标“>”移之“FAdjAux”的“15.67”按“EDIT”键,将辅流量改为2.0l/m观察流量计上的实际读数约10秒钟后,调节辅流量线路板上的电位器R201(新型R119),使辅流量精确达到2.0±0.2l/m;
c、将辅流量改为18.0l/m,观察流量计上的实际读数约10秒钟后,调节辅路线路板上电位器R205(新型R126)使辅流量精度达到18±0.2l/m;
d、将辅流量改为15.67l/m,观察流量计上的实际读数约10秒钟后,调节电位器R205(新型R119)使辅流量精度达到15.67±0.2l/m;
e、将参数压力和温度恢复到自动测量时需要值;
f、关闭电源;
g、将气路、电路连接好,恢复正常运转。
(2)1405系列
按照仪器自带的软件提示的操作步骤进行,具体校准过程见1405说明书。
4.2.6气密性检验
气密性检验的频率是一个月一次,具体检验过程见3.4节
4.2.7模拟信号输出校准
模拟信号输出校准的频率是一年一次。
(1)1400系列
具体校准过程如下:
a、关闭控制单元电源;
b、拆开控制单元背面与传感单元和ACCU的连接电缆;
c、拆下控制单元上盖;
d、拆开“L”形模拟输入/输出板上的P₂、P₃和P₄扁平电缆;
e、开启控制单元;
f、键入代码“11”进入模拟校准屏幕,在第二行键入“YES”;
g、将光标移至“A/O”行;
h、将万用表“+”导线放在模拟输出测试点“O”,“-”导线放在“GND”测试点;
i、通过“EDIT”将“A/O”值设定为“90.00”,使所有的模拟输出通道的输出达到满标的90%,校准中的模拟输出通道值需调节相应的电位器,使万用表读数准确;
j、校准模拟输出后,将“A/O”值改成“0.00”;
(2)1405系列
按照仪器软件提示的操作步骤完成,具体校准过程见1405说明书。
4.2.8KO值检验
KO值检验的频率是一年一次,具体过程见3.5节。
4.2.9技术维护记录
技术人员每次维护后请填写附录中的表2。
5.附录
表1TEOM气溶胶质量浓度监测仪日检查表
站名:
日期:
值班人员:
表2TEOM质量控制检查表版本号:
2011/04
站点名称:
日期:
巡检人员:
开始时间:
操作人员:
结束时间:
校准仪器信息
厂家型号序列号校准日期
流量计
大气压表
温度计
质量控制检查
校准仪读数TEOM读数偏差
温度检查(允许范围±2℃)
环境温度:
℃℃℃
大气压检查(允许范围±10mmHg)
环境气压:
AtmAtmmmHg
mmHg
漏气检查
主流量Main-Flow(LPM)(<0.15LPM)
旁路流量Aux-Flow(LPM)(<
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