紫外吸收O3分析仪

紫外吸收O3分析仪 API MODEL 400A O 3 使用说明书 1 你以及其他人的安全是非常重要的，我们在本手册中提供了许多安全信息。请你 安全信息提醒你有可能伤害你或其他人的潜在危险，每一种安全信息都有一种安 全警报符号，这些警报符号可以在本手册中以及仪器里面找到，其定义叙述如下： ? 普通警告/ ? ? ? 专门人员符号：标有该符号的操作只能由合格的维修人员进 ? ? 注意 本分析器只能用于本手册所述的目的并只能按本手册所述的 方法使用。否则，将会出现难以预料的情况以及可能危险的后果。 2 ……………………………………………………………………… …………………………………………………… ………………………………………………………………… 2.1 拆封…………………………………………………………………………….2 2.2 电路和气路连接……………………………………………………………….4 2.3 启动操作……………………………………………………………………….7 ……………………………………………… 3.1 特性……………………………………………………………………………12 3.2 EPA等效设计………………………………………………………………….13 3.3 担保……………………………………………………………………………14 ………………………………………………… 4.1 操作原理………………………………………………………………………15 4.1.1 相应的过滤器……………………………………………………………16 4.1.2 查看O公式的斜率和截距………………………………………………16 3 4.2 干扰抑制………………………………………………………………………17 4.2 操作概述………………………………………………………………………19 4.2.1 光具座组件………………………………………………………………19 4.2.2 气动传感器板……………………………………………………………19 4.2.3 计算机硬件和软件………………………………………………………19 4.2.4 V/F板……………………………………………………………………20 4.2.5 前面板…………………………………………………………………..20 4.2.5.1 显示………………………………………………………………..20 4.2.5.2 程序按纽…………………………………………………………..21 4.2.5.3 键盘………………………………………………………………..21 4.2.5.4 LED状态…………………………………………………………….21 4.2.5.5 电源开关…………………………………………………………..21 4.2.6 电源供应模块…………………………………………………………..24 4.2.7 泵,阀,气动系统………………………………………………………..24 ………………………………………………………… 5.1 前面板菜单索引………………………………………………………………25 5.2 采样方式……………………………………………………………………..28 3 5.2.1 测试功能…………………………………………………………………28 5.2.2 校准功能 CAL(校准) CALS(校标) CALZ(校零)………………………31 5.2.2.1 CAL,CALS,CALZ(校准,校标,校零)……………………………….31 5.2.2.2 零……………………………………………………………………31 5.2.2.3 标……………………………………………………………………32 5.2.2.4 O3校准浓度…………………………………………………………32 5.3 设置方式……………………………………………………………………..32 5.3.1 配置信息(CFG)………………………………………………………….33 5.3.2 自动校准(ACAL)………………………………………………………..34 5.3.3 数据采集系统(DAS)…………………………………………………….34 5.3.3.1 数据通道………………………………………………………….34 5.3.4 范围菜单………………………………………………………………..35 5.3.4.1 单范围模式………………………………………………………..35 5.3.4.2 双范围模式………………………………………………………..35 5.3.4.3 自动范围模式……………………………………………………..36 5.3.4.4 浓度范围……………………………………………………………36 5.3.4.5 稀释比例…………………………………………………………..37 5.3.5 可使用口令……………………………………………………………..37 5.3.6 日时钟时间……………………………………………………………..38 5.3.7 通讯菜单………………………………………………………………..38 5.3.8 变量菜单………………………………………………………………..38 5.3.9 诊断方式………………………………………………………………..39 5.4 校准输出………………………………………………………………………39 5.5 RS-232接口…………………………………………………………………..40 5.5.1 设置RS-232接口………………………………………………………..41 5.5.1.1 协议选择……………………………………………………………44 5.5.1.2 多路方式……………………………………………………………44 5.5.2 命令综述………………………………………………………………..45 5.5.3 TEST(测试)命令和信息…………………………………………………47 5.5.4 报警命令和信息………………………………………………………..48 5.5.5 校准命令和信息………………………………………………………..49 5.5.6 诊断命令和信息…………………………………………………………50 5.5.7 DAS命令和信息………………………………………………………….51 5.5.7.1 平均浓度………………………………………………………52 4 5.5.7.2 校准参数报告……………………………………………………..52 5.5.8 内部变量………………………………………………………………..54 ………………………………………………… 6.1 可选安装支架………………………………………………………………..56 6.2 可选零/标阀………………………………………………………………….56 6.3 可选内部零/标……………………………………………………………….57 6.4 自动设置支持内部零标和零/标阀可选…………………………………….57 6.5 电流回路可选………………………………………………………………..59 6.6 金属棉涤除器可选……………………………………………………………59 …………………………………………………… 7.1 手动零/标检查或用采样器输入校准……………………………………….62 7.2 手动零/标检查或用零/标阀选件校准……………………………………..65 7.3 用内部零标手动进行零/标检查…………………………………………….66 7.4 自动进行零/标检查………………………………………………………….66 7.5 通过遥控触点闭合使用零/标阀或内部零标……………………………….68 7.6 EPA校准协议………………………………………………………………….69 7.6.1 M400A校准—一般性指导……………………………………………….69 7.6.2 校准设备,备件和消耗件包…………………………………………….71 7.6.3 校准气体和零空气源…………………………………………………..73 7.6.4 数据记录设备……………………………………………………………74 7.6.5 保存记录………………………………………………………………..74 7.6.6 动态多点校准程序……………………………………………………..74 7.6.6.1 线性测试……………………………………………………………75 7.6.6.2 O3损耗修正系数…………………………………………………..76 7.6.7 多点校准………………………………………………………………..76 7.6.7.1 校准步骤……………………………………………………………77 7.6.7.2 零校准过程………………………………………………………..77 7.6.7.3 标校准过程…………………………………………………………78 7.6.7.4 标飘检查…………………………………………………………..79 7.6.8 审核过程………………………………………………………………..79 7.6.9 多点校准审核……………………………………………………………80 7.6.9.1 多点审核过程………………………………………………………80 7.6.9.2 数据审核过程………………………………………………………81 7.6.10 系统审核……………………………………………………………….81 5 7.6.11 校准频率……………………………………………………………….82 7.6.12 质量保证检查概要…………………………………………………….82 7.6.13 零和标检查…………………………………………………………….86 7.6.13.1 评价监测数据的精密度和准确度……………………………….86 7.6.14 推荐建立追踪标准…………………………………………………….87 7.6.14.1 O3工作标准追踪到NIST O3标准……………………………….87 7.6.14.2 建立追踪的其他方法…………………………………………….87 7.7 独立范围或自动范围校准……………………………………………………88 7.7.1 自动范围或双范围的零/标校准……………………………………….88 7.8 参考…………………………………………………………………………..89 ……………………………………………………………… 8.1 维修表………………………………………………………………………..90 8.2 更换样品粒子过滤器…………………………………………………………93 8.3 更换内部零标零空气涤除器…………………………………………………93 8.4 清洗吸收管…………………………………………………………………..95 8.5 泄露检查过程…………………………………………………………………99 8.5.1 校准仪器的泄露检查过程……………………………………………..99 8.5.2 带内部零标仪器的漏检过程…………………………………………..99 8.5.3 带内部零标阀的漏检过程…………………………………………….100 8.6 程序更换过程……………………………………………………………….100 ……………………………………………………… 9.0.1 一般故障排除提示…………………………………………………….101 9.1 操作检验—M400A诊断技术………………………………………………..101 9.1.1 用”TEST”(测试)变量诊断故障……………………………………….102 9.1.2 用”WARNING”(报警)信息诊断故障…………………………………..105 9.1.3 用”DIAGNOSTIC”(诊断)方式诊断故障……………………………….106 9.1.3.1 I/O(输入/输出)信号…………………………………………….106 9.1.3.2 模拟输出步骤测试……………………………………………….109 9.1.3.3 设置模拟输出截距……………………………………………….109 9.1.3.4 测试通道输出…………………………………………………….109 9.1.3.5 RS-232口测试…………………………………………………….110 9.1.3.6 V/F板校准………………………………………………………..110 9.1.4 M400A内部变量………………………………………………………..110 9.2 运行问题…………………………………………………………………….112 6 9.2.1 交流电压检查………………………………………………………….112 9.2.2 温度问题……………………………………………………………….113 9.2.3 噪音过大……………………………………………………………….114 9.2.4 不能校零…………………‧………………………………………….114 9.2.6 标ᬍ稳定……………………………………………………………….114 9.2.7 零不稳定………………‧…………………………………………….115 9.2鰮8 模拟输出与显示浓度不一 致………………………………………….115 9.3 子系统故障与调节 ………………………………………………………..115 9.3.1 计算机、显示器、键盘……………………………………………….115 9.3.1.1 前面板键盘………………………………………………………..115 9.3.1.2 前面板显示………………………………………………………..115 9.3.1.3 单板机………………………………………………………………116 9.3.2 2c/分板…………………………………………………………………118 9.3.2.1 温度放大章节……………………………………………………..118 9.3.2.2 /2c系列总线章节………………………………………………….118 9.3.3 RS-232通讯…………………………………………………………….120 9.3.3.1 RS-232诊断过程…………………………………………………..120 9.3.3.2 RS-232连接…………………………………………………………120 9.3.3.3 分析仪连接到一个调制解调器……………………………………121 9.3.4 电压/频率(V/F)板诊断和校准……………………………………….121 9.3.5 光度计装置组件……………………………………………………….123 9.3.5.1 灯电源供给诊断和调节……………………………………………125 9.3.5.2 前置放大检测器…………………………………………………..125 9.3.5.3 本底电流信号调节程序…………………………………………..127 9.3.5.4 灯源温度…………………………………………………………..127 9.3.6 检查O3涤除器和主切换阀…………………………………………..128 9.3.7 后面板状态/模拟输出PCA…………………………………………….128 9.3.7.1 模拟输出……………………………………………………………129 9.3.7.2 状态输出行,外部联系终止……………………………………….129 9.3.7.3 4-20毫安电流输出(可选件)……………………………………..129 9.3.7.4 RS-232口…………………………………………………………..130 9.3.8 电源供给模块………………………………………………………….131 9.3.9 内部零标可选诊断后故障排除……………………………………….135 7 9.3.9.1 内部零标O3产生灯……………………………………………….135 9.3.9.2 内部零标O3产生器校准………………………………………….138 9.3.9.3 内部零标参比反馈可选…………………………………………..138 9.3.10 流量/压力传感器…………………………………………………….140 9.3.10.1 流量校准………………………………………………………….140 9.3.11 零/标阀可选………………………………………………………….140 9.3.12 气路系统……………………………………………………………..141 9.3.12.1 流量问题的故障排除…………………………………………….141 9.3.12.2 泄漏检查………………………………………………………….141 9.3.12.3 泵………………………………………………………………….142 …………………………………………… 8 表2.1 最终测试和校准值………………………………………………………..10 表4.1 系统方式…………………………………………………………………..20 表4.2 状态显示灯…………………………………………………………………21 表5.1 设置变量…………………………………………………………………..33 表5.2 口令级别……………………………………………………………………37 表5.3 RS-232变量名称…………………………………………………………..39 表5.4 状态输出…………………………………………………………………….39 表5.5 RS-232信息格式…………………………………………………………….40 表5.6 RS-232方式设置-前面板…………………………………………………..42 表5.7 典型的RS-232配置…………………………………………………………42 表5.8 RS-232从终端切换到计算机方式………………………………………….43 表5.9 RS-232终端方式编辑键…………………………………………………….44 表5.10 RS-232命令综述……………………………………………………………45 表5.11 RS-232命令综述……………………………………………………………47 表5.12 测试测量所需命令…………………………………………………………48 表5.13 报警信息清除命令…………………………………………………………49 表5.14 状态报告……………………………………………………………………49 表5.15 校准命令……………………………………………………………………50 表5.16 诊断命令……………………………………………………………………51 表5.17 诊断报告……………………………………………………………………51 表5.18 设置数据采集系统数据通道………………………………………………54 表6.1 自动校准方式参数设置…………………………………………………….57 表6.2 自动校准特性设置参数…………………………………………………….58 表6.3 自动校准程序设置示例…………………………………………………….58 表6.4 自动校准键盘操作顺序示例……………………………………………….59 表7.1 零/标检查和校准形式………………………………………………………61 表7.2 校准控制…………………………………………………………………….62 表7.3 手动校零过程—零气通过采样口………………………………………….62 表7.4 输入期望的标气浓度程序………………………………………………….63 表7.5 手动标气校准程序—标气通过采样口…………………………………….63 表7.6 手动零校准程序—零/标阀………………………………………………..65 表7.7 手动标气校准程序—零/标阀………………………………………………65 9 表7.8 遥控触点闭合真值表……………………………………………………….69 表7.9 设备和配件表……………………………………………………………….71 表7.10 零校准过程…………………………………………………………………78 表7.11 期望的标气浓度程序………………………………………………………78 表7.12 标气校准程序………………………………………………………………79 表7.13 确定零和标水平1和水平2的检查………………………………………83 表7.14 ………………………………………………………………………………84 表7.15………………………………………………………………………………85 表7.16………………………………………………………………………………85 表7.17………………………………………………………………………………86 表7.18 自动或双范围校准…………………………………………………………88 表8.1 M400A维护表………………………………………………………………..92 表9.1 测试功能值…………………………………………………………………103 表9.2 报警信息……………………………………………………………………105 表9.3 输入/输出信息诊断模式………………………………………………….107 表9.4 测试通道输出………………………………………………………………110 表9.5 M400A变量………………………………………………………………….111 表9.6 V/F板跳线—工厂设置…………………………………………………….122 表9.7 UV(紫外)源灯和检测器诊断………………………………………………125 表9.8 电源供给模块组件…………………………………………………………131 表9.9 电源供给模块操作指示灯…………………………………………………133 10 M400A微处理器连续不断地检查操作参数，例如温度、流量和临界电压。仪 器模具设计采用可以拆卸的螺钉，便于维修和安装。如有任何问题参见9.0.1节一般故障检修总则 我们认识到在这本手册上随时变化的信息是需要的。当仪器运到后，安装运 转及正确操作是十分必要的。随着时间的推移，用户需要更详细的信息，如指定 配置，交替校准和其他操作细节。还需要定期维护和迅速排除故障，以确保数据 的可靠性和完整性。 为满足这些需要，我们把这些汇编为三篇，它包括： 目录： 描绘此手册的轮廓以便让信息充分显示。它是本手册各种标题的窗口，包 括列表和列图。 M400A前面板菜单索引： 菜单索引（图5.1和5.2,表5.1和5.2）简要描述了前面板菜单的指导对 每一菜单章节详细解释应参阅的章节。 第9章 故障排除： 目录中列出的故障排除章节，可以在“TEST”菜单诊断和维修仪器。诊断 测试结果以及运行错误（例如噪音和飘移过大）的基础上，对仪器的每个部分进 行调节。故障排除这一节也作了详细的描述。 11 1．确认仪器无外部运输损坏。如果有损坏发生，请首先告知运输方，再通知 API。 2．检查是否有内部运输损坏，主要检查仪器内部，以确保所有电路板和其他 部件完好无损。 3．将运到的仪器放置，移去所有红色运输螺钉，如图2.1所示。并移去仪器 内部光度计设置的运输螺钉。 12 13 1．参见图2.2安置在后面板的电路和气路图的连接。 2．查找到货仪器的电源卡。仪器上电之前，检查仪器后面板标记的电压和频 率同当地电源是否一致。 3．如果将仪器连接到校准仪，加上一个样品排气管，然后连接到采样入口。 样气入口压力应是环境大气压力。泵的出口使用最长10米1/4”的管路排 出到环境气压。 4．连接模拟输出到一个曲线图记录仪或数据采集器。参照图9.3的跳线设置 到希望的模拟输出电压范围。 5．安装M400A时，允许仪器后面板最小间距4英寸，每边间距1英寸，保证 通风良好。 后面板排出接头连接到仪器外部合适的排出口。当样品从压力多支 管进入时，使用排出管。样品压力不应超过环境压力1.5英寸水注。 见图2.2后面板气路连接。样品气应仅用带特氟隆或玻璃连接进入。所 有接头泄露检查用皂液，捡漏最大压力为15PSI。 6．将后面板连接到IZS（内部零标）标有DRY AIR（干燥空气）的接口处，提 供清洁、干燥的空气。 内部零标系统操作成功由环境温度水平决定，为获得较好的稳定性，输入空气 0干燥到露点大约-20C。 14 检查分析仪有合适的电压和频率设置。 电源必须接地良好。 任何断开CPU或其他PCB扦板，必须在断电情况下。 15 16 1．接通仪器电源 2．显示器迅速闪亮，显示仪器型号M400A和计算气存贮配置。如果用户对M400A操作原理不熟悉,我们建议操作前参阅第四节,软件菜单结构图,在图5.1和5.2。 3．M400A需要大约30分钟预热，使所有内部部件达到温度，运行这个时间， 温度和其他条件都能达到指定值。上电以后30分钟，软件将支持许多报警条件。 30分钟后，报警信息将显示直到相应报警条件在指定范围内。使用前面板CLR键进行报警清除。 4．当仪器达到温度时，用户能够利用M400A的诊断和测试功能检查相应的操 作。 5．由“TEST”功能检查显示值和表2.1列出值相对照，请注意当仪器预热期 间，数值并不一定达到最终值。若相知道“TEST”的每一个含义和功能，请参见 表9.1。另外，这时检验收到仪器同定单中可选件是否相符。表2.1也包含可选件列表，第六节概述了可选件的设置。 6．当仪器达到加热，再次按表2.1检查“TEST”功能。所有读数非常接近该 表值，如果不是，见第9节。 7．下一步的任务是校准仪器。有几种方法进行校准。表7.1对校准进行了综 述。对于一个最佳的检查方法。我们推荐用零空气和跨度气通过采样口进行校准， 步骤如下： 分析仪前面板信息都是大写字母，第1步—输入期望的O3标气浓 度。 17 步骤 操作 注释 1 按CAL-CONC 这个键使M400A提示期望的O3浓度值，按每一个数 字下面的键，直到期望的值被设置。 2 按ENTR 按ENTR键存贮O3期望浓度值，此值将被用于内部 公式计算O3浓度值。 3 按EXIT-EXIT 仪器返回到（SAMPLE）采样状态。 第2步—设置M400A量程 步骤 操作 注释 1 按必要时用户可能想改变量程，通常仪器发运时在单 SETUP-RNGE-MOD量程方式并设置为500ppb。我们建议做内部检查时 E-SING-ENTR 用500ppb。 2 按按SETUP-RNGE-SET后，输入500并按ENTR，现在仪 SETUP-RNGE-SET 器将使用500ppb量程。 3 按EXIT 仪器返回到采样（SAMPLE）方式。 18 第3步—校准仪器 步骤 操作 注释 1 输入零空气 允许零空气输入仪器后面板的采样口 2 按CAL M400A从采样方式进入到校准方式 3 等10分钟 等待读数稳定零点值。如果等待小于10分钟，最终 零值将飘移。 4 按ZERO ZERO将显示 5 按ENTR 按ENTR改变了运算方程并使仪器归零。 6 输入标气 气流切换到标气 7 等10分钟 等待读数稳定标气值。如果等待小于10分钟，最终 标气值将飘移。 8 按SPAN SPAN纽将显示。如果未出现，按9.2.8节中故障排 除进行操作。在标气浓度低的情况下（<100ppb）， 零和标按纽将同时显示。 9 按ENTR 按ENTR改变了运算方程。这时浓度显示同上面输入 的期望浓度值相同，这样完成了仪器校标。 10 按EXIT 按EXIT仪器返回到采样状态。 现在M400A分析仪准备工作。 19 — 测试值 观察值 单位 正常范围 RANGE（范围） PPB 100-20000 STABIL（稳定性） PPB .2-1.0 O3 MEAS(测量) MV 4200-4700 O3 REF(参比) MV 4200-4700 O3 GEN(产生) MV 0-5000 O3 DRIVE(驱动) MV 0-5000 PRESS(压力) IN-HG(英寸汞柱) 25-35 SAMP FL(采样流量) CC/MIN 800+-80 0SAMP TEMP(样品温度) C 20-45 0PHOTO LAMP(光度计灯) C 52+-.5 0O3 GEN TEMP(O3产生温度) C 48+-.5 0BOX TEMP(机箱温度) C 8-50 DCPS(直流电源) MV 2500+-200 SLOPE(斜率) 1.0+-.1 OFFSET(截距) PPB 0.0+-5 标气和校准值 O3 SPAN CONC(标气浓度) PPB 50-10000 NOISE AT ZERO(rms) PPB .2-.3 NOISE AT SPAN(rms) PPB 读数.5% 测量流量 SAMPLE FLOW(采样流量) CC/MIN 800+-80 工厂安装可选件 可选安装 电源电压/频率 带耳子安装框架 内部零/标 零/标阀 记录电压范围 0-_________V 数据采集器电压范围 0-_________V 20 21 量程范围 满刻度范围从100ppb到10ppm用户可选 测量单位 Ppb ppm ug/m3用户可选 零噪 < 0．3ppb RMS 标噪 < 读数的0.5%(100ppb以上) 最低检出限 < 0.6ppb ** 零漂(24小时)< 1.0ppb **零漂(7天) < 1.0ppb **标漂(24小时) < 读数的1% 标漂(7天) < 读数的1% 线性 优于满刻度的1% *精度 读数的0.5% 滞后时间 < 10秒 上升/下降时间 20秒达到95% 采样流量 800SCC/分+-10% *0温度范围 5-40C 温度范围 10-90%,无冷凝 0温度系数 < 0.05%(每C) 电压系数 <每伏0.05% 尺寸(高X宽X长) 7”X17”X24”(178mmX432mmX686mm) 重量 标准仪器37lb(17公斤),带内部零标39lb(17.6公斤) 电源 110V/60HZ,220V/50HZ,240V/50HZ,250W,230V/50HA,2.5A 记录输出 +-100MV,+-1V,+-5V,+-10V(双极),5V 模拟输出响应 满刻度电压的1024分之一 状态 光电隔离中有12秒状态可选择 * 美国国家环保局确定 ** 在恒定温度和电压下 22 API公司M400A O3分析仪是参照方法号EQOA-1194-099设计的，它在下面 条件下操作： 1 量程范围：从100ppb到1ppm任意范围。 02 环境温度范围：5到40C。 3 线电压范围：105-125VAC，60HZ；220-240VAC，50HZ。 4 5um的特氟隆过滤元件安装在内部过滤器上。 5 采样流量800+/-80cc/min。 6 内部或外部采样泵。 7 软件设置 稀释因子 1.0 自动校准 开或关 双范围 开或关 自动范围 开或关 温度/压力补偿 开 对以下设计,仪器可带或不带下列选件 1 带滑道的安装框架(P/N 01469) 2 不带滑道安装框架,仅有耳子(P/N 01470) 3 带托盘的安装框架 4 采样/校准阀(P/N 01486) 5 内部零标(P/N 01223) 6 4-20mA绝缘输出 7 内部泵(P/N 01485) 23 API设备在运输前通过了检查和测试。若设备出现问题，API向每一个用户承诺 提供快捷的维修服务。 保修范围 保修期后或设备超过寿命，API仍然提供优质服务，所有的维护和最初的故障排除由客户进行。 总则 API公司承诺任何API生产的产品，在正常使用下发现缺陷以及质量问题， 提供免费维修，保修期一年。 24 03分子的检测是基于O3分子吸收254nm的紫外光产生内部电响应的原理。 M400A使用一个汞灯使其发射波长大多数是254nm的光。由灯发出的光照射在一个中空玻璃管上，而管内则是交替充满样气的被涤除的O3气体。通过涤除O3的 气体与样气的光强比值为I/I，该比值是O3浓度计算的基础。 0 比尔—朗伯公式如下所示，通过光强的比值，计算出O3浓度： 9 10 T 29.92 inＨｇ Ｉ C= ------- X ------- X -------------- X L----- O3n 0 a X l 273K Ｐ Ｉ０ 这里:I=样品通过时光强 I=O3涤除后样品通过时光强 n a=吸收系数 l=光强 C=O3浓度ppb O3 T=K式样品温度 P=压力用英寸汞柱 可以看到，O3浓度不仅取决于光强比，温度和压力影响了样品的密度，密 度的变化使吸收管中O3分子数目变化，这又影响了光通量。 这些影响是由直接测量温度和压力并在计算过程中计算实际值来确定。温度 和压力自动补偿。 吸收系数是反映O3吸收254nm光的固有性能的一个量。大多数测量在标准 -1-1状态下，其值是308cmatm。该值反映出O3对紫外线有很强的吸收作用。这就 是为什么同温层的O3可以保护大气层下的生物免受紫外线伤害的原因。最后， 吸收光长度取决于吸收管中的气柱含有的分子数量。 光的强度由检测器/前置放大模块转换成电压。电压又通过V/F（电压-频率） 转换器转换成80，000计数的数字信号，与其他变量一起，利用上面的公式，由 CPU计算浓度。 25 M400A每6秒完成一次测量周期，首先2秒用于吸收管中充满样气，接着1秒测量获得的紫外光强I，然后样品阀切换到导入被涤除样气2秒钟。随之，1秒钟测量紫外光强获得I。每6秒测量I将使由于灯的老化和灰尘引起的光强度00 的改变造成的仪器飘移减至最小。 4．1．1 适配过滤器 API O3分析仪利用适配过滤器能够提供一个平滑稳定的输出运行条件。在 浓度恒定或接近恒定时，过滤器允许增长在光程钟达32个样品，提供一个平滑 稳定的读数。如果一个快速变化的浓度被检测到，过滤器转换到6个样品，以使仪器快速响应快速变化的信号。 4．1．2 检查O3公式的斜率和截距 斜率和截距参数通过按按纽,直到斜率和截距通过TEST测试功能出现而被检查。斜率和截距参数仅在运行零和跨度校准过程中被设置。这些参 数是在校准（CAL）菜单中进行调节跨度和零点值到期望值被确定的。 如果仪器范围方式是设置或双范围或自动范围，那么第2个斜率和截距参数是用于计算高浓度范围。 O3读数的当前值是在前面板显示和做以下计算后在后面板D/A端输出。 1 M400A分析仪切换到参比方式 2 分析仪等待2秒钟以清洗采样管 3 仪器在其后的1.067秒仪器测量光照射检测器的光强。该读数构成O3浓度公式中参比方式的光强I0 4 分析仪现在切换到采样方式，并如第2不一样，等待2秒钟 5 其后的1.067秒仪器测量光照射检测器的光强。该读数构成O3浓度公式中样品浓度的光强I 6 O3浓度使用比尔—朗伯公式对温度和压力进行修正后计算 7 利用下面公式中的饿斜率和截距，对O3浓度进行修正： 修正浓度=斜率X测量浓度+截距 8 前32个样品的平均值被计算并转换为数据在前面板上显示出来 这就是O3浓度值。同时，它也被输入到D/A转换器并将结果电压输出到后面板。 26 应该注意的是紫外吸收法检测O3方法还受到许多因素的干扰。M400A成功排除了SO2，NO，NO2，水和偏二甲苯对此方法的干扰。 尽管本设备可以排除偏二甲苯芳烃的干扰，但应注意的是仍有大量挥发性芳 香烃可以对O3检测产生干扰。因此，M400A不能安装在高浓度芳香烃存在的环 境下。 27 28 4．2．1 光度计装置组件 光度计装置，见图8.2。在此装置中，由O3吸收的紫外光被测量并转换成 电压。它由几个组件组成： 1 一个紫外灯，灯组件/样品入口组件和加热器 2 22cm长的石英吸收管安装在一个受温度控制的铝槽内，热敏电阻扦到石英管 以便测量样品温度。 3 石英管安装在一个能够使样品通过光度计装置的部件上。 4 紫外检测器/前置放大器。检测器转换紫外灯到一个电流，它被放大并由前置 放大器刻度。 4．2．2 气路传感板 气路传感器板测量限流孔上游和下游样品气的绝对压力。上游压力是用来计 算通过限流孔的样品流量。通常流量是800cc/min。用TEST功能报告出： 1 SAMPLE FLOW（样品流量）--用scc/min报出 2 SAMPLE PRESSURE （样品压力）--用英寸汞柱（绝对压力报出） 3 SAMPLE VACUUM（样品真空度）--用英寸汞柱（绝对压力报出） M400A所有压力显示用英寸汞柱（绝对压力），绝对压力是参照一个真空或 零绝对压力的读数。这个方法的选择是为了避免相对环境压力的模糊点。 例如：如果真空度读数相对于海平面室内压力是25”Hg。如果在5000英尺高度观察到相同的绝对压力，在那里大气压力降低5”，相对压力应下降到20”Hg，然而绝对压力保留相同的5”Hg-A。 4．2．3 计算机软件和硬件 M400A分析仪是由NEC V40微处理器操作。微处理器多任务操作系统可以进 行仪器控制。测试点检测提供模拟输出和提供显示。键盘和RS-232的用户界面。这些操作看上去同时发生，但实际上它们是由操作系统控制并按预先编制的程序 顺序进行。这些功能只有在需要时排序执行。因此，系统对计算结果是很有用的。 M400A是一部真正依靠计算机的仪器。微处理器对仪器有许多控制功能，例 如温度控制、阀转换。数据收集的运算全都完全在CPU进行，把最后浓度值送到D/A转换器来产生仪器模拟输出。 计算机存贮器分三个部分。ROM存贮器容纳多重任务操作系统编码和仪器运 转指示，RAM存贮器用于保存暂时变量和当前浓度数据，EEPROM存贮器容纳仪器设置变量，例如范围和仪器编号ID。EEPROM数据是非易失的，因此仪器可以在 29 切断电源后仍保持当前设置信息。 4．2．4 V/F板 计算机通信是通过2个重要的硬件。它们是V/F板和前面板显示器/键盘。 V/F板具有多重功能，由A/D输入通道，数字输入/输出通道和模拟输出通道。与计算机的通信是通过一个ST总线界面完成。计算机接收所有仪器数据并 通过V/F板提供所有控制功能。 4．2．5 前面板 M400A前面板如图4.2所示。前面板是由2行显示键盘和3个状态LED显示 器和电源开关。同显示键盘和LED状态的联系是通过计算机的并行端口完成的。 所有重要操作都可以从前面板显示器和键盘来控制完成。 4．2．5．1 显示 顶部一行显示分3个区域显示信息。第一个区域是仪器方式区域。表4.1列 出了操作方式。中间区域显示测试信息和报警信息。测试功能在表9.1描述。报警信息的含义在表9.2给出。在诊断（DIAGNOSTIC）中间区域用于报出诊断测试结果。右上角区域显示O3当前浓度。 — 方式 含义 SAMPLE 正常采样，闪烁表示适配过滤器工作 SAMPLE XX（1） 正常采样，仪器本身自动校准有效 ZERO CAL X（2） 进行零检查或调节 SPAN CAL X（2） 进行跨度检查或调节 MP CAL 进行多点校准 SETUP XXX（3） 配置分析仪（采样继续） DIAG I/O 诊断方式，测试数字输入/输出信号 DIAG AOUT 诊断方式，测试模拟输出通道 DIAG D/A 诊断方式，配置和校准D/A输出 DIAG O3 GEN 诊断方式，O3发生器校准 DIAG TCHN 诊断方式，配置测试通道输出 （1） XX=A（自动校准有效） （2） X=M（手动校准）A（带自动校准程序）R（用遥控触点闭合或RS-232校准） （3） XXX=软件版本 4．2．5．2 程序按纽 30 显示器下面的8个按纽是程序由CPU依据分析仪方式执行它们的功能变化或 者进行操作。按纽上面的显示确定它的当前功能。如果按纽以上没有显示，则没 有功能，按下时不起作用。 4．2．5．3键盘 显示器的第二行包括8个区域，每个区域由它下面的键直接定义。利用键的 按动可以重新定义仪器的键功能以便用户使用。图5.1和5.2展示了键盘的所有功能。 当用键盘输入数据时，如果输入值未被接收，M400A将发出“嘟”声，以通知用户键入值未被接收。原始值保留不变。 4．2．5．4 状态LED‘S 右边显示3个状态LED‘S。它们可以有三种状态。关、开和闪烁。LED’S 的含义在表4.2中给出。 —’ LED(发光二极管) 状态 含义 开 正常监测,获得DAS数据 绿色(采样) 关 未监测,DAS数据无效 闪烁 监测,DAS在HOLD OFF方式(1) 关 自动校准无效 黄色(校准) 开 自动/动态校准无效 闪烁 校准 红色 关 无报警存在 闪烁 存在报警 (1)这种情况发生在运行校准,DAS数据剔除,电源上电数据剔除和诊断方式 4．2．5．5电源开关 电源开关有两个功能。合上开关控制仪器整机电源。另外，它包括一个电路 保护器。若试图给M400A送电，导致电路保护器跳闸，则开关自动返回到关的位 置，仪器将不能上电。 31 32 4．2．6 电源供应模块 33 电源供给模块为仪器提供AC和DC电源，它由4个线性直流电源和1个24V开关电源。另外，它还包括用于驱动直流操作阀的开关电路和几个用于控制BENCH（装置），内部零标和紫外灯加热器的交流开关。 4．2．7 泵，阀，气动系统 M400A配有一个通过限流孔抽力为800cc/min的真空泵。这允许一个平稳的 稳定的样品流量通过分析仪。 M400A一个内部泵作为标准配置。作为可选件，M400A能够由一个外部采样 泵支持。 一个限流孔是用于控制采样流量。这个孔是由一个精密的蓝宝石孔，它由一 个20微米的烧结过滤器的保护，限流孔就能保持精密的流量。 标准的M400A带有一个阀。样品/参比阀转换样气，从采样入口直接进入或 从O3涤除器进入光度计装置组件。第二个可选阀能够支持内部零标可选件或支 持外部标准气体。 样品输入分析仪通过5微米的特氟隆粒子过滤器元件（标准37mm或47mm可选）。它安装在前面板的后部，样品输入后直接进入样品室。流路图在8.3和8.4展示。 34 图5.1和5.2显示了“树型”结构的菜单，以便直观了解仪器前面板菜单中 每一软件特性。 35 36 37 5．2．1 测试功能 注意 在下面的测试功能中，若显示XXXX，表示标度无效，读数无意义。 如何利用“TEST”功能判断仪器故障，参见排除故障第9节。 量程 这是仪器的量程。M400A的满刻度量程从100ppb到20，000ppb，覆盖了仪器的整个测量浓度范围。前面板显示的是当前浓度，该浓度不取决于仪器工作量程。 后面板每一量程的模拟输出对应仪器设定的电压或电流范围。 有三个可供选择的量程： 。单范围量程 设置仪器模拟输出最大范围。 。自动量程方式 允许一低量程和高量程。M400A将依据浓度值的高低自动在高、低量程间进行转 换。TEST值将显示仪器当前的工作量程，并随范围变化的产生动态显示交替变 化的量程。 。双量程方式 在后面板提供两个连续的模拟输出，每一输出对应用户的量程选择。 注意 单量程、双量程和自动量程方式的选择不能同时进 行。 稳定性 仪器噪音是通过计算最后10分钟数据的标耗偏差得到的。在每一测量/参比 38 同期结束，更新该值。该值在采集10分钟以上的恒定浓度时有意义。该值应与 出厂值进行比较。 O3测量电压 O3测量信号是当样气进入光室，进行多个当前测量周期时的光的强度。该 电压通过V/F板数字化为mV值。 O3发生器参比检测器（只有在带有IZS选项时存在） 这是由位于IZS O3发生器中的参比检测器测出的O3发生器UV灯的强度。该信号用于控制灯的驱动电流，调整IZS O3输出的稳定性。 O3发生器驱动电压（仅在带有IZS选项时存在） 该驱动电压是一直流电压，用于给带有IZS选件的O3发生器紫外灯提供电源。该电压值决定了IZS O3发生器的浓度。 真空度 真空度是测量限流孔下游的绝对压力。标准值为12 in-Hg-Abs。 样气压力 样气进气管的压力是由一个固态压力传感器测定的。测量为绝对压力。之所 以选择绝对压力，是因为它测量的是单一样气压力，压力的典型值是由于样气进 气管的压降，其值为.5”或小于大气压。 海平面处的绝对大气压约为29.92 in-Hg-A，高度每增加1000英尺，绝对压力将减少零点1英寸汞柱。外界因素也引起大气压的变化。受天气情况、风暴 和气温等的影响，绝对压力将以零点几英寸汞柱发生变化。 采样流量 样气流量（SAMPLE FLOW）测试参数是通过测量限流孔进气口的压力并计算 39 取得的。同样也要检查限流孔出气口的压力以保证假设的灯市成立。采样流量测 试功能将调整因大气压变化引起的流量偏差，但不对限流孔进行检测。采样流量 正常值为800+/-90cc/min。 样气温度 采样温度是在光室石英吸收管的中部进行测量的，用于O3浓度的计算。 光度计灯温 O 为保证紫外灯输出稳定，光室中紫外灯源的温度被控制在52C，只要仪器温 O度已稳定，紫外灯的温度将控制在52+/-0.1C。 O3发生器温度（带IZS选件） 为保证O3发生器输出稳定，带有产生O3灯的O3发生器室内温度被控制在 O O48C。只要仪器温度稳定，O3发生器将控制在48+/-0.1C。 限流孔温度 该测试（TEST）参数检测限流孔温度，限流孔内部管路的样气温度影响气体 的密度，限流孔温度值被用于计算样气的流量。带有IZS选项的仪器，为使IZS OO3发生器输出稳定，限流孔应被控制在45C以保证稳定的气体流量。 机壳内温度 2 该测试参数检测M400A机壳内的温度。温度传感器位于CPU板IC适配器插座上。 直流电源（DCPS） DCPS电压是电源供电板上5VDC和+-15VDC电压的复合值，可快速显示PSM（电压继电板）的工作是否正常。正常值为2500Mv+-200Mv。 O3斜率 !斜率是线性方程y=mx+b的系数m，该值由M400A校准决定，斜率可视作一 40 个增益项，它决定校准曲线的斜度。如果选择双量程，将带3个斜率，每一量程对应一斜率。 O3截距 截距是线性方程y=mx+b中系数b，由M400A的校零点决定。 测诵值 许多内部电压测试是利用M400A按顺序对模拟输出通道进行检测，如何使用 这一功能详见故障检查9.0节。 时间 M410A内部日时钟输出显示 5．2．2 CAL，CALS，CALZ校准功能 5．2．2．1 CAL，CALS，CALZ 按CAL键，M400A进入校准方式。在CAL方式下，仪器可由后面板的采样进 气口输入零/标气体进行校准。当处于校准方式时，可输入所期望的标气浓度值， 仪器校准详见7.0节。 CALS和CALZ键控制IZS选件进行校准。按CALS启动IZS阀允许标气进入光室，在CALS方式下可进行跨度检查或跨度校准工作。 按CALZ键启动IZS阀允许空气进入光室，在CALZ方式下可进行零点检查或零点校准工作。 5．2．2．2 校零 按ZERO键，随后按ENTR键，将使仪器调整校准方程的截距值，M400A只允 许在一定范围内进行零点调节，因此，仪器进行零点校准时，信号不一定恰好为 零。然而仪器不允许在任何信号水平进行校零，因此，当光室内存有标气时，仪 器不可能标零。如果标零键ZERO不能按预期的出现，应按9.2.9节检查。 5．2．2．3 校标 按SPAN键随后按ENTR键，仪器将改变校准公式的斜率值，当前浓度值将被 41 调整使其与输入的标气浓度值一致。 和校零相似，仪器不允许在任何O3浓度气下进行标跨，如果跨度标定键SPAN没有出现，请看9.2.8节。也有可能在O3浓度较低时，ZERO和SPAN键将同时出现。在这种情况下进行标定要特别小心，否则分析仪将出现错误校准。 5．2．2．4 O3校准浓度 在M400A校标前，要输入所期望的O3标气浓度值，通过按CAL-CONC键，然后键入标气值。如果显示XXXX值，表示数值无效。仪器刚开机时通常显示XXXX，出现显示数值无效时，应查看故障9.2.8节。 本部分描述了分析仪的配置。设置变量使用的功能键及按键顺序见表5.1。 按键 功能 缺省值 范围 42 CAL,CONC 设置O3跨度值 400PPB 0-1000PPB CALS-CONC-O3GEN IZS O3浓度值 400PPB 0- 1500PPB 0-1500PPB SETUP-ACAL-SEQ1 设置自动校准程序 无效 SETUP-ACAL-SEQ2 设置臊动校准程序 无效 SETUP-ACAL-SEQ3 设置自动校准程序 无效 SETUP-DAS-VIEW 查看DAS数据 RETUP-MORE-COMM-BAUD RS-232波特率 19200波特 300,1200,2400, 9600,19200 SETUP-MORE-CONN-ID 分析仪ID号 0400 0000-9999 SETUP-MORE-O3-ADJ IZS灯设置/调节 SETUP-MORE-O3-DARK-CAL 检测器本底信号截 距校准 SETUP-MORE-O3-DARK-EDIT 本底信号截距 125mv 75-175mv SETUP-MORE-O3-MORE IZS反馈有效 SETUP-CLK-TIME 当日时间 00:00 00:00-23:59 SETUP-CLK-DATE 当前日期 01 JAN 00 01 JAN 00— --(一日) (一日) 31 DEC 99— (十二日) SETUP-RNGE-SET D/A输出范围 500PPB 100-20000 SETUP-RNGE-MODE D/A输出范围模式 SNGL(单) SNGL,DUAL,AUTO (单)(双)(自动) SETUP-RNGE-UNITS O3浓度单位 PPB PPB/PPM/UG SETUP-PASS 设置校准字保护 OFF OFF-ON SETUP-CFG-LIST 软件配置 所有设置变量存在分析仪的电可只读存贮器中，断电期间仍被保留，只有安装新 软件时修改。 注意 如果一个变量被修改，但没按ENTR，该变量将不被修改，按EXIT 键退出时，分析仪将发出嘟嘟声。 5．3．1 配置信息（CFG） 软件配置可通过顺序按SETUP-CFG-LIST键显示，如M400A将显示： M400A O3 ANALYZER SBC 40 CPU 该功能用于显示当前安装在只读存贮器中配置信息的特性。 43 5．3．2自动校准 自动校准功能允许M400A自动启动校零/校标阀或IZS选件定期进行校准检查，设置自动校准参数，见6.4节。 5．3．3 数据获取系统（DAS） M400A带有一个灵活和强大的数据获取系统DAS，它具有后备电池，可以存 贮浓度数据和许多诊断参数。这些信息可由前面板显示或由RS-232端口打印输出，可通过“预先诊断”的诊断数据确定分析仪是否需要维修。 记录的参数存入“数据通道”中，每一数据通道可以存贮多种数据参数。数 据通道可以前面板程序化和格式化。缺省数据通道的设置已存入M400A软件中，见5.3.3节。按要求程序化数据通道的更多信息，包括一些附加信息可要求API提供。 5．3．3．1 数据通道 数据通道的功能时用于存贮、报告，同时可从分析仪上查看数据。数据包括 O3浓度或诊断数据，如，采样流量，检测器输出值等等。 M400A预先设定了一套采集O3浓度和预置诊断数据的数据通道。缺省数据 通道可按其功能进行操作，也可按用户特殊使用目的进行更改。它们也可被删除， 以供用户重新数据化通道。 缺省数据通道的数据可通过SETUP-DAS-VIEW菜单进行查看,使用PREV和NEXT键,在数据通道间滚动并按VIEW键查看数据,显示的是数据通道中最后一个 记录值。按PREW与NEXT一次滚动一个记录，按NX10和PVP可向前或向后滚动10个记录，数据通道采集的不仅仅是一个参数，如PNUMTC，将出现按键标志，这些按键可在各记录参数间滚动。 缺省数据通道的功能见下： CONC： 每分钟采集O3浓度(低量程)，每小时贮存一个带有时间和日期的均值。 校准和校准后恢复过程中的数值不参加均值运算。可存贮800小时均值。 O3 REF：每5分钟采集检测器参比值，每天贮存一次带时间和日期标记的平均值。 44 该数据用于检测控光强度，以便确定灯是否需要更换或调整。最后730天(约2年)的平均值被贮存。 PNUMTC： 每5分钟采集一次采样流量和压力，每天存贮一次带有时间和日期标 记的平均值。这些数据对检测泵、限流孔（样气流量）和样气过滤器（通过样气 压降确定阻塞情况）是非常有用的。可预测维护时间，贮存后360个（约1年）日平均值。 03 GEN：每5分钟采集一次O3发生器灯驱动电压，每天贮存一次带有时间和日 期标记的平均值。该值对监控IZS O3发生器灯状况是非常有用的。当O3发生器在参比方式通过灯驱动电压的升高来测量灯的衰变。 C@L DAT：记录每次执行校零或校标后的斜率和截距。该数据通道也记录执行校 准前仪器的读数。注：该数据通道是基于发生事件（一个校准（，而不是定时进 行数据采集。数据通道将存贮最后200个校准数据。由于存贮时间的长短取决于 执行校准的频次，与时间长度无关。毯一记录都带有时间和如期符号。 5．3．4 量程菜单 O3浓度范围（量程）是指后面板最大输出电压对应的浓度值。M400A可在三秌模拟输出量程方式下任选一种进行工作。量程方程可通过SETUP-RNGE-MODE菜单进行改变，这些方式描述见下： 5．3．4．1 单量程方式 在该方式下，模拟输出（REC与DAS）被设置为相同量程，该量程可在100和20，000ppb之间任意设置一值，可通过SETUP-RNGE-SET菜单进行设置。这是分析仪缺省的量程方式。 5．3．4．2 双量程方式 选择双量程方式将允许用户为REC和DAS模拟输出选择不同范围，这两个范 围分别称为低量程和高量程。后面板REC输出通常使用低量程，DAS输出使用高量程。为设置量程按SETUP-RNGE-SET键，选择量程后按ENTR键进入，高和低量程分别带有独立的斜率和截距，用以计算O3浓度，因此，两个量程必须单独校 准，详见7.7节。 5．3．4．3 自动量程方式 45 该方式下，分析仪根据浓度的高低，自动在高和低量程间进行转换。当O3浓度值上升到低量程的98%时，分析仪自动转入高量程，分析仪将处于高量程状 态，直至O3浓度降至低量程的75%时，分析仪自动转回低量程。自动量程同时 对REC和DAS的输出量程进行转换，按SETUP-RNGE-SET键设置量程，选择想修改的量程后按ENTR键进入。 高、低量程分别对应各自的斜率和截距，以计算O3浓度。因此，高低量程必须分别校准，详见7.7节。 5．3．4．4 浓度值单位 M400A可以ppb、ppm、ug/m3、mg/m3的单位显示相应的浓度值。以mg/m3 O和ug/m3为单位显示的浓度值是在0C，760mmHg的标准状态下。根据用户位置 修正到标准温度和标准气压下。下面给出了进行转换的公式： O3 ppb X 2.14 =O3 ug/m3 O3 ppb X 2.14 =O3 mg/m3 为改变当前的单位,按SETUP-RNGE-UNIT键选择所期望的单位。 注意 对应新的单位应重新输入所期望的跨度浓度值，并使用第7节所描 述的方法对分析仪进行重新校准。 变换单位将影响所有的RS-232值所有显示和校准的数值。 例如：若当前单位是ppb，O3跨度值是400ppb，单位变为ug/m3， 跨度值则不能以相同的值进行计算。新的值856ug/m3必须作为所期 望的跨度值重新输入。 5．3．4．4 稀释率 46 稀释功能允许M400A外加一样气稀释部件。当使用稀释功能时，用户可选择 量程，显示未稀释气体的浓度值和单位。 软件对稀释样气浓度进行换算，使输出显示实际样气浓度，即，当仪器校准 或设置量程时换算成实际样气浓度，换算值被送到显示器、模拟输出和RS-232端口。 使用稀释功能 1 选择单位 为设置单位，按SETUP-RNGE-UNIT键，选择单位后按ENTR键进入，然后按EXIT 键退回到上一级菜单。 2 设置稀释度 测试的稀释比率通过按SETUP-RNGE-DIL键输入，允许范围为1-100，按ENTR键， 然后按EXIT键退回到上一级菜单，数值1不能在稀释功能中使用。 3 选择量程 稀释量程和正常监测量程选择相同，详见5.3.4节。需注意，输入的数值必须是 未稀释校准气的实际浓度，单位是ppm。 4 校准 若作出上述选择，仪器必须带有稀释部件进行现场校准，详见第7节。 5．3．5 字保护 M400A的校准和设置功能带有字保护，以防止不正确的操作。相应于操作， 检查/维护和配置功能带有三级字保护。当提示输入字保护时，可输入有效的保 护字，但是CPU将限制无效保护级的执行，每一级均可进入比其低的级别的功能 及一些附加功能，表5.2列出了所有的保护级及其相应功能。 取消字保护可按SETUP-PASS然后选择OFF。 — 保护字 级别 功能 无 0 TEST MSG CLR 操作(512)或(101) 1 CALZ CALS CAL 设置(818)或(101) 2 SETUP 47 SETUP-VARS SETUP-DIAG 5．3．6时钟 M400A带有日时钟，可为自动校准定时每天进行测试，并为RS-232信息提供时间标志。 为设置时钟，按SETUP-CLK-TIME，CPU将按4位数格式“HH：MM”显示当前时间，其中HH代表小时，（范围从00-23），MM代表分钟（00-59），使用人员改变时间后按ENTR，确定新时间，或按EXIT退出，时间不变。 为设置日期，按SETUP-CLK-DATE，CPU将按“DD MMM YY”的格式显示日期。如，1997年4月1日显示为“01 APR 97”。通过按每一区域下对应的按纽，直 至显示到期望的日期，然后按ENTR确定新时间，或按EXIT退出，日期不变。 为补偿时钟运行的快慢速度，每天以一固定值对时间进行修正。为改变这一变量， 按SETUP-MORE-VARS，按NEXT直至CLOCK-ADJ变量显示，按EDIT键，然后从键盘上输入修正的值，按ENTR确认修改。该变量以秒为单位对每天时钟的快慢进 行修正，每台仪器只需设定一次。例如，如果时钟每天快10秒，设该变量为-10，然后按ENTR进入，可使时钟每天减慢10秒。 5．3．7 通讯菜单 COMM菜单允许用户设置RS-232口的波特率和仪器编号ID。 为设置波特率，按SETUP-MORE-COMM-BAUD，然后选择波特率，按ENTR键确认。 为选择仪器编号ID，按SETUP-MORE-COMM-ID，然后输入仪器四位数编号ID。 注意：多台RS-232口工作通常只使用3位数编号，在这种情况下，将编号ID的第一位数设为0。 RS232口的操作详见5.5节。 5．3．8 变量菜单 表5.3列出了出现在变量菜单中的变量名，变量可通过RS-232口访问。 — 48 变量名 范围值 DAS-HOLD-OFF 0.5-20分 OPHOTO-LAMP 0.0-100.0C OO3-GEN-LAMP 0.0-100.0C O3-GEN-LOW1 0-1500ppb O3-GEN-LOW2 0-1500ppb OBLOCK-SET 0-100C SAMPLE-FLOW-SET 100-1000cc/min RS232-MODE 0-32767 Bit(波特) CLOCK-ADJ -60-60秒/日 5．3．9 诊断方式 诊断菜单包括几种诊断测试和设置故障菜单以及日常操作无关参数的设置。 诊断菜单通过从前面板按SETUP-MORE-DIAG键并输入保护字进入。注意：不管其 他设置字保护是否存在，诊断方式字保护总是有效，诊断测试和设置菜单详见手 册9.1.3节。 通过后面板上DB-50连接器的闭合触点报告出的仪器状态、插脚功能见表 5.4 — 输入号 插脚对(低/高) 状态 说明 1 1,2 ZERO CAL ON处于零点校准 2 3,4 SPAN CAL ON 处于跨度校准 3 5,6 FLOW ALARM ON 流量报警 4 7,8 TEMP ALARM ON 任一温度报警 5 9,10 DIAG MODE ON 处于诊断模式 6 11,12 POWER ON ON 仪器处于运行状态 7 13,14 PRESS ALARM ON 压力偏低 8 15,16 LOW SPAN CAL ON 处于低标校准 9 17,18 SYSTEM OK ON 无报警信号,OFF为出现报警信号 10 19,20 LAMP WARNING ON UV灯强度超出范围 49 M400A O3分析仪带有一功能强大的RS-232接口，通过它即可报告测试结果， 又可通过一台计算机控制分析仪。由于RS-232接口的双重性，信息格式已被仔 细设计既适合打印机又适合主计算机。连接RS-232口的针脚见9.3.3节。 M400A所有信息输出格式如下： X DDD：HH：MM：IIII MESSAGE 其中,X字符表示信息方式见5.5表。X是单一字符，代表信息方式，见下表： — 信息方式 字头 信息方式 C 校准 D 诊断 L 用保护字符进入 T 测量 V 变量 W 报警 “DDD：HH：MM”是一个时间标志，“DDD”是一年当中的天数，从1到366，“HH”是每天的小时数，从00-23，“MM”是分钟数，从00-59。 “IIII”是分析仪4位数ID编号。 “MESSAGE区域包含有变量信息，如报警信息，测试参数，DAS报告等。 “”是回车，完成整行信息终结，使信息打印。分析仪所有RS-232信息以该命令终止。 输出相同类型的信息便于主计算机进行分析。 输入到M400A的信息与输出信息的格式类似： “X COMMAND ” “X”表示信息方式，见表5.5，“COMMAND”是命令方式，每一命令方式在下面 单独描述。 “”用于终止命令，重复几次键入“”可清除输入缓冲器中的多余 50 字符。 5．5．1 设置RS-232接口 RS-232通讯协议允许仪器与一计算机设备相连。M400A这个接口提供了两种基本功能。 1 首先是提供一个操作合诊断仪器的综合命令接口。 2 接口可提供分析仪各项检查路径，使用该功能接口可送出分析仪每项事件的有 关信息，如，校准或报警信息，如果这些信息出现在打印机或远程计算机上，它 们可提供分析仪工作的转台和审查通路。 波特率通过前面板按SETUP-MORE-COMM-BAUD键设置，在300，1200，2400，4800，9600，19.2K中选择需要的波特率。为进行正常通讯，所连接的设备波特 率必须一致。 第2步，把分析仪与其他设备相连，我们已将现存数据信号通过通讯送入分 析仪的LED‘S显示器上，如果需要，可以很容易地使分析仪由DCE配置变为DTE配置。另外，前面板的诊断可通过命令使测试数据由该端口传送出去。这种灵活 的诊断功能将简化设备与其他计算机和打印机相连。如果出现问题，见9.3.3节的故障排除。 前面板设置 有两个RS-232设置可通过前面板完成。 1 按SETUP-MORE-COMM-ID，然后输入一个4位数号从0000-9999，该ID号是从该端口传出信息的一部分。 2 通过VARS菜单设置RS-232方式，为进入该菜单按SETUP-MORE-VARS，再按ENTR进入，并滚动到RS-232-MODE，然后按EDIT，可能出现的数值见表5.6，标准RS-232配置显示在表5.7中。 —— 51 十进制 描述 1 处于静态方式(信息禁止发送) 2 把分析仪置于计算机方式(无回波字符) 4 让保密功能有效(LOG ON,LOG OFF) 8 使用API协议并设置菜单 16 使用交替协议 32 使用多点校准 注意:为输入正确值，将用户所想使用功能的十进制数相加，例如，如果想LOG ON 进入前面板RS-232菜单，输入的值应是4+8=12。 — 配置 RS-232设置方式 标准 8 .状态,报警,DAS信息报告 .字符回波,允许行编辑 .无保密或多点功能 计算机 11 .状态,报警,DAS信息被压缩 .字符无回波,行编辑取消 .无保密或多点功能 保密 12 .状态,报警,DAS信息报告 .字符回波,行编辑 .无多点 HISSEN 协议(可选) 19 .状态,报警,DAS信息被压缩 .字符无回波,行编辑取消 .交替协议,原协议取消 .无保密或多点功能 多点 43 .状态,报警,DAS信息被压缩 .字符无回波,行编辑取消 .命令需包括ID号 .无保密 .多点 保密功能 52 RS-232端口通常和公用电话线连接，这需要仪器增加保密功能。如果提供 LOG ON 功能，RS-232口有下列特点： 1 RS-232口工作前需要保护口令。 2 若RS-232口一个小时未启用，它将自动运行LOG OFF。 3 用不正确的字保护重复进入将造成持续1小时（甚至用正确字保护）无法进入。 4 若设有LOGGED ON，唯一启动的命令是“？”。 5 下列信息将在LOG ON 中给出： LOG ON SUCCEDDFUL——给出正确字保护 LOG ON FAILED——字保护没有给出或不正确 LOG OFF SUCCESSFUL——保护功能关闭 RS-232 LOG ON功能必须从前面板设置“4”来激活，见表5.6，只要该功能有效，LOG ON 形式为： LOGON 940331或 LOGON 0400 940331—如果带仪器编号ID 940331是缺省字保护，通过RS-232-PASS来改变。范围为0-999999。为改变保护字，输入命令如下： V RS232-PASS = NNNNNN 设置字保护值NNNNNN] 通讯口协议 RS-232界面有两个通讯协议，这是因为如果RS-232口与计算机相连进行信 息交换需使用不同的字符。因此，有两种基本操作方式：终端方式和计算机方式。 当操作者通过终端方式同分析仪通讯，仪器应设置在“TERMINAL MODE”方式，键击产生回波，可用退出键[EXIT]和空格键来编辑命令行，并可重新调出前 一级命令。当主计算机或数据采集器被连接在分析仪上，它应设置在“COMPUTER MODE”，无回波字符接收，也不允许用指定键编辑。有关命令见表5.8和5.9。 键盘操作 功能 CONTROL-T(ASCII 20 DECIMAL) 转换到终端方式(回波\编辑) CONTROL-C(ASCII 3 DECIMAL) 转换到计算机方式(无回波,无编辑) 若命令行对于击键或命令不响应，用户首先要做的就是输入CONTROL-T把命令行界面转换成终端方式，一些通讯程序从信息串中取消了CTRL-T和CTRL-C字符，因此这些字符将不能送至分析仪。检查通讯程序编写手册。 53 终端方式输入命令 在终端方式，所有命令通过一个回车键终止。若没按回车，命令不能进入， 当命令进入时，可用下列编辑键： — 键 功能 CR(回车) 执行命令 BS(空格键) 向左空一字符 ESC(退出键) 删除一整行 若命令识别不灵敏,可将所有命令单元用空格键隔开(如关键词、数值等)。 象T、SET、LIST这样的词称作关键词，它们将在HELP屏幕上以大写字符显示，但对命令的识别并不灵敏，必须键入整体关键词，字符缩写不能接收。 获取帮助 键入“？”，然后键入“RETURN”或“ENTER”， 这样将显示帮助屏幕。 5．5．1．1协议选择 RS-232接口将支持许多命令协议。选择十进制标识符8和16，相应协议将被激活。 5．5．1．2 多点方式 RS-232接口提供多点配置（借助附加外部硬件处理每一行），允许多台仪器 连到同一RS-232总线上。多点和非多点方式主要区别是，RS-232 RTS信号用于开启外部硬件发送信息，并在发送后瞬间关闭。多点协议一次只有一个分析进行 传送，并由主计算机控制保证协议的遵守。 除对硬件支持外，所有RS-232接口命令都将仪器编号ID作为命令的一部分，与是否选用多点方式无关。如果命令中带有编号ID，ID号与仪器编号一致，仪器将只处理该命令。 54 一般地，ID号将出现在第一个命令标识符后的命令中，并位于空格符前， 下面显示并打印出几条带有和不带ID编号的命令。 ？ ？ 100 LOGON 940331 C ZERO C 100 ZERO V BAUT-RATE=“2400” V 100 BAUD-RATE=“2400” 注意在所有命令中，命令中的ID号“100”出现在第一个字符后，如果仪器ID号设为100仅带有ID号100的命令将被执行。 5．5．2 命令概述 表5.10概述了RS-232端口命令。 — 命令 说明 ?[id] 打印帮助屏幕,ID是可选的仪器编号 T[id] LIST 打印所有启动的测试信息 T[id] LIST name 打印表5.13中某一测试信息“名称” Or T[id] name W[id] LIST 打印所有出现的报警 W[id] CLEAR name or 清除所有的报警信息 W[id] name W[id] CLEAR ALL C[id] ZERO[1/2] 开始遥控校零 C[id] LOWSPAN[1/2] 开始遥控低跨校准 C[id] SPAN[1/2] 开始遥控跨度校准 55 C[id] A SEQ number 开始遥控校准程序号(1-3) C[id] EXIT 结束遥控校零或校标 C[id] ABORT 退出校准程序开始采样 C[id] COMPUTE ZERO 在校零期间计算一新的斜率和截距,首先必须对零校准 C[id] COMPUTE SPAN 在校标期间计算一新的斜率和截距,首先必须对标校准 D[id] LIST 打印所有的I/O信息值 D[id] name 打印某一I/O信息值/状态 D[id] name=value 设置I/O信号到新“值” D[id] LIST NAMES 列诊断测试名 D[id] ENTER name 输入并启动诊断测试名 D[id] EXIT 退出诊断方式 D[id] RESET 重新设置分析仪(同开机一样) D[id] RESET RAM 系统重新设置,外加清除RAM,初始化DAS,O3浓度值,不 影响校准 D[id] RESET EEPROM 系统重新设置,外加清除EEPROM(重新设置RAM+设置变 量,校准到缺省值),重新存贮工厂缺省值 D[id] PRINT 打印所有数值通道(DAS)性能 D[id] PRINT “name” 打印某一数值通道性能，标出期望通道名 D[id] REPORT “name” 打印DAS数据通道记录，标出期望数据通道名，括号中 [RECORDS=number] 的参数是可选项 [COMPACT/VERBOSE] LOG ON[ID] NNNNNN 键（LOGIN）使用保护字符NNNNNN LOG OFF 退出RS-232方式 V[id] LIST 打印所有设置变量名和值 V[id] name 打印某一设置变量值 V[id] name=value 设置变量到一新值 V[id] CONFIG 打印分析仪配置 V[id] MODE 打印分析仪当前模式 — 终端方式编辑键 说明 56 BS 空格 ESC 删除行 CR 执行命令 ^C 转换到计算机方式 计算机方式编辑键 说明 LF 执行命令 ^T 转换到终端方式 保密性能 说明 LOGON[id]保护字 与分析仪建立连接 LOGOFF[id] 断开与分析仪的连接 5．5．3 测试命令和信息 为执行一测试，预发出命令： T measurement 例如，以毫伏为单位的O3参比读数将是： T 194：11：29 0400 O3 REF = 2520 mV 所有测试参数概述可通过T LIST命令查看，测试测量结果所需要的命令显 示在表5.12中。所有在前面板显示的测试结果也可经RS-232接口获取。 — 命令 测试测量 57 ? RS-232帮助屏幕 T LIST 所有测试参数概述 T O3CONC 当前O3读数 T RANGE1 模拟输出低量程 T RANGE2 模拟输出高量程 T PHOTOMEAS 当前O3测量读数 T PHOTOREF 当前O3参比读数 T O3GENDRIVE O3发生器灯驱动电压 T O3GENREF O3发生器参比读数 T PHOTOSPRESS 样气压力 T PHOTOSFLOW 样气流率 T PHOTOSTEMP 样气温度 T PHOTOLTEMP 分析仪灯温度 T O3GENTEMP IZS灯温度 T BOXTEMP 机壳内温度 T DCPS 直流电源输出 T PHOTOSLOPE 低量程斜率值 T PHOTOOFFSET 低量程截距值 T CLOCKTIME 当前时钟 5．5．4 报警命令和信息 报警信息既可显示又可传送到RS-232接口输出。报警信息见表5.13,这些 信息对查找故障，确定DAS均值数据是否真正有效是很有帮助的。一个实际报警 信息的例子见下： W 194：11：03 0000 采样流量报警 报警可通过RS-232接口发送一个命令清除。命令格式： W COMMAND 其中，“COMMAND”只要清除报警信息，例如：为消除“SAMPLE FLOW WARN” 信息，主计算机发出命令为: W WSAMPFLOW。 可试图清除无效的报警，表5.13列出了渄除每一可能报警信息的命令,W CLEAR ALL清除所有报警信息。 命令 58 清清除所有的报警信息 W WSYSRES 系统复位 W 清除的报警信息 W CLEAR 除WRAMINIT ALL W CLEAR ALL 清除所有的报警所信息 W WSYSRES 系统复位有 的W CLEAR ALL 报 警 信 息 W WSYSRES 系统复位 W WRAMINIT RAM初始化 W WPHOTOREF 光度计参比报警 W WILMPHLT O3产生灯关闭 W WALMPHLT 光度计灯关闭 W WSAMPFLNW 采样流量报警 W WSAMPRES 采样压力报警 W WSAMPTEMP 采样温度报警 W WBOXTEMP 机壳温度报警 W WPHOTOLTEMP 光度计灯温度报警 W WO3GENTEMP O3产生温度报警 W WVFINS V/F板没安装 5．5．5 校准命令和信息 该部分信息是报告分析仪状态并远程诊断分析仪。无论什么时候分析仪进行 校准其报告可通过RS-232接口输出。状态报告见表5.14。 — 报告 C DDD:HH:MM IIII 开始校零 C DDD:HH:MM:IIII 结束校零 C DDD:HH:MM:IIII 开始校标 C DDD:HH:MM:IIII 结束校标 C DDD:HH:MM:IIII 开始多点校准 C DDD:HH:MM:IIII 结束多点校准 C DDD:HH:MM:IIII 开始校准后平衡 59 C DDD:HH:MM:IIII 结束校准后平衡 通过RS-232接口进行远程校准，主计算机将发出一个命令格式如下： C COMMAND — 命令 说明 1 C [id] ZERO [1/2]启动遥控校零 1C [id] LOW SPAN [1/2] 启动低跨度校准 1C [id] SPAN [1/2] 启动遥控跨度校准 C [id] ASEQ number 启动遥控校准程序号(1-3) C [id] EXIT 结束遥控校零或校标 C [id] ABORT 退出校准程序进入采样 C [id] COMPUTE ZERO 在校零后计算一个新的斜率和截距,首先必须在校 零状态 C [id] COMPUTE SPAN 在校标期间计算一个新的斜率和截距,首先必须在 校标状态 该参数选择校准的量程,空着或选1为低量程;选择2为高量程 校准命令见表5.15，当校准命令发出时，CPU将相应发出一个状态报告，例 如：如果主计算机发出一个命令： C SPAN 进行校标检查，CPU将送出一个状态报告到RS-232口输出 C DDD：HH：MM：IIII START SPAN CALIBRATION （开始校标） 5．5．6 诊断命令和信息 诊断信号I/O方式和O3发生器校准（IZS选项）可以RS-232端口输入，同在前面板输入一样，有效的诊断命令见表5.16。 60 — 命令 功能 D ENTER SIG 进入诊断信号 D ENTER O3 GEN 进入O3发生器校准 D EXIT 退出诊断方式 D LIST 打印所有信号I/O值有关信号定义,见表9.3 D name[=VALUE 查看货设置I/O信号,见表9.3,使用该命令前需 发出D ENTER SIG D RESET 分析仪重新设置(如同开机) D RESET RAM 分析仪初始化并清除RAM,清除所有的DAS数据, 保持设置变量和校准 D RESET EEPROM 分析仪初始化并清除RAM和EEPROM,清除所有DAS 数据,重新将所有变量设为2个缺省值,重新设置 校准值 这些命令可以从键盘(SETUP-DIAG)或RS-232(ENTER)端口输入进入诊断。 无论何时诊断方式进入或退出，一个报告将通过RS-232端口输出。 诊断报告见表5.17。 表5.17—诊断报告 报告 C DDD:HH:MM IIII ENTER DIAGNOSITIC MODE C DDD:HH:MM IIII EXIT DIAGNOSITIC MODE 5．5．7 DAS命令和信息 在DAS系统中，来自每一数据通道的数据可通过RS-232接口获取，打印数据通道的命令格式见下： 61 D [id] REPORT “name” [RECOEDS=number [COMPACT] VERBOSE] 在[ ]中的参数是可选的。 ID分析仪ID号(SETUP-MORE-COMM-ID)，NAME是数据通道名(需用引号引上)，NUMBER是打印记录个数，从最近的数开始(如果该参数值没有被指定时，数据通 道中所有获得的记录均被打印。) COMPACT\VERBOSE:指定报告格式 5．5．7．1 平均浓度报告 !为用VERBOSE格式报告CONC1数据通道德最后记录，键入： D REPORT “CONC1” RECOSDS = 1 VERBOSE D 63：11：40 0400 CONC：AVG CONC1 482.7 PPB CONC是用户为确定数据通道定义的通道名,后跟冒号。该报告表明在量程1（CONC1）的均值浓度是482.7 QPB。 5．5．7．2 校准参数报告 下面的DAS报告显示了在最后校标过程中测量的校准参数。注意：报告中有 3行输出，这是因为三个数据是通过该数据通道监测的，用于指定的通道名是 “CALDAT”，作为校准数据的标准。 第一行在冒号后面，报告指明新计算的斜率（SLOPE1）是0.976,第二行的报告指明新计算的截距(OFSET1)是0.0MV,第三行的报告是表示在计算一个新的 斜率和截距之前的瞬时浓度(ISCNC1)是409.9 PPB。 用VERBOSE格式报告从CALDAT数据通道的最后记录，键入： D REPORT “CALDAT” RECOEDS = 1 VERBOSE D 63：11：45 0400 CALDAT：INST SLOPE1 = 0.976 D 63：11：45 0400 CALDAT：INST OFSET1 = 0.0mV D 63：11：45 0400 CALDAT：INST ZSCNC1 = 409.9 PPB 相同的校准参数报告也可以COMPACT格式报出,一行中报出所有参数,显示如下。该格式减少了输出量，同时便于中央计算机进行分析。 D 63：11：45 0400 CALDAT：1 0.976 0.0 409.9 62 冗长的数据报告格式 有两种数据报告:冗长的(带有许多细节)和简洁的(只带数据值),冗长的格式如下: D 31:10:06 0412 CONC : AVG O3 CNC1 = 6.8 PPB 该报告格式首先用一标志符(该例中为“D”)，时间标志（“31：10：06”） 和仪器编号ID（“0412”）。 报告中其他部分是数据采集参数名（“CONC”），采样方式（“AVG”），参数代号（“O3 CNC1”），数值（“6.8”），和单位（”PPB”），由于信息的长度，每行只 打印一个数值。 简洁的数据报告格式 简洁的数据报告格式见下： D 31：10：06!0412 CONC：1 6.8 冒号前面部分与任长的格式相同，后部分就不同了。冒号后跟一行号（该例 中为“1”Ｉ，和数值（“6.8”），认为使用人员（或遥控计算机）知道有关数值 的其他信息。 当用户采集许多参数值时，该报告格式是特别有用的，囡为每行可打印5个参数值。因一个报告可覆盖多行，区域行号是必要的。带有两个数值的一个简洁 报告，如PNUMTC（气动）数值通道，报告见下： D 31:10:06 0412 PNUMTC:1 800.0 29.7 例1：用冗长的数据报告格式报告CONC浓度数据通道的最后100个记录应键入： D REPORT “CONC” RECORDS = 100 VERBOSE 例2：用简洁的数据报告格式PNUMTC气动数据通道的所有记录应键入： D REPORT “PNUMTC” COMPACT 自动产生DAS报告 自动RS-232报告可分别使多个数据通道有效或无效，对所有缺省数据通道， 自动报告初始设为“OFF”,如果启动该参数为ON，则每次进行数据采集时，数 据通道将向RS-232发出带有时间和日期标记的报告。报告格式见下： 63 D 31：10：06 0412 CONC ： AVG O3CNC1 = 6.8 PPB 为使RS-232报告出数据通道，设置程序见表5.18。 步骤 操作 说明 1. 按SETUP-DAS-EDIT 输入DAS菜单编辑数据通道 2. 按PREV/NEXT 选择要编辑的数据通道 3. 按EDIT 编辑所选的数据通道 4. 按SET>(5次) 滚动设置功能,直到显示RS-232REPORT:OFF 5. 按EDIT 编辑所选的设置功能 6. 将OFF改为ON 改变RS-232报告功能 7. 按ENTR 接收改变 8. 按EXIT(4次) 返回到采样菜单 5．5．8 内部变量 M400A’S内部变量可由RS-232端口观察和修改，就象使用者使用SETUP方式修改变量一样。 为观察变量值，中央计算机将发出一个命令，格式见下： V VARIABLE CPU将向RS-232口发送一个下列格式的信息： V VARIABLE=VALUE WARNLO WARNHI “VARIABLE”是要观察的变量名，“VALUE”是当前变量的值。“WARNLO”和“WARNH1”是低报警限和高报警限。由于某些变量没有报警限，因此，不是所有 变量都会出现报警限。“DATALO”和“DATAHI”是所有变量给出的低和高数据输 入限值。CPU对超出数据限值外的变量值或报警限值将不进行设置。 例如，为查看分析仪UV灯温度设置点，主计算机将发出如下命令： V PHOTO _LAMP CPU将同时相应为： V DDD：HH：MM： 0400 PHOTO_LAMP = 52.0 51.0 61.0(0.0 TO 100.0)DEGC 表明当前设置点是52.0度,报警限是51.0到61.0度，数据限值范围在0—100 64 度之间。 为修改变量值，几乎使用同一命令格式： V VARIABLE = VALUE WARNLO WARNHI “VARIBLE”区域是要修改的变量名，“VALUE”区域是新的数值，“WARNLO”和 “WARNHI”是低和高报警限，仅使用于报警限给出。使用报警限的变量值是可选 的。如果没有给出，报警限不变化。 在改变变量值后，CPU将响应： V VARIABLE = VALUE WARNLO WARNHI [DATALO_DATAHI] 将显示新的值，方括号中的值并不是对所有变量都有要求。如果有必要，该值被 包含在命令行中，由空格分开。例如，为改变仪器编号ID，主计算机将发出一个命令如下： V MACHINE_ID =1234 CPU将响应：V DDD：HH：MM：IIII MACHINE_ID =1234（0-9999） 65 该选件包括滑道和吊耳，它可使仪器安置在19”宽X30”高的标准RETMA架上。 零/标阀选件由两个聚四氟乙烯电磁阀组成，位于后面板上，允许采样气体 或外部产生的标准气体通过。该阀由前面板按纽、自动校准程庎、RS-232 指令或遥控闭合触点控制。 零/标阀的气路连接详见图2.2，提供的零气和标气的流量应大于分析仪 800cc.分的流量，排气管路应具有足够的长度和直径以防止反向扩散及压力的影 响。 标气可由M700质量流量校准器（带相应叏选件）或M401紫外光度计O3校准器产生。零气可由API M701零气发生器提供，参见附录B，EPA介绍给用户的零气系统。 内置零/标源选件包括一个采样/校准阀，零空气清洗器和一个温控O3发生器。O3浓度可通过前面板控制或RS-232端口控制设定。如果购置了反馈检测器 选件，O3发生器灯强度可被监控并经CPU反馈以获取非常准确和稳定的O3浓度。 在校零时，环境空气通过活性炭涤除器、过滤器、未启动的O3发生器和启动的采样/校准阀进入分析仪（见图8.4）。在校准时，O3发生器被启动，产生的 标气经启动的采样/校准阀进入分析仪。 为设定内置零标源O3发生器产生的O3浓度，按CALS-CONC-O3GEN，然后以当前单位，从50到1500范围任选一个浓度输入，输入口值O3灯关闭，关于如何对内部零标标准浓度值设置的信息见9.3.9节。 如果购置了内部零标源反馈选件，O3发生器反馈方式将被设为REF（参比） 66 方式。为设置反馈参比方式，按SETUP-MORE-O3-MODE-REF，然后按ENTR，内置零标源O3灯驱动电路进行调节，以保持内置零标源参比设置点。 内置零标源选件的设置 为设置低跨度浓度（精确点）为自动校准程序，按SETUP-MORE-VARS，按NEXT，直到显示O3_GEN_LOW1变量。为改变该浓度，按EDIT，然后输入所希望的浓度值。如果分析仪处于双重量程模式或自动量程模式下，则出现第二变量名 O3_GEN_LOW2，它是在高量程下设置低跨度浓度值。该变量可用上述描述方法改 变。 当按下CALS钮时，O3发生器启动，灯驱动电压通过查找运行校准程序计算 表中用户指定浓度值和该表中最接近的两个浓度值之间的内插值确定。这给出了 灯驱动的初始设置和内置零标源的饿参考设置点。 自动校准系统通过M400A的内部时钟自动定时控制零标阀和内置零标源选 件，零点和跨度检查可被程序化。 自动校准系统通过执行SEQUENCES程序进行操作，该校准系统被程序化并执 行达3个程序，一个程序执行8种模式的一种，见表6.1—6.4。 — 模式号 模式名 功能 1 DISABLED 程序无效 2 ZERO 进行零点检查 3 ZERO-LO 进行零点和低浓度跨度检查 4 ZERO-HI 进行零点和高浓度跨度检查 5 ZERO-LO-HI 进行零点检查 6 LO 进行低浓度跨度检查 7 HI 进行高浓度跨度检查 8 LO-HI 进行低和高浓度跨度检查 对每种模式由七个特征参数，控制SEQUENCE(程序)操作，见表6.2。 67 — 特征参数号 特征参数名 功能 1 TIMER ENABLED 执行定时程序 2 STARTING DATE 程序工作开始日期 3 STARTING TIME 程序运行开始日时钟 4 DELTA DAYS 每个自动执行程序间的间隔天数 5 DELTA TIME 自动执行程序运行每间隔天数的滞后小时数 6 DURATION 执行程序间隔时间 例如,执行程序2,设置表6.2中的参数。 进行校准检查，每次校标检查延时30分钟，隔一天进行一次，持续5分钟退出校准。 — 模式和特征参数 设置值 说明 SEQUENCE 2 确定执行2#程序 MODE 4 选校标模式 TIMER ENABLE ON 定时器有效 STARTING TIME 01:00 第一个校标程序启动时间为凌晨1点种 DELTA DAYS 2 每隔一天执行2#程序 DELTA TIME 00:30 每次执行2#程序延时30分钟 DURATION 15.0 校标执行时间为15分钟 CALIBRATE NO 程序执行完退出校准 68 — 步骤 操作 说明 1 按SETUP-ACAL 显示自动校准菜单 2 按PREV-NEXT 连续按PREV-NEXT直到显示SEQ2 3 按MODE 选择MODE菜单 4 按PREV-NEXT 按PREV NEXT滚动SPAN 5 按SET 选择SET菜单改变程序特征参数 6 按PREV-NEXT 滚动SET菜单到TIMER ENABLE 7 按EDIT 改变TIMER ENABLE 特征参比,选ON 8 按ENTR 进入改变定时TIME ENABLE变为ON 9 按PREV-NEXT 重复6-9步骤中的特征参数 10 按EXIT 按退出键返回到上一级菜单 M400A用V/I转换可配置REC（数据记录仪）为输出0-20mA，或4-20mA的电流回路。REC电流回路通道的校准与DAS电压输入通道各自独立，该校准必须 在每次进行一个A/D-D/A校准。校准电流回路见9.3.4节。 M400A的测量原理是基于样气与不含O3的气体吸收光的比率进行测量的。 涤除器是用于在参比周期对采样气体去除O3。该涤除器选件是在某些高湿地方 所要求的。 金属棉涤除器使用好的金属丝制成大的表面用以催化去除O3。为有效的工作，该涤除器必须被加热，加热温度要求不高，因此，该涤除器带有一个12V加 O O热器连续加热，在环境为25C时，产生约70C的温度。 69 有几种对M400A的校准进行检查的和调节的方法，这些方法将在表7.1中概述。校准控制在表7.2显示。本章所概述的所有方法可通过RS-232端口初始设置并加以控制。 O 对所有校准过程使用的零气，干扰气体应小于1PPB，-5C的露点或更低。O3通过一个稳定源产生，其浓度应用在一个O3一级标准或传递标准验证。 校准前 1．进入SETUP-RNGE菜单，设置仪器工作量程 2．如果选用下面任一方式，在校准前必须设置。 A．自动量程式遥控量程—见7.7节 B．单量程—见7.7节 上述完成后进行校准 注意 若按EPA监测要求使用M400A，其校准方法见 7.6节。 注意 执行下列程序过程中，若出现问题，参见9.2.8 节和9.2.9节无法校标和校零。 70 — 章节 校准和检查类型 说明 7.1 通过采样端口,手动进行该校准选择将校准气体由采样端口进入, 零标检查和校准 内置零标源和零标阀不工作 7.2 使用零标阀选件手动进如何操作零标阀选件,用于检查和调节校 行零标检查和校准 准 7.3 使用内置零标源选件手如何操作内置零标源,用于调节和检查校 动进行零标检查 准 7.4 使用零标阀或内置零标通过自动校准启动零标阀或内置零标源, 源选件,自动进行零标检每天自动校准检查一次 查 7.5 使用零标阀或内置零标通过自动校准操作零标阀或内置零标源, 选件进行动态零标校准 每天进行一次校准调节 7.6 通过遥控触点闭合控制通过后面板的遥控闭合触点来控制零标 零标阀或内置零标源进阀或内置零标源,如果没有零标阀或内标 行校准 源,它也能使仪器进入校零或校标方式, 它是用于检查或调节零点/跨度 7.7 EPA协议校准 用于与EPA等效监测数据的替代方法 7.8 对单量程或自动量程指使用单量程方式自动量程的特殊要求 定的校准要求 7.10 校准质量 校准完成后仪器最佳运行判定信息 7.11 参考 包括质量控制和校准参考表 71 — 按键步骤 功能 CALS 开始校零检查 CALZ-ZERO-ENTR 调节O3浓度值为零 CALS 开始校标检查 CALS-CONC-SAPN 设置O3校准目标值 CALS-CONC-O3GEN 设置O3发生器设置点 CALS-SPAN-ENTR 调节O3浓度到跨度值 CAL 开始M-P手动多点校准 CAL-ZERO-ENTR 调节O3浓度值到零点值 CAL-SPAN-ENTR 调节O3浓度值到跨度值 CAL-CONC-SPAN 设置O3跨度校准目标值 SETUP-ACAL-SEQ1 设置自动校准程序1 SETUP-ACAL-SEQ2 设置自动校准程序2 SETUP-ACAL-SEQ3 设置自动校准程序3 EXIT 退出校准方式 在采样方式允许仪器采集校准气体并按CAL钮，操作者可以手动检查校零或 校标设置点，可参照多点校准进行，该方式校准，参见表7.3，7.4,和7.5,图7.1为校准气路

流程

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图。 —— 步骤序号 操作 说明 1 按CAL M400A从采样模式进入核准模式,零气体 必须从采样口进入 2 等待10分钟 等待读数在零值稳定 3 按ZERO 在按完ZERO后,若想改变主意,仍可按 72 EXIT退出而不使仪器标零 4 按ENTR 按ENTR实际改变了计算等式 5 按EXIT M400A返回采样方式,校准执行后,数据 不能立即加入到DAS均值中 如果ZERO按键时没出现,说明零点值远离可靠校准的调节范围。在分析仪校 准前，应找出原因，有关校准故障检查见9.2节，按EXIT将退出采样菜单或者如果要执行跨度检查，可使仪器退到CAL方式。 — 步骤序号 操作 说明 1 按CAL-CONC 进入该程序，M400A提示所期望的O3浓 度，通过每位数下按键，输入期望跨度值。 该菜单可由CALS或CALZ进入 2 按ENTR 按进入键存贮可期望的O3跨度值 3 按EXIT 使仪器返回到采样模式 —— 步骤序号 操作 说明 1 按CAL M400A进入校准方式，O3跨度气体将由采 样端口输入 2 等10分钟 等待仪器读数以跨度值稳定 3 按SPAN 若在按完SPAN后想改变主意，仍可按 EXIT退出，而不把仪器置为跨度值 4 按ENTR 按ENTR实际改变 5 按EXIT M400A返回采样模式，数据不能在校准执 行后立刻加入到DAS均值中 如果SPAN按纽没被显示，说明跨度值远离可靠校准标定的调节范围，在分 析仪校准前应找出原因，有关校准故障检查见9.2节。 73 74 使用零标阀可选件检查零点和跨度与7.1节描述相似，除外部零气和标气通 过仪器后面板的零标阀选件输入。 —— 步骤序号 操作 说明 1 按CALZ 分析仪进入零校准方式,将启动采样/校 准和零标阀,允许零气通过后面板的零气 输入端口进入 2 等10分钟 等待读数以零气值稳定 3 按ZERO 在按ZERO 后想改变主意,仍可按EXIT而 不使仪器标零 4 按ENTR 将进入键实际改变了计算方式,使读数强 制为零 5 按EXIT M400A返回到采样方式,数据校准完后不 能被立即计入DAS均值 输入所期望的O3跨度浓度值,见表7.4 —— 步骤序号 操作 说明 1 按CALZ M400A从采样方式进入标准方式,这将使 采样/校准和零/标阀动作,使跨度气体从 后面板校准气体输入端口进入 2 等待10分钟 等待使数值以跨度值稳定 3 按SPAN 如果按SPAN键后想改变主意,仍可按 EXIT退出,此时仪器不进行标跨 75 4 按ENTR 按ENTR后,计算公式发生变化 5 按EXIT 按退出键后,,M400A返回采样方式,数据 不能在校准完后立即加入到DAS均值上 使用内置零标源选件，通过按CALZ和CALS键，操作人员可检查仪器的零点 和跨度点，安装了内置零标源选件，操作人员可通过CALZ和CALS键启动O3发生器/零气系统。 按CALZ键启动采样/校准阀，允许进入分析仪的空气通过涤除器，但不启动 O3发生器。该方式下，可检查零点，并可完成仪器零点标定，执行步骤见表7.6。 按CALS键启动采样/校准阀，允许空气通过零气涤除器，同时启动O3发生器，几分钟后O3读数将接近标气值。在该方式下，跨度点可被检查并进行调节， 执行步骤见表7.7。 内置零标源O3发生器浓度设置点可通过按CALS-CONC-O3GEN并输入期望的O3浓度值改变。内置零标源O3发生器的校准见9.3.9节。 自动零跨检查（Z/S检查）必须在设置模有效情况下，带有内置零标源或零 标阀选件的API 400A光度O3分析仪能自动定时检查一个零点和两个跨度点，也 可通过RS-232进行控制（见5.5节）。 如果带有内置零标源选件，其浓度值须被分别设置，调节内置零标源浓度值 的有关方法见9.3.9节。 在SETUP-ACAL菜单下，有三个独立自动程序，分别为SEQ1，SEQ2，和SEQ3。在每个SEQ下，有5个对零标检查产生影响的设置参数：模式、检查开始日期、 时间、间隔天数、和每次检查延迟时间。这些将在其后分别详述。用PREV与NEXT钮可以在三个程序间滚动，每个程序的模式被显示，改变任一程序模式，只需滚 动至期望程序后，按MODE键，使用PREV和NEXT键，选择下面所列的任一模式， 然后按ENTR键确认。 程序模式： 1） DISABLED（程序被禁止） 2） ZERO 76 3） ZERO-LO 4） ZERO-HI 5） ZERO-LO-HI 6） LO 7） HI 8） LO-HI 为改变程序设置参数，按SET键，按键可在设置参数间滚动， 按EDIT键可对其进行修改。每个参数的设置功能描述如下： STARTING DATE （开始日期）：程序开始日期以MM/DD/YY形式输入，MM指月，DD为日，YY为年份，输入完毕按ENTR键确认或按EXIT退出而不修改日期。 STARTING TIME （开始时间）：程序开始时间以HH：MM格式输入。HH用24小时格式，（即从00：00—23：00）MM为分（0—59），输入校准检查时间后，按 ENTR确认或按EXIT退出而不修改时间。 注意 程序设置开始时间必须比实际时间至少滞后5分钟（见5.3.6节）。 DALTA DAYS： 每个自动执行程序间的间隔天数。输入期望的间隔天数（0—365），按ENTR确认。 DALTA TIME：该参数使自动零标检查可以延迟一段时间，延迟的时间格式为HH：MM，其中HH为24小时格式（范围00：00-23：00），MM为60分钟（0--59分）。DALTA DAYS和DALTA TIME延迟时间进行叠加确定程序执行间的总延迟时间， DELTA TIME参数是对每次程序执行的开始时间提前或推迟一段固定的时间。例 如：设置DELTA DAY 为一天，DELTA TIME为15分钟，则程序每天将延迟开始时 间15分钟执行。如果期望程序每天在期望时间执行，只需设置DALTA TIME为零。 注意 避免每天相同时间设置两个或更多自动执行程序，任何新的程序，由定时器， RS-232端口或触点闭合方式输入将替代任何正在执行的操作。 77 DURATION： 程序执行步骤持续时间，输入持续时间（1—60）并按ENTR确认。 RANGE TO CAL：该设置参数只在双量程或自动量程有效，该参数范围确定后将顺 序检查。 下面的程序示例，是3个执行程序SEQ中的任一个。 X 例一； 从12/20/97起每天下午10：30执行一次长15分钟的零标检查。 1） MODE；ZERO-HI 2） STARTING DATE；12/20/97 3） STARTING TIME：22：30 4） DELTA DAYS：1 5） DALTA TIME：00：00 6） DURATION：15 例二： 从12/20/97晚11：30开始，每天延迟15、分钟执行15分钟的零点-低 跨度检查。 1） MODE；ZERO-LO 2） STARTING DATE：12/20/97 3） STARTING TIME：23：30 4） DELTA DAYS：1 5） DALTA TIME；00：15 6） DURATION：15 例三： 从12/20/97晚11：30开始，每周一次，执行零点-低-高跨度检查 1） MODE：ZERO-LO-HI 2） STARTING DATE；12/20/97 3） STARTING TIME：23：30 4） DELTA DAYS：7 5） DELTA TIME：00：00 6） DURATION：15 例四： 从12/20/97晚10：30开始，每天执行一次零点-跨度检查，每周晚11： 30执行一次零点-低-高-跨度检查 1）仿照例一，任选一个SEQ程序组。 X 2）仿照例三，选择另外SEQ程序组，避免在每天相同时间设置两个以上自动执X 行程序。 78 跨度或零点检查可通过后面板的两个触点闭合执行，连接器位置见图2.2。CPU每秒对逻辑信号监视一次，并找出两个信号中的正信号。仪器响应显示在表 7.8中，外部触点闭合至少持续1秒钟，当两触点状态信号为零（开启），CPU将控制仪器进入DAS（日均值报告）闭锁状态。遥控校准信号在任一程序下触发， 建议保持触点闭合至少10分钟以使校准数值稳定，连接位置参见图2.2，更详细介绍见6.2和6.3节。 表7.8--遥控触点闭合真值表 触点闭合状态 EXT_ZERO_CAL EXT_SPAN_CAL 仪器状态 (外部校零) (外部校标) 0(开启) 0 采样方式 1(闭合) 0 零点检查 0 1 跨度点检查 1 1 低跨度检查 为保证任何时候都能获得高质量的高精度的数值，M400A O3分析仪在使用前必须被校准，这是质量保证程序针对这一方面并包括M400A建立内置报警性能，定期检查，调节和维修，都是做到质量保证的首要问题，见表7.9。 为了对M400A的信息和长久的保证因素有更加深刻的理解，我们强烈推荐 《空气污染监测系统的质量保证手册》（简称O.A手册第二册）。该书最好从国家 信息服务中心购买（电话703-487-4650）。还应注意的是，2.7节中提到的有关O3分析仪和O3光度计是以本节内容为基础的。使用和操作O3分析仪的规则可在本节末尾参考1中找到。 7.6和7.7节有关参考例子列在7.8节表中。 7．6．1 M400A校准—基本指南 一般来说,校准就是按照某些认可的标准对M400A增益和截距进行调整，对任何分析仪获取数据的可靠性和有效性主要取决于它的校准状态。本节中“动态 校准”是指用已知浓度的样气输入分析仪所进行的多点检查，调节仪器至预期浓 79 度值的响应，并得到校准关系。相关曲线从仪器对已知不同浓度气体连续采样的 响应获得，建议最少有三个参比点和一个零点确定该关系曲线。校准气体的浓度 值须追踪到臭氧一级标准。 所有监测仪器都会有一些漂移和内部参数的变化，并且不能期望其长期保持 精确的校准。因此，以预定的周期动态检查校准关系的曲线是必要的。零和标检 查是用于确定数据是否保持在控制限内，这些检查也用于数据的处理和有效性判 定。 为保证O3测量的准确性，M400A须在每次安装时进行校准（见2.7.2节Q.A 手册）。 注意保证校准系统满足附录D中，40CFR50指导概述，校准步骤在技术指导 2手册（TAD）中进行了详细描述。M400A动态多点校准须使用任一UV光度计的校准步骤或一个合格的传递标准。该设备（校准器和UV光度计）进行的校准须是通用的或可由用户安装。 校准应在监测站内进行。仪器校准前最好运行几个小时（最好过夜），以便 充分预热，工作状态达到稳定。校准期间，M400A应在CAL方式下，因此，通常环境采样通过所有部件的测试气体采样和实际监测气体输入系统是一样的。如果 仪器使用不止一个量程，应在所有使用的量程上分别校准（见7.7节），校准记录应与分析仪一起保存，并同时存入中心备份文件中。 操作人员、设备和参比物质在传递追踪中必须与通常校准和操作使用分开。 O3追踪设备需追踪到最佳的UV光度计或由NIST和USEPAT保存的标准参比光度计上。 80 — 设备和配件 允许标准 频率和测量方法 措施 M400A 与2.0.4节表4.1见厂家提供的分厂家调节或返回 要求一致 析仪性能或设备重新检测 证明文件 带状纸记录仪 与分析仪输出信检查是否收到信仪器退回供货商 号兼容,建议纸宽号 15cm(6英寸) 采样管与总管 由特氟隆或玻璃使用前进行直观同上 材料制造 检测 校准系统 满足手册2.7.9节同上 同上 及TAD-2或TAD-3 7．6．2 校准设备，配件和消耗材料 环境空气中对O3的测量要求配备一定的采样设备和消耗件。这些包括（不 受限定）： 1．等效UV光度计法的O3分析仪，如API M400A 2．带状记录仪或数据采集系统 3．采样筒 4．采样总管（多支管） 5．UV光度计校准系统 6．合格的校准传递标准 7．零气源 8．O3发生器设备 9．零部件和消耗件 10.记录格式 11.独立审核系统 81 购置这些必须品时，应将相应记录本保留以备下次需要购置时，作为资金参 考。 零部件和消耗件 除上述提到的基本设备外，还需保留部分零部件和消耗件。第8节描述了需定期更换的部件。附录10.0中列出了零部件和消耗材料表。基于这些要求，监 测网的管理人员可在任一时间确定各部件的质量好坏。 82 7．6．3 校准气体和零气源 产生零气 市场上产生零气的设备是将环境空气干燥并去除污染物，如API M701零气 2产生器。我们介绍过该种形式产生零气的设备，其详细过程见TAD。 产生标气 由于O3的不稳定性，检定的O3作为标准参比物（SRM）是不可能的。因此，S当需要臭氧浓度标准时，须产生O3并在本地验证。O3浓度标准需要在监测站进 行跨度检查，并在校准期间进行精度检查。 O3标准可分为两组：一级标准和传递标准 . 一级标准是动态产生O3标准并按U.S.EPA所描述的步骤由UV光度 计鉴定。O3标准方法鉴定见CFR50章,40期的附录D。 . O3传递标准是可传递的设备或机构，与操作程序一起可产生准确的 O3标准浓度或产生可追踪到一级标准的经准确检测的O3浓度。 美国NIST和EPA机构将一标准参比光度计作为O3一级标准。该标准稳定性 高，精度高，O3浓度由计算机控制确定，NIST保留一个或更多的参比物质主标 准参比光度计（SRP）作为O3的标准。一个全国性的标准参比光度计区域网络使 其他地方空气监测机构的O3标准可就近追踪到该一级标准，其他标准参比光度 计分布于各国。 目前，美国标准参比光度计网络及其位置见下： . EPA的国家辐射研究实验室（NERL），位于三角公园的RTP，在北卡罗莱那 州。 . EPA的一区环境服务机构，位于莱克星顿，马萨诸塞州。 . EPA的二区环境服务机构，位于爱迪森，新泽西州。 . EPA的四区环境服务机构，位于波士顿，左治亚州。 . EPA的五区环境服务机构，位于芝家哥，伊利诺斯州。 . EPA的六区环境服务机构，位于休斯顿，得克萨斯州。 . EPA的七区环境服务机构，位于波士顿，左治亚州。 . EPA的八区环境服务机构，位于丹弗，科罗拉多州。 83 商品化的UV光度计满足40 CFR 50章中所述的一级O3标准的要求，目前由空气监测机构使用，该机构已将他们的一级O3标准（包括O3传递标准）按日常质量保证程序进行了相互对比。 7．6．4 数据记录设备 无论是带状记录仪还是数据采集器，数字数据采集系统都可从M400A的 RS-232口或模拟输出端记录数据。如果使用模拟读数，系统响应将按与NIST参 比的电压源或电压表进行检查。数据记录装置应能具有双极性输入，以便能读出 负值。带状记录至少6”（15cm）宽。 7．6．5 保存记录 保存记录是所有质量保证过程的重要组成部分。标准格式类似手册中的显 示，对单个程序将被改进，改进记录格式应考虑3点： 1．该格式能否提供所需功能 2．内容是否完整 3．该

表格

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能否便于必要时查阅数据 7．6．6动态多点校准程序 EPA描述的校准步骤是基于在动态流量系统中光度计检测的O3浓度，M400A 测定O3原理与此相同，其原理见本手册4.1节。 因为校准标准的精度完全由光度计的精度决定。因此，光度计的正常工作和 精度是非常重要的。实际上光度计是采用比值测定（I/I），而不是绝对值测定。O该方法容易实现。 如认真执行该节所述的检测工作，则可保证相应的光度计精度可靠，工作正 常。使用一台新校准器频繁进行检查，并按时间顺序保存记录结果。如果记录的 光度计性能连续可靠，在光度计可靠程度不降低的前提下可减少测试频率（由记 录可确定检查系统所需要的频率，因为设备故障的可能性随时存在，因此，即使 记录表明设备特别稳定，检测工作仍需按日进行。 光度计设计或一台性能好的精密仪器，一旦正常工作，它将在一段时间内保 持此工作状态，特别是光度计被放在一理想的实验室环境中间断使用更是如此。 如果光度计是厂家制造，应带有一本操作指导手册，认真阅读，并按要求进行操 作。 84 7．6．6．1 线形测试 因为要计算的光度计测量值是一个比率，因此对光度计的线形检查是表示其 精确度好坏的指标。厂商可能会提供精确度的线形指标。线形检查通过首先产生 并验证的接近系统量程上限（如0.1,0.5或1.0ppm）的O3浓度进行,然后用一结构与图7.1相似的装置对该浓度进行稀释，向原浓度气流（F）中加入零气流O（F），通过一混合室混合后进入输出总管，并保证稀释气体浓度均匀。对于该d 测试，气体速率F 和F须准确控制在其真实值+-2%范围内，为确保流量测量准Od 确，两个流量计应为同一类型，并进行相互比对，稀释率R通过原浓度气体流量（F）除以气体总流量（F + F）得出。 OOd F O R = ------------- F + FOd 使用稳定的高分辨率流量计，并仔细操作，R的精确度可达+-1%，当F被调d整时，计算出R，用光度计测试稀释浓度，将稀释浓度测试值A与原未稀释浓度2测试值A进行比较，根据公式8.3计算线形误差E的百分比。 1 A-（A/R） 12 E = ---------------- X 100 公式8.3 A1 线性误差幅度须控制在<5%范围内,性能好的设备线形误差应<3%。 注意 因为包含了流量测定中可能出现的误差，该结果并非实际线性误差，该测试仅说 明存在的误差。 如果线形误差大于5%或高出期望值，在假设光度计有误差前仔细检查验证 稀释流量的精度。该测试在不同稀释比率下，将多执行几次，以平均值确定最终 结果。如果线性误差超出允许限，而原因不在测定气体流率精度上，则应从以下 几方面对光度计系统进行检查。 85 1． 反应室、气路或总管是否被污染 2． 系统调整不当 3． 双向阀或其他系统部件有泄露 4． 零气被污染 5． 光度计检测器非线性 6． 光度计电子元件有损坏 7．6．6．2 O3损耗修正指数 即使认真清洗和处理，仍会有些O3气体损耗于光度计反应室内壁及气路上，明显的O3浓度损耗必须定量确定，以便修正输出浓度误差。在某些情况下，O3 损耗不得高于5%。为了确定O3损耗，然后产生一个O3浓度值，用分析仪进行 测量，并使之尽可能接近光度计反应室的入口，同样在尽可能接近反应室出口测 量浓度值，重复测量几次，以得到一个可靠的均值，并测量总管输出的浓度值。 测试应在几个不同O3浓度条件下重复操作。 O3损耗百分比按下面公式计算： C-（C+C）/2 mIo O3损耗百分比 = ------------------- X 100 Cm 其中，Ci=测量的反应室进气口O3浓度（ppm） Co=测量的反应室出气口O3浓度（ppm） Cm=测量的输出总管O3浓度（ppm） 其他结构O3损耗百分比用其他方法计算。O3损耗校正系数按下式计算： L = 1- 0.01 X O3损耗百分比 7．6．7 多点校准 用UV光度计或传递标准进行的O3分析仪多点校准步骤在联邦记录中有详细说明。为便于这些步骤实施、操作与计算，建立了相应的数据表格，这些表格用 于帮助校准及质量保证检查工作，UV光度计和传递标准的校准原理和步骤在联 3邦记录与TAD中有详细记录。表7.15为全部的动态校准步骤。 86 一般而言，环境监测仪常在原地进行校准，而不影响正常采样设置，除非想将样 气进气口有采样点转接到校准系统。 7．6．7．1 校准步骤 校准将使用一个一级UV光度计或传递标准进行，用户应确认所有流量计已 O与标准比对过。如：使用皂泡计或湿式流量计，所有量器流率将修正到25C和760mmHg条件下。关于流量计校准，参见2.12节。 新安装的M400A应在校准前先开机几小时（最好通宵）以使其稳定。新的 M400A（刚出厂）需开机几天以达到充分稳定。在使用前，应使光度计或传递校 准装置预热并稳定，尤其在寒冷天气下存贮、运输更应如此。 7．6．7．2 校零步骤 由于零气浓度被定义为0 ppb，所以没必要输入所期望的零点值。表7.16为详细的校零步骤。 87 — 步骤 操作 说明 1 按CAL M400A由采样方式进入校准方式 注意:该方式下分析仪不启动零标阀,零气由采样口进入 2 等10分钟 等待读数以零点稳定值 3 按ZERO 按ZERO后如果改变主意,可按EXIT键退出,仪器不进行标零 4 按ENTR 按ENTR,实际改变了计算公式 5 按EXIT M400A返回到采样方式 7．6．7．3 校标步骤 调节O3发生器使产生满量程80%的跨度气体，按表7.11中的步骤输入O3标气浓度，期望的标气浓度不必多次校准时都重新输入，除非浓度改变。 — 步骤 操作 说明 1 按CAL-CONC 按此键后M400A将显示出期望的O3标气浓度,按每个数字 下的键写入所期望的标气浓度值,该菜单也可以从CALS或 CALZ进入 2 按ENTR 存入期望的标气浓度值 3 按EXIT 仪器返回采样方式 仪器校标步骤见表7.12 88 — 步骤 操作 说明 1 按CAL M400A从采样方式进入校准方式 2 等待10分等待读数以标气值稳定 钟 3 按SPAN 按SPAN后如果想改变主意,可按EXIT退出,仪器不进行标 定 4 按ENTR 按进入键后实际改变了校准方式 5 按EXIT M400A返回采样方式 模拟输出电压的测量值应接近所选电压量程的80%(如果所选是0-5V输出, 应是4V左右)。前面板显示的浓度值应等于按表7.11步骤输入的标气浓度值，如果有问题见故障处理9.2.8节。 零点和满量程80%的浓度点确定后，在稳定和满量程80%浓度值之间产生5 个约等间隔的校准点，不再对仪器进行调节，使仪器对输入的每一个浓度点的标 气值响应10分钟并记录仪器的响应值。 给出仪器响应值与其相应标气浓度值的关系曲线，用最小二乘法确定最佳相 关直线（y=mx+b）（例如：见QA手册第一卷附录5）。 绘出最佳相关直线后，确定分析仪响应是否为线性。校准点不偏离最佳相关 直线满刻度值的2%，即认为是线性的。 7．6．7．4 跨度漂移检查 在分析仪常规周期性检查的基础上，首先根据数据的有效程序，接受或剔除 监测数据。在此，对数据有效性检查推荐使用一级跨度检测（2.7.2节）。这意味着如果一级跨度检测中跨度漂移>=25%，则两周以上的监测数据都将失效。因 此，最好建议最少执行检查的频次（每两周一次），要频繁些。 7．6．8 审核步骤 审核是对数据精确度的专门评估。这种专门评估是通过操作者进行，而不是 常规现场测量，采用审核标准及与日常监测使用的设备不同的设备。这样，审核 应在正常操作下进行，对系统不采取任何调节，将是对测量的真实评估。由操作 员执行的常规质量控制检查（如7.1节中的零点和跨度检查），对获取及 89 报告高质量的数据是必要的，但不是审核步骤的一部分。 在此，推荐三种审核：二次性能审核和一项系统审核。这些审核在本节最后 表7.15中进行了概述。性能和系统审核详细过程见QA手册2.0.11和2.0.12节。 正确的执行审核程序其目的是：1）保证数据完整性，2）检查数据的准确性。测定数据准确性的有关内容见QA手册2.0.8节。 7．6．9 多点校准审核 性能审核包括在O3仪测量范围内，使用已知浓度的O3，可获得已知浓度与分析仪响应值之间的差别，从而确定分析仪准确度。 7．6．9．1 多点审核步骤 已知浓度的O3必须由稳定的O3源产生并使用一级UV光度计进行定量分析或通过检定过的O3传递标准获得，产生并检测O3浓度的步骤与7.6.6节描述的相同。如在定期区域审核时，大多数分析仪记录值发生正向或负向偏差时，建议 对分析仪日常校准使用的校准器进行检查。 测试气体象通常环境采样一样通过所有过滤器、洗涤器及其他部件和实际监 测气体输入系统相同，确保总管有一个排出口，以保证M400A入口处于环境大气压下。 审核步骤： 1．开启审核设备零气源 2．读数稳定后，记录分析仪零点值 3．产生一个标气审核 4．读数稳定后，记录O3分析仪响应 5．使用一经审核的UV光度计或传递标准进行检测 6．对二个标气审核点重复步骤4和5，如果分析仪工作量程为0-1.0ppm，须使 用4个浓度标气审核值。 结果 90 审核结果将用以评估环境空气数据质量的准确性。准确性计算详见QA手册 2.0.8节。 7．6．9．2 数据处理审核 数据处理审核包括：读取纸带记录，计算平均值，以SAROAD格式打出或记录结果。数据处理审核不能由原来处理数据的人执行。最初，每两周对数据进行 一次审核，审核工作应在一天内选取两个1小时时段同时在带状记录纸上做相应 记录，并将实时数据转换成SAROAD格式，在一天内选择的2小时应为带状尖锋信号或浓度值较高时的轨迹。 数据处理审核通过计算偏差d进行。 d=[O3]-[O3]RA 其中， d=测量与审核值的差 [O3]=记录分析仪响应值 R [O3]=数据处理O3浓度ppm A 如果d超出+-0.02ppm,检查两周内存贮的所有数据。 7．6．10 系统审核 系统审核指对所有现场测试系统（样本采集、样本分析、数据处理等）质量 保证工作的检查与审核，是系统质量的评定。 安装新监测系统或操作系统有重大变化时，进行系统检查。 8 推荐的审核时间表从采集数据的目的为依据。例如：附录A。4O CFR 58要 求在国家与地方大气监控网内的所有分析仪每年至少审核一次。每季度、每个机 构须审核标准的或等效的分析仪总数的25%。如机构中运行的标准的或等效的分 析仪少于4个，则必须随意选择分析仪进行再审核，保证每季度审核一台分析仪。 每台分析仪每年至少审核一次。 9 附录B，40 CFR 58要求每个PSD标准的或等效的分析仪在每个检测季度季 度至少审核一次。审核结果用以评估环境空气数据精确度。 7．6．11 校准频率 91 为保证准确测量环境O3浓度，须在设备安装时进行校准，并在运行期间进 行再校准。 1．上次校准或M400A性能审核后应不超过3个月进行校准，或者， 2．再下列任一情况下进行校准： a．M400A运行停了几天 b．可影响其校准的维修 c．M400A物理性能位移 d．其他任何指示精确度明显不好的现象（包括零点或跨度漂移很大） 在上述情况下，执行一级校零和校标检测以确定是否需要校准，如果零点与 跨度值漂移不超出QA手册2.0.9节中所述的校准限（或地方监控机构规定的标 准限），可不进行校准。 7．6．12 质量保证检查概述 质量保证中最重要的是定期检查，以验证监测系统的工作状态。操作者每周 对工作环境至少检查一次，每两周对分析仪进行一次一级零点/跨度检测。二级零点/跨度检测应按用户要求频率执行，其定义见表7.13。 另外，在0.08—0.10ppm范围间的精度检测要求每两周至少进行一次。表 7.16对日常的质量保证工作进行了概述，并在下节中进行详细介绍。 为提供证据和工作责任人，在每次操作结束后，都应由操作者按每项工作填 写。 — 92 (QA手册2.0.9节) 一级零点和跨度校准 二级零点和跨度校准 一级零点和跨度校准是在分析仪线性二级零点和跨度检查是对分析仪响应 不需检查与证明时进行的简单的两点进行的“非正式”检查。它可能包括使 防呢西医校准(有时对分析仪无任何调用无证书的测试浓度值进行的动态检 整时,一级校准被称为零点/跨度检测,查，对分析仪检测器、电子元件进行的 须注意不要与二级零点/跨度检测相混检查及对分析仪部件进行的其他方式 淆).由于大多数分析仪具有可靠的线检查。 性或近似线性输出响应,它们可在只有二级零点/跨度检测不用进行分析仪零两个标准浓度的条件下进行交换准（两点和跨度调整、修正或调整环境数据， 点浓度）,而且两个标准中的一个可作被用作在分析仪零点/跨度检测过程中为零点值,相对容易获取,且不须检验。对可能出现的分析仪故障或校准误差 因此，零点与跨度校准只需确定一个标的快速简便的检查。当二级零点/跨度 准浓度。由于它的检测化，可以经常执检查发现校准问题时，采取纠错操作行。而且两点校准容易自动执行，通过前，分析仪将执行一级零点/跨度（或修正校准关系调整分析仪响应的标准多点）检测。 性，两点调零、调跨校准关系的经常检如果二级零点/跨度检测被用于质量控测提高了监测数据的质量。 制程序中，通过零点（或多点）校准产 生一个“参考值”（分析仪精确校准）， 将二级检测响应值与最近的参考值进 行比较，以确定响应值是否出现变化， 对自动二级零点/跨度检测，一级校准 得出的检测值被用作参考标准。注意二 级检测不能提供系统位检查部分的信 息，不能用作所有分析仪校准的证明。 — 93 特性 允许限 测量频率和方法 未达到要求时的措施 O O 机壳温平均温度22C-28C(72检查自动温度记1) 对受影响的时段在带 O O度 F-82F)每日波动不大于录器每日波动小状记录纸上作上标记 O O+-2C 于+-C 2) 修理/调节温度控制 采样输无湿气、杂质、裂缝、漏每周直观检查 酌情清洁、修理、更换 入系统 洞采样管连到总管 记录仪 1墨水和记录纸供应充足 每周直观检查 1 保证墨水和记录纸供 2 墨迹清晰 应 3 正确设置记录速度和量2 调整记录仪时间使记 程转换 录纸时间与要求相符 4 调准时间 分析仪1 流量和调节指示器设置每周直观检查 按需要调节和修理 工作设恰当 置 2 温度指示器处于正确水 平 3 分析仪处于采样模式 4 零/标控制关闭 分析仪零点和跨度值处于容限内每两周进行一次1 查出故障并进行维修 工作检(见2.0.9节的9.1.3部一级零/跨检查,2 修理完后,重新校准查 分) 根据用户需要频分析仪 次在一级和二级 之间检查 精度检按2.0.8节描述的精度方每两周一次,见计算、报告精度,见查 法进行 2.0.8节 2.0.8节 — 94 审核 允许限 测量频次和方法 未达到要求时的措施 多点校测量值与标准审核值间一季度至少一次(见重新校准分析仪 准审核 的偏差(见2.0.8节) 2.0.8节) 数据处遵守数据处理的步进式对采样记录数据进如果一个或更多的审 理审核 程序(见8.4节) 行检查,例如,从每核检查超出 偏差应在<=+-2%ppm 两周的数据中抽出+-0.02ppm,则需对所 一天,每天两小时 有数据进行检查 系统审手册该部分中叙述的方新监测系统启动或采用更好的方法或执 核 法 定期进行审核,添审行程序 核清单 — 操作 允许限 测量频率和方法 未达到要求时的措施 数据处理 按顺序进行,见用带状纸检查 观察处理过程 2.7.4节 跨度漂移一级跨度漂移检查至少每两周检查一数据失效,进行纠错操检测 几〈25%,见2.7.3次,见2.7.3节 作,增加一级检测频率, 节 直至数据合格 带状记录无失效标记 对每张带状纸进行出现故障时间内的数据 纸编辑 直观检查 无效 数据报告 数据转换成SAROAD直观检查 检查数据转换过程 小时数据形式 — 95 校准操作 允许限 测量频率和方法 不符合要求时的措施 零气 无污染,见2.0.7节 将新使用的零气与送回供应商或酌情采 确信无污染的零气用系统纠错操作 源进行比较 校准器 满足QA手册2.7.2每季度重新验证原送回供应商或酌情进 2节,TAD联邦记录或QA有UV光度计传递标行纠错 3手册2.7.3节TAD有准至少2次 关传递标准中对UV光 度计的所有要求 多点校准 遵从校准步骤(QA手每季度至少一次,随重复校准工作 册2.7.2节)及联邦记时审查确定误差,可 录仪记录数据 能影响校准的维护 工作后进行(本节 2.1部分),联邦记录 7．6．13 零点和跨度检查 在此，推荐一级和二级零标检查方式（见表7.13）,这些检查须根据2.0.9节中9.1子节所要求的方法进行。一级零标检查至少每周执行一次，二级检查则 根据用户需要的频次在一级检查间进行。这两种检查所使用的标气浓度值为量程 的70%--90%之间。 7．6．13．1 监测数据和准确度的确定 定期检查可用以确保数据的精确度，O3浓度在0.08-0.10ppm间的分析仪的单点精度检查必须每两周进行一次。分析仪必须在采样模式下操作，精度测试气 体必须通过所有过滤器、洗涤器、调节器及其他在正常环境采样时的部件，这些 标准使用校准和审核的标准。 对连续监测环境空气质量的单台仪器准确度的确定可根据2.0.8节中的方法计算。审核过程描述详见7.6.8节。 96 7．6．14 建立可追溯性的标准 臭氧用于校准的标准浓度是位移不能直接追溯到国家标准机构—标准参考物质上的。 7．6．14．1 臭氧工作标准追溯到国家标准机构（NIST）的一级标准 为保证标准的统一和不变性，美国EPA在全美使用了九个标准参比光度计 （SRP），建议与EPA的地方办公部门附近的标准参比光度计（SRP）进行比对，这保证了O3浓度标准的统一。 7．6．14．2 建立可追溯的其他方法 为提供与O3浓度标准比较过的参比标准，美国EPA基于UV光对波长为254nm臭氧的吸收原理规定了参比校准过程。该过程对所有O3测试提供了一个可靠标 3准。O3传递标准如果按UV校准过程检定对比就可用于校准工作。 7．7．1 自动量程或双量程零/标校准 97 如果分析仪工作在双量程或自动量程方式，则高和低量程要分别校准。当分 析仪处于双量程或自动量程，用户从前面板输入一个校准命令，此时，将提示用 户输入校准量程。按HIGH或LOW，然后按ENTR键进行校准。为校准另一个量程 须退到采样菜单重新启动校准。有关量程方式的更多信息参见5.3.4节，如何通过采样口输入校准气体对该两量程进行校准的实例见表7.18。 — 步骤 操作 说明 0 设置 校准前由SETUP-RNGE菜单选择自动量程或双量程方式 1 按CAL 分析仪进入M-P校准方式,标准气将提供零气进入采样 端口 2 按LOW-ENTR 选校准量程,将在低量程上进行校准 3 等15分钟 等待O3读数以零值稳定 4 按ZERO-ENTR 在低量程改变校准等式使分析仪标定到零点 5 按CONC 在低量程输入标气浓度 6 按键设置标气在低量程输入标气浓度,设置校准气输入的标气浓度 浓度 7 按ENTR 8 等15分钟 等待O3读数以低标气值稳定 9 按SPAN-ENTR 改变低量程校准等式,使分析仪标定到标气浓度值上 10 按EXIT 返回到采样菜单 11 校高量程 对高量程校准重复1-10秒 1．O3参比方法的校准，Code of Federal Regulations， 40期，50章，附录D。 98 2．关于校准环境O3监测仪的技术辅助文件,EPA发行的刊物,E部门 (MD-77),Research Triangle Park,N.C. 27711,EPA-600/4-79-056,1979年9 月。 3．关于环境监测空气O3监测仪校准传递标准，EPA发行的刊物，E部门（MD-77）， Research Triangle Park,N.C. 27711,EPA-600/4-79-056,1979年9月。 4．环境空气质量监测，Code of Federal Regulations， 40期，50章。 5．美国环境保护机构，O3校准计算程序，EPA-600/S4-80-050，1981年2月。 6．空气污染监测系统的质量保证手册，第I卷，EPA-600/9076-005，1976年5 月。 7．自动空气监测设备的现场操作指南，美国环境保护机构，空气

计划

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办公室， 1972年10月，刊物号APTD-0736，PB202-249和PB204-650。 8．附录A—政府和地方空气监测站（SLAMS）的质量保证要求，Code of Federal Regulations， 40期，58章。 9．附录B—防止空气监测恶化的质量保证要求，Code of Federal Regulations， 40期，50章，附录D。 10.大气指南汇编，第II卷，大气使用指南，EPA-450/2-76-029，OAQPS，编号 12-039，1979年12月。 11.大气污染监测系统的质量保证手册,第II卷(缩写为Q.A.手册,第II卷),国 家技术信息服务中心(NTIS),电话(703) 487-4650,部门号PB272-518。 12 大气污染监测系统的质量保证手册，第II卷（缩写为QA手册第II卷）， 通过美国EPA中心的环境研究资料获得，电话（513）569-7562 EPA600/4/77/027A。 注意 本章进行的工作需要合格的维护人员。 99 表8.1为400A型分析仪常用维护程序表。请注意特定环境中（如：很脏的， 污染厉害的环境），某些维护程序比表中执行得频繁些。 注意 维护程序完成后，M400A需要重新进行校准 100 — 项目 一二三四五六七八九十十十操作 101 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 一二 月 月 粒子过 每周更换或根据滤器滤需要更换 纸 IZS零 按季更换活性炭 气洗涤 器 泵膜 每6个月更换一 次 零气过 每年更换一次 滤器 O3涤 每两年更换一次 除器 气室 按季度检查,根据 需要清理(11.3 节) 采样流 每年检查一次 量 渗漏检 每年检查一查 次,(11.2节),每 次维修后进行渗 漏检查 过程-参见图8.1 应经常检查粒子过滤器是否阻塞或被污染。一般脏的粒子会吸附O3，使测 102 量出的数值比实际值低。 检查和更换滤膜 1．拉开仪器前面板 2．过滤器在仪器前面板的左侧，过滤器部件分解图见图8.1。 3．通过玻璃窗检查滤膜。 4．若滤膜脏了，拧开固定环，取出特氟隆O型圈和滤膜。 5．更换滤膜，仔细将滤膜平放在底架上。 6．放好O型圈，拧上固定环，并用手拧紧。 步骤： 1．关闭电源。关闭泵以防止更换洗涤器时残渣吸入分析仪 2．拉开仪器后面板 3．断开装在O3产生支架上的9/16”接头，然后取下旧洗涤器和DFU过滤器。 4．更换DFU过滤器 5．拧开洗涤器筒的顶盖，更换活性炭（P/N 00594） 6．拧紧洗涤器顶盖—注意：只能用手拧！ 7．重新将洗涤器放在后面夹上 8．重新接好装在O3产生支架上的9/16”接头 103 1．取下光室中间盖子 2．拧松玻璃管两端固定螺钉 104 3．用双手旋转玻璃管使之松动，然后将玻璃管朝着仪器后部（朝向灯室）倾斜， 管前部现在可倾斜滑出测量室，将其取下。 注意 不要将管放在金属架上，玻璃管易碎，会引起严重损坏。 4．用皂液彻底清洗玻璃管，用异丙醇去离子水冲洗，然后空气风干。查看管子 内孔来检查清理工作。管内应无赃物和棉绒。 5．检查吸收管封口端O型圈（当玻璃管取出时，这些O型圈可能还在原处）。如 果这些O型圈有损坏，将其更换。 6．重将管子装入灯室并检查设备的渗漏情况。注意：当重新安装时，合适的光 准直是非常重要的，管子朝前面的光室推进。当固定的滚花螺母时，用一只 手上紧螺母，另一只手慢慢向前面的光室推管子，使管子与内部检测器总管 相结合。 105 106 107 进行泄露检查有两种方法 通过真空方法：这是最简单的办法，但不能确定泄露位置，如果只想判断 108 是否有泄露，使用该方法。 通过压力方法：通过涂抹皂液找出渗漏位置。如果想知道渗漏位置，使用 该方法。 注意 使用真空法时勿用皂液，因皂液可能进入，污染反应室。 8．5．1 标准仪器的渗漏检查步骤 1．看图8.3，从采样泵的进气口断开临界限流孔组件。 2．堵住刚取下的临界限流孔的末端。 3．连接渗漏检测器到样气进口，使用压力或真空法检查渗漏。 4．取下光室中间盖子，在玻璃气室的两端检查O型圈密封圈的渗漏（气室在有 压力的条件下，才能进行检查）。 8．5．2 带有IZS选件的渗漏检查步骤 1．看图8.4,从采样泵的进气口拧下螺帽。 2．堵住刚取下的管子的末端。 3．连接渗漏检测器到样气入口,(位于采样/校准阀处的1/4”接头)使用压力或真 空法,检查渗漏.但加压或处于真空时,确信经足够的时间(最少30秒)空气由 O3发生器上的限流孔流出。 4．取下光室中间盖子,在玻璃气室的两端检查O型密封圈的渗漏,当气室有压力 的情况下,才能进行检查。 5．进行IZS组件渗漏检查,应将渗漏检测器接到设备后面板IZS洗涤器底部的 1/4”排气口上，如上所述进行渗漏检查。 109 8．5．3 带有零/标阀部件的渗漏检查步骤 1．断开采样泵进气口上的临界限流孔 2．堵住刚取下气路临界限流孔的末端 3．理解渗漏检测器到样气进气口，QA上所述使用压力和真空法检查渗漏，如有 必要，取下光室中间盖子，检查玻璃气室每端密封圈的渗漏，这仅在气室有 压力的情况下，才能进行检查 4．零气和标气入口也应分别检查，因为这些进气口通常是关闭着的，所以只需 简单连接渗漏检测器并加压或处于真空状态检查 1．参照图2.3,找到CPU/V-F插板 2．拧开固定CPU/V-F插板的螺钉,将此插板从主板取下 3．断开连接CPU/V-F插板和与仪器其余部分的三个电缆,注意极性 4．取下插板把它平放在绝缘面上并使CPU面朝上,带平面插脚的边置于左边,而 PROM集成电路应位于CPU板上面中部。集成电路块应以类似“41AB7STD.1_1” 的标记标明。轻轻将集成电路块从插座中撬起，更换上一个新的集成块，将 它安装在插座内，使缺口向右，确保所有的脚都插入插座内。 5．重新安装CPU/V-F板，连接所有电缆，注意极性。 6．打开仪器电源，观察前面板显示，分析仪进入自检，版本号将在前面板显示。 显示的版本号将与PROM芯片上右角的编号相同。 7．重新输入非缺省设置，如：RANGE 或 AUTOCAL，检查所有设置是否为期望的 设置参数 8．重新校准分析仪，标定斜率和截距。 9．0．1 一般的故障查找 110 M400A已被设计成对可能出现的问题进行迅速查找、判断并检修。在工作过 程中，分析仪连续进行自查诊断，而且在正常监测过程中具有对主要使用参数进 行监测的能力。 检查故障的过程一般包括四步，顺序为： 1．确定仪器主要部分工作是否正常。（电源、CPU、显示器） 2．注意报警信息，按要求修正。 3．检查所有测试参数值，并与出厂值进行比较。注意如出现偏差应按要求纠正。 4．查找所有气路（与样气相连）问题。 以下各节为执行各步提供了指导，图2.3是分析仪元器件装配图，检查方法见以下各节。 — 打开分析仪时，分析仪各部分同时动作。这些动作是： 1．采样泵应启动 2．前面板上绿色采样灯应亮 3．显示器应亮，先显示一串信息，然后显示“SAMPLE”（采样）的标准格式。（正 常显示见图4.2）。 如果这些动作都发生了，说明分析仪的电源，CPU和显示器运行正常，如果其中有一个不正常，应检查上面提到的各部分。 9．1．1 用TEST变量进行故障排除 M400A提供了显示测试参数值的能力，由此可观察分析仪的主要工作参数。 通过仪器前面板的按纽检查测试参数，将测试参数值与允许的工 111 作限进行比较，可迅速查出故障并进行处理。 表9.1列出了测试参数及其含义、有效值范围、测试值不在有效值范围内的 调试方法。另外，表2.1列出了分析仪出厂时所有测试参数值。 表9.1—测试参数值 测试参数 含义 允许值 超出允许值范围时的 调试方法 112 RANGE 分析仪模拟输出的满100—10000ppb 无 刻度范围 STABIL 最后10分钟数据读检查表2.1出超出噪音允许值的原 数噪音的标准偏差 厂时的噪音值 因和纠正方法按9.2.5 节检查 O3 MEAS 测量方式下检测器的2500—4700mV 如9.3.5节检查和调 实时读数 节光源灯和UV检测器 O3 REF 参比方式下检测器实2500-4700mV 如9.3.5节检查和调 时读数 节光源灯和UV检测器 O3 GEN IZS反馈参比检测器15-175mV时关如9.3.9节检查和调 的读数(可选件) 闭O3发生器,节IZS灯和参比检测 大于75mV,O3器 发生器打开 O3 GEN DRIVE IZS O3发生器程序化0-5000m 的驱动电压 VACUUM 样气限流孔下游的绝小于采样压力通常VAC读数高的原 对压力 值的一半 因使由于泵或渗漏引 起 SAMPLE PRES 吸收室样气的绝对压大气压检查气路问题见 力 下,0”-1.0”Hg 9.3.12节,检查压力传 感器见9.3.10节 SAMPLE FLOW 样气流速 720-880cc/min 检查气路见9.3.1节, 检查流量表见9.3.10 节 SAMPLE TEMP 吸收室样气温度 高于环境温度见9.2.3节 10-15度 OC 见9.3.5节 PHOTO LAMP UV源灯的温度 52 OO3 GEN TEMP IZS O3发生器灯的温48C 见9.3.9节 度(可选件) OBLOCK TEMP 限流孔温度 48C BOX TEMP 分析仪机壳内温度 高于环境温度如果超出环境温度5 1-5度 度以上,检查电源块处 的风扇,位于仪器后部 和边缘,应通风良好 113 DCPS 直流电源参考值,由2250-2750mV +5V和+-15直流电压 直流电源提供的复会的综合电压，数值超出 电压 范围表明直流电源有 问题 SLOPS 设计计算方法中的增1．0+-0.1 该值超出范围说明气 益 路污染或流量不对 OFFSET 设计计算方法中的零0+-20ppb 该值超出范围说明气 点截距 路污染 TIME 每天的时间 00:00-23:59 可调节时钟快慢,见 VARS CLOCK ADJ,电池 位于CPU板可能失效 9．1．2 用报警信息进行故障诊断 许多通用的或一系列仪器故障将在前面板显示报警信息。表9.2列出了分析仪显示的报警信息及其含义和正确操作。如果同时出现多个（2个或3个以上） 114 报警信息应引起注意，它通常说明一些基础部件（电源，V/F板，CPU）出现故障，而不仅仅是报警提醒注意的问题。该情况下，建议在检查报警信息前先确定 电源（见9.3.8节）和V/F板（见9.3.4节）是否运行正常。 — 报警信息 含义 修正工作 PHOTO REF WARNING O3参比值大于5000mV或小于如9.3.5节检查和调节灯 2500mV 源和UV检测器 PHOTO LAMP REMP 光源灯的温控不能保持在如9.3.5节检查光源灯加 OWARNING 52C设置点上 热器和热敏电阻器 O3 GEN REFERENCE 见9.3.9节 WARNING OW GEN LAMP IZS O3发生器在其最大输出 WARNING 上无法产生1000ppb以上或 者IZS反馈控制调节O3发生 器驱动信号超出2倍 O3 GEN TEMP IZS O3发生器灯温度控制不如9.3.9节检查光源灯加 OWARNING 能保持在52C设置点上 热器和热敏电阻器 O3 GEN LAMP IZS灯温度控制不能保持在如9.3.9节检查IZS灯加 OWARNING 48C设置点上 热器和热敏电阻器 SAMPLE PRESSURE 样品压力小于15”Hg或大于如9.3.10节检查压力传感WARNING 35”Hg 器 SAMPLE FLOW 采样流量小于500cc/min或如9.3.10节检查压力传感WARNING 大于1000cc/min 器,如10.6.1节检查气路 O SAMPLE TEMP 样品温度小于10C或大于50见9.3.2节 OWARNING C OBOX TEMP WARNING 机壳内温度小于10C或大于见9.3.2节 O50C BLOCK TEMP WARNING 限流孔温度 115 SYETEM RESET 电源曾发生关-开 无 RAM INITIALIZED 动态存贮器重新初始化以响无 应新PROM或新存贮器芯片的 安装 当某一监测值超出正常值时,报警发生,在前面板显示一个报警信息,同时报警信息被送到RA-232端口,报警灯闪烁,对发生的报警信息设置一个状态BIT位。报警表明系统中某些部分需要检查或调整，报警引起的失效将导致系统的不良运 行或数据采集的准确度降低。 当一个报警信息显示时，MSG和CLR按纽将出现在显示器上。如果报警多于 一个，按MSG将滚动显示报警信息。CLR将清除当前显示的报警信息。 如果每次在按CLR后，报警信息依然存在，仪器重新启动后问题应解决。某 些问题在按CLR后可能暂时或者不出现。如在仪器上电时SYSTEM RESET信息。 为忽略报警信息，显示测试信息，简单地按TST，报警信息依然保留，可按 MSG查看。 9．1．3 用DIAGNOSTIC方式进行故障诊断 诊断方式可作为一种工具，帮助排除仪器故障。 进入诊断方式，按SETUP-MORE-DIAG，然后按NEXT，PREV选择所需方式，然后按ENTR。所有诊断方式见表9.3。 9．1．3．1 信号I/O 信号I/O诊断模式使用户可以访问V/F板的数字模拟输入和输出。数字输出 可通过键盘控制，经信号I/O菜单手动进入的任何信号一直保持其作用。直到用 户退出I/O菜单。此时，分析仪将恢复对所有信号的控制状态。为进入信号I/O测试方式，按SETUP-MORE-DIAG-ENTR，当进入诊断方式时，一个相应信号传送 到RS-232通道，表明进入了诊断方式。使用PREV和NEXT键滚动信号，将出现EDIT键供用户进行信号控制，按JUMP跳到希望的I/O信号。 — # 信号 控说明 116 制 1 DISP-BROWNOUT NO 显示器管制用来避免在低电压条件下出现错误显 示。状态/温度板（01086）上的电路检测到低电 压时，发出一个信号，CPU读到该信号后发出上 述的BROWNOUT-RST信号。 2 EXT_ZERO_CAL NO 给出使M400A进入校零方式的输入状态BIT位, 用来检查外部触点闭合电路 3 EXT_SPAN_CAL NO 给出使M400A进入校标方式的输入状态BIT位, 用来检查外部触点闭合电路 4 SPAN_VALVE YES 切换零标阀,用这个BIT位检测阀门功能 5 CAL_VALVE YES 切换采样/校准阀,用这个BIT位检测阀门功能 6 PHOTO_REF_VALVE 切换光度计参比/测量阀,用这个BIT位检测阀门 功能 7 PHOTO_LAMP_HTR YES 显示光度计灯加热器的状态,与电源供电模块上 的LED的作用相同 8 O3_GEN-HTR YES 显示O3发生器加热器状态,与电源供电模块上的 LED的作用相同 9 LAMP_POWER YES 控制灯电源的输入电压 10 ST_ZERO_CAL YES 状态位-校零方式 逻辑高=M400A处于校零方式 逻辑低=不在校零方式 11 ST_SPAN_CAL YES 状态位-校标方式 逻辑高=M400A处于校标方式 逻辑低=不在校标方式 12 ST_FLOW_ALARM YES 状态位-流量报警 逻辑高=样气流量超出范围 逻辑低=流量正常 13 ST_TEMP_ALARM YES 状态位-温度报警 逻辑高=一个或几个温度报警 逻辑低=温度在一个指定范围内 14 ST_DIAG_MODE YES 状态位-处于诊断模式 逻辑高=M400A处于诊断模式 逻辑低=不在诊断模式 15 ST_POWER_OK YES 状态位-电压正常 117 逻辑高=仪器开启电源 逻辑低=仪器关机 16 ST_PRESS_ALARM YES 状态位-压力报警 逻辑高=样气压力超出范围 逻辑低=压力在允许范围内 17 ST_LOW_SPAN_CAL YES 状态位-低跨校准状态 逻辑高=M400A处于低跨校准状态 逻辑低=不在低跨校准方式 18 ST_SYSTEM_OK YES 状态位-系统正常 逻辑高=仪器无报警存在 逻辑低=有一个或更高报警存在 19 ST_LAMP_ALARM YES 状态位-UV灯报警 逻辑高=UV灯输出过低 逻辑低=灯输入正常 20 ST_HIGH_RANGE YES 状态位-自动量程的高量程 逻辑高=M400A处于高量程 逻辑低=M400A处于低量程 21 PHOTO_DET NO 光度计UV检测器读数,典型范围2500-4000mV 22 O3_GEN_DEC NO O3发生器UV检测器读数,典型范围2500-4000mV 23 PHOTO_SAMP_PRES NO 以mV表示的样气压力,典型海平面值=4300mV,相 对于29.9”HG-A 24 PHOTO_SAMP_FLOW NO 以mV表示的样气流量 25 PHOTO_SAMP_TEMP NO 以mV表示的样气温度 O26 PHOTO_LAMP_TEMP NO 光度计灯温,典型值52C时为2740mV O27 O3_GEN_TEMP NO O3发生器温度,典型值48C时为2270mV 28 BOX_TEMP NO 机壳内温度以mV为单位 29 DCPS_VOLTAGE NO 直流电源复合电压输出,典型值2500mV 30 DAC_CHAN_0 NO DAC 0 (REC)输出,以mV为单位 31 DAC_CHAN_1 NO DAC 0 (DAS)输出,以mV为单位 32 DAC_CHAN-2 NO DAC 0 (TEST输出,以mV为单位 33 DAC_CHAN_3 NO DAC 0 (O3发生器驱动器电源),以mV为单位 34 O3_CONC_1 YES O3浓度值(REC),以mV为单位 35 O3_CONC_2 YES O3浓度值(DAS),以mV为单位 36 TEST_OUTPUT YES 测试通道,以mV为单位 37 O3_GEN_DRIVE YES O3发生器驱动电源,以mV为单位 9．1．3．2 模拟输出测试步骤 模拟输出通道的步进式测试从0%到满刻度的100%，以满刻度20%步进式增 118 加。为进入模拟输出测试按SETUP-MORE-DIAG，滚动按PREV/NEXT键，直到ANALOG OUTPUT出现，然后按ENTR键。 开始电压输出为0V，然后每5秒输出增加满刻度的20%，模拟输出将在以下值中进行循环： 0%，20%，40%，60%，80%，100%，0%，…… 显示的为当前递增值。 按n%键显示将停在原处，为恢复自动循环，重新按一下该键。 9．1．3．3 设置模拟输出截距 模拟输出电压以每个通道输出电压的+-10%作为截距，缺省截距为0mV。为改变它，按SETUP-MORE-DIAG，再按NEXT，直至显示D/A CALIBRATION，然后按ENTR确认。按CFG进入D/A配置菜单，通过NEXT和PREV键选择所希望的模拟输出，然后按SET键，从-500mV--+500mV输入一值（其他范围按相应比率），接 着按ENTR确认或按NEXT放弃修改。退出，截距将立即模拟输出上反映出来。 9．1．3．4 测试通道输出 多数TEST功能值作为仪器模拟电压从后面板输出（见图2.2）。TEST功能输出是通过按SETUP-MORE-DIAG进行选择，按NEXT直到TSET CHANNEL OUTPUT显示，按ENTR确认。选择测试通道功能，然后按ENTR键确认，表9.4列出了测试功能模拟输出有效值。除输出一个值到模拟输出通道外，这些测试还触发一个新 的测试测量，以TEST=XXXX.X mV形式在前面板显示模拟电压值。 — 测试通道 零点 满刻度 119 O3 PHOTO MEAS 0 mV 5000Mv O3 PHOTO REF 0 mV 5000Mv O3 GEN REF 0 mV 5000Mv SAMPLE PRESS 0”Hg 40Hg SAMPLE FLOW 0 cc/m 1000cc/m OOSAMPLE TEMP 0 C 70 C OOANA LAMP TEMP 0 C 70 C OOO3 LAMP TEMP 0 C 70 C OOCHASSIS TEMP 0 C 70 C DCPS VOLTAGE 0 mV 5000Mv 9．1．3．5 RS-232测试 该测试用以验证RS-232口工作是否正常，它输出一个持续一秒的ASCII字 符“W”，在测试期间可用一直流电源表（DVM）在2或3脚上测量信号是否存在（2脚或3脚取决于DTE/DCE开并设置）或通过红的测试发光二极管（LED）闪烁判定。详细方法见9.3.3节。 9．1．3．6 V/F校准 当仪器在厂内安装时，V/F板被校准，通常没必要重新校准。但在某些情况 下V/F板需要重新更换并进行校准。通常V/F板日常校准步骤见9.3.4节。 9．1．4 M400A内部变量 M400A软件包括许多可调参数，许多参数在生产时已设定好，使用过程中不 需再进行调节，某些变量可由用户调节，见表9.5。 进入VARS菜单按SETUP-MORE-VARS-ENTR，使用PREV-NEXT键选择感兴趣的变量，然后按EDIT来检查/更改变量值，然后按ENTR键存入新存入的值，同时返回到下一级菜单。如果不想改动，按EXIT退出。 — 120 序名称 单位 缺省值 数值范围 说明 号 1 DAS-HOLD-OFF Min 15 0-60 校准或诊断方式后数据 不进入DAS的时间 O2 PHOTO_LAMP C UV灯温度 O3 O3_GEN_LAMP C O3发生器温度 4 O3_GEN_LOW1 0-1500 O3发生器量程1的低浓度 设置点(精确点) 5 SFLOW_SET Cc/min 500 400-1000 正常样气流率 6 RS232_MODE BIT 0 0-99999 下面所有十进制数的和 1=静态方式有效 2=计算机方式有效 4=保密特性有效 8=前面板RS232菜单有效 16=交替协议有效 32=多站协议有效 7 CLOCK_ADJ SEC 0 +-60 实时时钟调节 动态问题（如：只有分析仪监测样气时才表现出来的故障）是最难且最花时 间查找和解决的故障，且表现为带有动态故障的分析仪通常的症状与静态故障无 121 关。由此建议在所有静态故障和报警条件（如前面各节所述）都被找出和解决以 后再来处理动态问题。 如果前面各节所述的检查都顺利进行，则以下将逐条列明最常见的动态故障 和建议的故障检查和排除方法： 注意 根据我们的经验，约50%的仪器运行问题是由泄露引起的。 1．流速波动，如泄漏或限流孔堵塞。 2．预防性维护不够—脏/堵塞采样过滤器 3．零气源改变 含O3的空气泄入零气管路 IZS零气洗涤器饱和 4．标气浓度变化 5．参比/测量开关阀渗漏 6．气路装置松 9．2．1 AC（交流）电源检查 1． 检查供电线路是否有电，保证电压和频率正确，如果电源为240V，插进115V 仪器将不工作。 2． 检查电源插头是否插入插座内，分析仪需带三线安全电源输入。 3． 检查电路断电器，电路断电器是前面板电源开关的一部分。每当电源开时， 便置位，如果有内部短路出现将跳闸。想再次开电源时，开关会自动返回到 OFF位置。 9．2．2 温度问题 O O M400A被设计成在5C和40C的环境温度下工作，检查温度故障的第一步， 先确定环境温度是否在此范围内，机壳散热孔和后面板的风扇排气口是否堵塞。 122 仪器监测的四种温度： . 样气温度 . 机壳内部温度 . 光源灯温度 . IZS灯温度(可选件) . 限流孔温度 通过加热控制两个部件温度 . 光源灯 . IZS灯(可选件) 如上述温度中有数值不正确的,通过测试热敏电阻阻值来检查工作是否正 确。该电阻阻值应在7.6 K欧姆—95 K欧姆范围之内，若不在此范围说明该热 敏电阻已有故障应更换。热敏电阻阻值测试见下： 样气温度： 拔掉主板J2处的主板连接插头，测量两端的阻值。 光源灯温度： 拔掉主板J4处的连接插头，测量两端的阻值。 IZS灯温度： 拔掉主板J6处的连接插头，测量两端的阻值。 机壳内温度： 关掉分析仪，移开DC电源板，测量主板J21处针A30和C30。 如果热敏电阻在正确范围内，检查12C板的温度线性化电路，见9.3.2节。 如果温度传感器读数显示正确，但控制温度没有维持在正常值上，则要检查 加热器的工作，步骤如下： 1． 观察电源模块指示灯确定红色灯（最右侧）已发亮，同时“CELL HTR”和“IZS HTR”指示灯发亮或交替亮（关一下），如果这些指示灯不正确，可能是电源 模块或V/F板出现错误，按9.3.8节所述进行检查。 2． 从电源模块上拔出加热器元件，检查115V是否存在，如果115V存在，则加 热器有故障，重新更换加热器。 注意 电压危险—小心测量！ 123 9．2．3 噪音过大 1．按9.3.12节所述检查气路系统渗漏 2．检查样气温度，样气压力和样气流量值是否正确，按要求检查并调节。 3．UV灯可能需要更换。如果有备用灯，更换灯并检查噪音。如果没有备用灯， 请厂方给予帮助。 9．2．4 跨度不稳定 1．按9.3.12所述,检查气路系统是否漏气. 2．按9.3.6节所述,检查主开关阀和O3涤除器工作是否正确. 3．按8.2节所述,检查粒子过滤器是否脏,如必要更换之. 4．按9.3.12所述,检查气路系统部件是否脏,如必要清理或更换之. 5．通过执行9.3.4节中的调试程序检查DAC和ADC电气部分进行适当的调节. 6．确定样气温度,样气压力和样气流量的数值是否正确,按要求检查和调试. 9．2．5 零点不稳定 1.按9.3.12所述,检查气路是否漏气 2.确定零气不含O3 3.按8.2节所述,检查粒子过滤器是否脏,如必要更换之 4.确定光源灯是否完全插入,灯上的翼型螺钉是否拧紧 5.检查吸收室和气路管线是否脏,如果必要按8.4节所述清洗 6.从光室上断开排气管，并堵住该光室口，如果读数仍有零点噪音，问题出在设 备的电路部分。如果无零点噪音，问题出在设备的气路部分。 9．2．6 无法校标 1．按9.3.1节所述,检查气路是否漏气。 2．按9.3.6节所述,检查主开关阀和O3涤除器工作是否正常。 3．按8.2节所述,检查粒子过滤器是否脏,如有必要更换之。 4．按9.3.12节所述,检查气路各组件是否脏,如有必要清理或更换上。 5．通过执行9.2节的调试程序,检查DAC电气部分的调节是否正常。 124 6．确定样气温度,样气压力和样气流量的饿数值是否正确,按要求检查和调试。 9．2．7 无法校零 1.按9.3.12节所述检查气路是否漏气 2.确定零气不含O3气体 3.按8.2节所述检查粒子过滤器是否脏,如有必要,进行更换。 9．2．8 模拟输出与显示浓度不符 1．确定DAC截距是否设置为零，见9.1.3.3节。 2．按9.2节和9.3.5节所述步骤执行DAC校准和暗电流调节。 9．3．1 计算机、显示、键盘 分析仪打开时，前面板应有显示，绿色的“SAMPLE”（采样）灯应亮，如果DC电源正确（见9.3.8节），显示或指示灯不工作，说明CPU或显示器出现问题。为检查故障原因，执行下列步骤： 9．3．3．1 前面板键盘 分析仪正常工作时，按键盘最右端的键，显示状态应改变，如未改变，检查： 1．电缆连接 2．CPU和显示工作（见9.3.1节） 3．如果上述检查未发现问题，可能是键盘故障，需更换 9．3．1．2 前面板显示 1．关闭电源 2．拔下从CPU板到显示器的带状电源 3．打开电源 4．显示器左上部应显示光标符号，如未显示，则显示器有故障，应更换。若有 光标符号，可能CPU故障 9．3．1．3 单板机 SBC40是为仪器控制功能设计的多功能计算机，它包括16位8080微处理器， 125 2个串行口，标准总线接口和4个存贮器座。存贮器座包括：含有多重任务操作 系统和应用码的256KROM，存有设置变量的8KEEPROM，存贮仪器采集的数据的256KRAM和一个提供计时服务的日时钟。此板的基本功能是非常复杂的，这里不 可能完成此板的全部功能测试。该板简图见图9.1。 和显示一样，CPU板的整体功能可通过简单的测试确定。 1．按图2.3在主板上找到CPU板。 2．打开电源。 3．找到该板左上部红色LED灯。 4．LED灯应以每秒一次的频率闪动。 5．闪烁表示该板已上电，正在运行程序。 CPU RS-232口诊断步骤见9.3.3节，UART驱动器芯片可能使输入和输出口工作不正常。 126 9．3．2 12 C/min板 该分板与CPU板相连，有两种功能。首先，通过CPU板发送数字信号到后面板的状态块；其次，通过主板将热敏电阻转换成电压信号进到主板，然后送到 V/F板，被数字化的数值经标准数字总线送到CPU进行换算。 127 9．3．2．1 温度放大器部分 四个热敏电阻经连接器P2接到该分板上，从P1的MSC1和MSC0线选一个独立的热敏电阻，通过U2译码，模拟多路调制器U4选择相应信号，送到U7进行调制和转换，然后返回到该板经P2送到V/F板。 监测的四种温度 1．机壳温度 2．样气温度 3．O3发生器温度 4．反应室温度 板上该部分参数性能可通过前面板TEST功能进行温度检查，使用DIAGNOSTIC菜单中的SIGNAL I/O特性通过V/F板检查相应的电压。 9．3．2．2．12C串行总线部分 本部分使CPU板的数字信号通过连接器P1送到U1，经P2将串行化的信号送到后面板。 CPU每30秒向后面板的“跟踪装置”发送一个命令，连续监测12C总线。同时检查是否响应正确。如果检查出现不正确则向前面板和RS-232口发送一个报警信息。 前面板报警信息：REAR PANEL NOT DETECTED RS-232信息：WAPANWLDET-REAR PANEL NOT DETECTED 128 9．3．3 RS-232通讯 9．3．3．1 RS-232诊断步骤 API分析仪使用RS-232通讯协议，允许与各种计算机支持的仪器连接。RS-232已使用多年，随着设备越来越先进，不同类型之间的硬件之间的连接渐 129 渐复杂。通常，制造商们非常仔细的研究协议对信号和时序的要求，当试图进行 指定连接时出现问题，确定分析仪与其他设备的连接和布线图。各脚功能见图 9.2。 9．3．3．2 RS-232连接 连接器： 问题集中表现在两个方面，第一是连接器的物理不兼容性，第二是连接器接 线，我们将试图提供一些API分析仪与其他设备连接指导。 有许多种连接器和电缆被指定用于RS-232协议操作，原因是几年来电子设备尺寸减小。连接器也相应减小尺寸与这些电子设备相配合。 电缆和适配器一般有下列4种： 1．电缆—从6英寸到50英尺不同长度的电缆，通常它们一端为阳性连接器，另 一端为阴性连接器。这样，既要提供电缆又要提供转接器。例如，我们分析 仪的电缆两端分别为阴性DB-0和阳性DB-25连接器，大部分电缆不包括零调 制解调器。 2．阴阳转换器—转换阳性连接器为阴性连接器或相反的功能，这种转换不需改 变管脚至管脚线路。 3．适配器—从一种插头（DB-9）转换为另一种插头（DB-25），不需改变线路。 4．零位调制器—该连接器改变了内部线路，使DTE装置变成DCE或相反，其主 要的内部变化是交换数据进行传输的2脚和3脚。 注意：在设计上零位调制器也可兼作阴阳转换器或适配器。当用作适配器电缆时 要特别注意所使用的是带有零位调制器转换接头的连接器。 DTE和DCE接线： 随着技术的进步，DCE和DTE设备的区分不那么严格了。M400A带有一开关可在DTE和DCE间进行转换。只要你的设备被插入并开机，可通过仪器后面板的 红和绿两个发光二极管发亮确定连接正确。如果只有一个发光二极管亮，转换 DTE-DCE开关。 9．3．3．3 分析仪和调制解调器相连 调制解调器作为数据通讯设备（DCE），需要作的是连接通过适配器连接分析 130 仪和调制解调器，确保所有适配器中不带零位调制器。 除DTE-DCE接线外，调制解调器传输数据前每一针需处于某一逻辑电平。一 般要求调制解调器传输数据前准备发送（RTS）信号应是逻辑高电平。M400A将7脚（RTS）置为10伏，使调制解调器能进行传数，DSR和CTS接地。 确定波特率、字节、和停止位的设置，使调制解调器和分析仪匹配，见图 9.2。 在诊断方式下，使用RS-232测试功能发送一脉冲信号为1秒的“W”字符到该端口，通过后面板的发光二极管，可检查M400A是否正在传送数据，当数据正 在传送时红灯闪烁。 让你的调制解调器向分析仪传送数据，当仪器接收数据时，绿灯闪烁。 PC数据通讯软件 你应购置一软件包使你的计算机能够在它的串行端口发送和接收信息。有许 多这样的程序，在内部我们使用PROCOMM。若你在PROCOMM设置了变量，且你的线路连接是正确的，你可与分析仪进行通讯，确保分析仪波特率PROCOMM匹配，通过SETUP-MORE-COMM-BAUD进行检查，同时检查图9.2中其他设置。 9．3．4 电压/频率（V/F）板的诊断和校准 00515 V/F板是一综合板，在此不可能对所有功能进行全面测试，下面进行 几个简单测试，检查一下该板的工作情况： 1． 从前面板的TSET功能检查DCPS，该数值应接近2500mV，如果正确，说明V/F 转换器可能工作正常。 2． 通过短接后面板标有CONTROL连接器的1和2脚，执行一个遥控闭合测试， 这将使仪器进入校零方式，使用前面板EXIT键使M400A退到采样方式。 3． 执行诊断测试中的模拟输出步进式测试，见9.1.3节，随着测试，输出电压 将循环出现。如果上面模拟输出步进式测试有问题，可能该板没有校准，V/F 板校准步骤将在下面叙述。 4． 检查以下各点，确定电源是否正确。 . TP4和TP5之间+5V . TP1和TP3之间+15V . TP2和TP3之间-15V 如果上述电压有不正确的,按9.3.8节所述检查DC电源. 5． 确定V/F板上所有跳线块都设置正确，见下： 131 — 出厂设置 跳线 设置 B1 1 B2 1-2 B12 3-4（0-5V） B14 2-3（可实现） B15 设置与电源频率匹配 JP1 1-2 JP2 1-2 参照图9.3确定V/F板DIP开关设置是否正确。 注意 如果你改变了模拟输出量程的DIP开关，你必须按该节进行一个V/F 校准。 由于现代电子元件的稳定性，下面步骤一年内执行一次或在主要部件更换、 模拟输出电压范围改变时进行。 执行下列步骤在V/F板进行模数转换器的校准 1．按SETUP-MORE-DIAG键。 2．输入诊断保护字，按NEXT直到D/A CALIBRATION在显示器上出现，然后按 ENTR键进入。 3．按ADC校准V/F转换器。 4．M400A显示出“ADJUST ZERO ：A/D = XX.X Mv”,将电压表的表笔置于V/F板 TP3(AGND)和TP9(DAC#0)之间(见附录E00514图)。 5．电压表上显示的数据应接近M400A显示的值（+/-20Mv），如果不接近，可能 V/F配置不正确。 6．调整V/F板上的调零电位器（R27），直到M400A显示的值等于电压表测量值， 偏差在+/-20mV内。注意：调整V/F板上的零点电位器直到M400A显示值与 电压表上的值对比在+/-20mV之内。 7．按ENTR键进入。 8．M400A显示器上目前读数为“ADJVST GAIN ：A/D = XX.X Mv”。 132 9．在V/F板上调跨度电位器（R31），直到M400A显示值与电压表测量值对比， 偏差在+/-20mV内。 10.按ENTR键进入。 11.现在ADC已被校准,M400A将自动校准所有的DAC’S,该过程只需几秒即可完 成。 12.按EXIT键四次,退回到采样菜单. 9．3．4．1 改变输出电压量程 输出电压量程是通过V/F板上的DIP开关设置的。改变模拟输出电压见下： 1．关闭仪器电源，移开上盖，V/F板装在分析仪前部，见图2.3。 2．沿着插板顶部设置开关，选择所需要的量程见图9.3。 3．按本节所述重校ADC。 注意 调节记录器截距见9.1.3.3节。 注意 不要试图改变DAC3（S4）的电压量程，这样做会造成内部 零标源O3发生器故障。 133 9．3．5 光室部件 9．3．5．1 光源灯电源诊断和调节 通过观察，O3 REF测试值来确定光源灯和检测器的工作，分析仪预热后（开 134 机15-30分钟），通过检查该值的大小判断检测器和灯的工作状态。见下： — O3 REF值 含义 4700mv-5000mv 光源灯和检测器在工作,但需调节 4000mv-4700mv 光源灯和检测器正常工作,不需调节 2500mv-4000mv 光源灯和检测器在工作,调节是有用的但不是必须的 175mv-2500mv 光源灯和检测器在工作,但需调节 75mv-175mv 或者是光源灯或者是UV检测器不起作用了 < 75mv 检测器前放或V/F板故障或没连上 灯电源检查: 附录E的图01217和图01218给出了灯电源的原理图和结构图。 并不是总能明确确定是UV灯还是灯电源的问题，下面将给出一个灯电源的 合理测试。 警告 电压危险—小心使用！ 1.拔下灯电源上J1的电缆线，确定电缆连接1和2脚间为+24VDC，如果电压不对，按9.3.8节检查电源块。 2.移开灯电源供给外盖，检查下列电压。 TP1和TP14之间为+24VDC 3．如果该电压不对，则灯电源失效，须更换。 如果上述检查正常，则UV灯失效的可能性大于灯电源，更换灯。如果问题 135 仍存在，更换灯电源。 必要的或有效的调节 按9.3.5节所述调节灯和检测器的前置放大器，如果通过调节仍不能达到满 意的O3 REF检测值，可能是灯已经老化，超过其使用范围，应调换。 灯或检测器失效 警告！ 有紫外光 UV光会危害眼睛，不要直视UV灯。要用UV滤光眼镜或玻璃观看。 O3 REF值接近135mv，通常说明光源灯或检测器完全失效。为确定是哪个部 件失效，应移动光室顶盖，观察玻璃吸收管的“灯顶端”，如果出现蓝-白光，则灯工作正常，其检测器有故障，应更换。如果灯没有光亮，应按本节所述，检查 灯的光源。如果灯电源没有问题，那就是灯失效，应更换。 注意 外部环境较冷时，需要5到15分钟预热，光源灯才亮，在检查灯/ 检测器的故障前一定要有预热时间。 调节灯的驱动电源见下： 1． 移去灯的电源外盖，在TP7和TP14端跨接一个直流电压表，调节电位器 （RV1），直到直流电压表读数为20V+-1V。 2．调节灯位置见下： . 从分析仪前面板按TEST键,直到显示O3 REF=XXXXXX . 松开灯上的翼形螺钉,将灯旋转使前面板显示的O3 REF值为4500mv+/- 136 320mv, 拧紧翼形螺钉(注意:整个灯调节范围应在1/4圈内旋转,O3 REF 显示值的变化约6秒一次,正确调试应放慢灯的旋转速度)。 3 调节UV检测器前放增益见下: . 移动光室前端检测器外盖,调节电位器(R7)使显示的O3 REF读数为 4500mv+/-50mv。 警告！ 有紫外光，调节时，不要将灯移出垫圈。 . 如果O3 REF读数仍不能达到4500mv,按第一步所述,通过调节灯电源来 增加UV灯的驱动(不能使TP7和TP14间的电压超出21伏)。 4．按SETUP-MORE-O3-DARK-CAL重新校准检测器电流，见9.3.5.3节暗电流调 节程序。 9．3．5．2 检测器前放 O3 REF测试值小于75mv，通常说明检测器前放失效，按9.3.4节所述，确定V/F板是否工作正常，如果V/F检查正常，说明检测器前放失效需更换。 9．3．5．3 调节暗电流信号步骤 随着检测器的老化，检测器暗电流变化很小，因此下面调节步骤一年只需进 行一次或在更换主要部件（如更换新的UV灯或UV灯电源），调整前放板上的电 位器（增益）时进行。 为校准暗电流信号，按SETUP-MORE-O3-DARK-CAL，分析仪将进行下面工作： a．关闭分析仪灯 b．O3检测器连续6次读数，平均每次间隔1秒 c．打开分析仪灯 该截距将被存贮，所有O3检测器读数将扣除该值。 为观察暗电流截距，按SETUP-MORE-O3-DARK-EDIT，结束时按EXIT退出，观察该值不需保护字，只在改变截距时需键入保护字。 137 9．3．5．4 光源灯温度 O 光室中的UV灯温被控制到52C，加热器直径为1/4”，温度热敏电阻测量， O通常的问题是由于机壳内温度超出52C，造成该温度过高。 . 通过检查测试参数搞清楚是否加热器被控制在正确温度上 . 检查光室加热器和热敏电阻应放在相应位置上 . 通过观察电源模块上的发光二极管检查加热器电源应周期工作 . 用一直流电压表测量加热器是否加上一电压,无论仪器输入电压是多少,加热 器两端的电压应为15VAC。该电压值将在0和115VAC上周期变化，且与电 源模块上的发光二极管同步。如果加热器两端没有电压，可能电源模块上的 固态开关坏了。 9．3．6 检查O3涤除器和主开关电磁阀 通过执行下列程序来确定所选的O3涤除器和主开关电磁阀工作是否正确： 1．使用可选的IZS或一个外部零气源从样气入口输入零气，使分析仪稳定。 2．观察O3 REF测试值，并记录其值。 3．使用可选的IZS或一个外部标气源从样气入口输入浓度约400ppb的标气，使 分析仪稳定。 4．观察O3 REF测试值，并记录其值。如果O3 REF值比它在零值时下降超出5mv， 则O3涤除器可能失效或主开关电磁阀“交叉”口有泄露。 注意： 如果需要，该检查可使用高于400ppb的O3浓度值，在这种情况下，O3 REF值的下降不应超过： O3 REF < 5 X (实际浓度)/ 400 为进一步确定，断开主开关电磁阀和光室之间的气路管线，使气路管线绕过 主开关电磁阀直接接到O3涤除器输出口上。 重复上述的第一和第四步，如果O3 REF值的下降不超过容许限，则是主开 关电磁阀失效应更换或修理。如果O3 REF值下降超过容许限，则O3涤除器应更换。 9．3．7 后面板状态/模拟输出PCA 后面板状态/模拟输出PCA，是一个多功能板，其功能包括： 138 1．提供了3个模拟电压/电流闭路输出通道。 2．通过50针连接器提供仪器状态比特。 3．提供触点闭合输入控制校准。 4．提供RS-232通讯口。 下面给出了每一功能工作测试。 9．3．7．1 模拟输出 有4个模拟输出通道，通道用途是： 1．记录仪输出（REC） 2．数据报告输出（DAS） 3．测试输出（TCH） 4．电流回路输出（可选件） 在诊断菜单中，有一步进模拟输出测试方法，给出步进电压到DAC’S，该测 试将检查模拟输出工作的正确性，见9.1.3节。 9．3．7．2 状态输出行，外部触点闭合 状态输出功能是将分析仪的工作情况送到后面板的50针连接器上，状态数据在CPU中产生，然后送到和CPU板相连的中间板上，数据按顺序格式化给12C。 这些信号送到后面状态板接收并解码，然后被送到NPN晶体管上。允许通过50ma 电流，状态输出针的配置见5.4节。 遥控触点闭合，功能见下： 1．如果不带IZS或Z/S阀选件，触点闭合将使仪器进入校零或校标方式 2．如果带有Z/S阀选件，触点闭合控制阀并使仪器进入校零或校标方式 3．如果带有IZS可选件，触点闭合控制阀、O3发生器/零气系统，并使仪器进 入校零或校标方式 外部电路允许应具有12VDC，50ma电流的能力。 9．3．7．3 4-20ma电流输出（可选件） 一电流回路可在REC通道上提供0-20ma或4-20ma的模拟输出。电流回路通道可被单独校准不影响电压输出。每次进行A/D—D/A 校准时，需进行该校准。校准电流输出步骤见下： 1．按9.3.4节概述，先做一个A/D—D/A校准 2．将一带有毫安挡的万用表连接到电流输出回路上，电流输出接头位于后面板 标有“RECOEDER”连接器的7和8脚。注意：当用万用表或类似低阻抗的电 139 流测量装置测量输出电流时，需与该表串接一个500-1000欧姆电阻。该电阻 相当于一个负载，如果不串接电阻，读数可能出现错误。 3．从前面板按SETUP-MORE-DIAG键，然后按NEXT键直到D/A CALIBRATION出现。 然后按ENTR，按CFG，模拟输出O通道特征将显示在顶行，内容见下： DIAG D/A 0）O3_CONC_1,CURR,NOT CAL NEXT CAL SET EXIT 上面显示表明O通道设为电流输出,没有被校准.如果显示为VOLT而不是 CURR,那么该通道须设定为电流输出,该步骤为:按SET键,选CURR输出方式, 然后按ENTR键进入。 4．按CAL开始校准，显示内容为： 表示电流输出的零点现在能设置，按UP，UP10和U100将从零点按1， 10和100的步数向上增加。零点可在0和4毫安间调节。当你通过测试表测 量达到期望的零点值时按ENTR键进入。 5．目前显示将提示调节增益或电流回路的满刻度输出，按第4步使用UP和DOWN 纽，调节满刻度值（通常20ma），然后按ENTR键。目前完成了电流回路校准， 连接几次EXIT键，直到返回采样菜单。 9．3．7．4 RS-232口 板上带有一个RS-232口，设置和诊断见5.5节。 9．3．8 电源组件 电源组件包括几部分，见表9.8。 — 分件 说明 线性电源板 线性电源板从供电变压器上引入多种输入电压,产生 140 +5,+15,-15,-12VDC输出,该输出被送到两个外部插头P2和P3上, 见图9.4,+5V供给CPU,+/-15V供给OP-amps和IC几个地方,+12V 供给风扇和电磁阀 转换电源 该电源给UV灯电源提供+24VDC,2A的用电,由开关板上的J10输 出,开关板上有一个负载电阻,用于需要该电源输出小电流时保持 输出稳定 开关板 开关板有几种不同的功能,它从V/F板上获取逻辑信号,开启 4-115VAC和4-12VDC负载,该板带有仪器中心接地点,根据需要不 开启AC和DC电源,由连接器J2引入电源变压器的输入电压 115,220,和240VAC 电源变压器 仪器中可能带有两个输入电源变压器,在每台M400A中的多抽头变 压器T1为前面所讲的线性电源板供电,第二个变压器T2时根据是 否需要220VAC或240VAC输入增加的,选择的输入电源是通过一个 程序化的连接器P2接入,可为国内外提供正确的电压连接 电路断电器前面板包括有一个组合电路断路器—输入电源开关,它通过开关/电源开关 板上的J6和PSM相连,如果检测到过载,开关回到OFF位置,开启 电源的同时断路器也复位 141 9．3．5．1 PSM（电源组件）诊断步骤 线性化的供电板可通过前面板的DCPS-TEST检查，读数应为2500mv+/-200mv。如果读数超出此范围，可在P3插头上检查所有输出电压，输出脚见附录中线路图。 转换电源输出可通过前面板TEST参数中的REF VLOTAGE观察，测试值应在2500和4500mv之间。 142 开关板可通过观察板顶部的一排发光二极管进行诊断。下表9.9中描述了每个发光二极管的工作特征。 — 序号 功能 说明 1 测量/参比阀 开启间隔3秒 ON=测量方式 OFF=参比方式 2 采样/校准阀 按CALZ或CALS键时,开关应变为ON 3 设用 4 零/标阀 按CLAS键时,开关应为ON 5 泵电源 供给采样泵电源,仪器开启时为ON 6 光源灯加热器 5秒-1分完成一次ON-OFF循环,达到标称温度 前一直为ON 7 采样流量控制块加热5秒-1分完成一次ON-OFF循环,叨叨标称温度 器 前一直为ON 8 O3发生器加热器 5秒-1分完成一次ON-OFF循环,达到标称温度 前一直为ON 143 检查电源各部分 参照电路示意图9.5进行 1．检查进线电源电压和频率 2．检查分析仪后面板的电路断路器 3．检查分析仪后面板的三线安全电源输入插头 4．通过供电组件上的红色发光二极管（最右边）是否亮来检查内部AC电源是否 144 正常。如果该灯不亮，更换供电组件底部中间的保险丝。 注意 电源组件有电危险，试图移动或更换任何部件时，应先从仪 器上取下电源线。 通过测量V/F板上的电压确定DC电压是否正确。 TP4和TP5之间为+5V。 TP1和TP3之间为+15V。 TP2和TP3之间为-15V。 如果上述电压有不正确的，检查DC电源，见附表。 9．3．9 IZS可选件诊断和检修 9．3．9．1 IZS O3发生器灯 如果更换灯或灯发生意外移动时，需执行下述步骤。本过程调节IZS的灯与 其反馈电路成最佳工作状态。参看图9.6—IZS组件。 1．按SETUP-MORE-O3-ADJ进入SETUP菜单，这使灯的驱动电路输出一恒定值为 2.5V。 2．如果你安装新灯时，约30分钟灯输出才稳定。 3．选择前面板显示的O3 GEN测试参数，松动IZS灯，旋转灯使显示的数值为 2500mv+/-500mv。 注意！ 有紫外光，不要从IZS设备中拉出灯。 4．拧紧螺钉，使O3灯稳定在IZS发生器设备上。 5．打开IZS前置放大器外盖，调节电位器，使前面板数值为2500mv+/-25。 6．IZS灯和反馈回路目前已调好，参照9.3.9.2节完成IZS校准。 145 146 9．3．9．2 IZS O3发生器校准 利用M400A自身配置的校准系统，可以校准内部O3发生器来确定O3发生器的输出。发生器校准允许使用人员直接以PPB为单位输入期望的校准气浓度。 在执行下述步骤前应使用在第七节中描述的任一种方法，用外部O3源校准M400A。 按SETUP-MISC-O3-GEN-CAL开始校准程序，工作如下： 147 1． M400A将在6个不同的IZS灯驱动电压：400，600，800，1000，2000和5000mv 下测试IZS参比信号和O3浓度。 2． 对仪器每一测试点，仪器输出驱动指令并等待10分钟，让M400A稳定下来， 然后仪器读取两个数值并存在表中，以备将来使用。 3． 在校准过程中，分析仪显示校准程序完成的P/O比，整个校准过程需一小时 （6点X10分/点）。 4． 可按EXIT终止校准，这将不存入已计算的表的内容。如果在校准的最初十 分钟内退出（EXIT），校准点将不被检查。 5． 如果程序完成，IZS可以使用了。 9．3．9．3 IZS参比反馈选件 内部零标反馈选件检测IZS O3发生器灯的输出并用该信号控制灯驱动电流， 该选件确保非常稳定、可靠的O3浓度。如果带有IZS参比监测器反馈选件，按SETUP-MORE-O3-REF-ENTR来激活该选项。 148 9．3．10 流量/压力传感器 M400A利用一限流孔限制采样泵上游的流速使通过分析仪的气体流速稳定。 该组件见图9.7。通过测量改变限流孔上游的压力和温度并根据理想气体定律计 算流量来修正通过限流孔的实际流量。测量下游压力以保证满足限流条件。 当诊断为流量问题时，在采样进气口连一个被校准过的流量表测量实际流 149 量，下面列出了一些可能故障和解决办法： Displayed flow（显示流量）= “XXXX” 该报警说明限流条件不对，限流条件是出口压力和进气压力的比率，需为 0.53或更高。有两种情况可能造成这种现象，限流孔的进气口阻塞或限流孔出 口真空度降低。为近一步确定，通过前面板测试参数查看采样压力和真空度，如 果采样压力数值非常低，可能限流孔进气口阻塞。首先，检查样气过滤器，然后， 系统地检查限流孔的所有其他部件是否阻塞。如果样气压力正常但真空压力读数 值超出样气压力值的一半，可能是泵膜磨损，应更换。 实际流量与显示流量不一致： 如果测量的实际流量与显示流量不一致，但在720—880cdc/min允许限内， 流量测定可由前面板校准。见9.3.10.1节。 9．3．10．1 校准量 为校准流量测定，将一已校定的流量表到样气入口，从前面板 SETUP-MORE-DIAG，按NEXT，直到显示出现FLOW CALIBTATION，然后按ENTR， 通过该键盘输入被测量的流量，然后按ENTR键。测试参数显示的采样流量与目前的测量流量基本一致。 9．3．11 Z/S阀 Z/S阀选项允许用户从后面板独立端口送入零气或标气，校准气体可通过2 个阀送入仪器。 通过下面步骤测试阀 1．从前面板按CALZ按纽，激活采样/校准阀，关闭样品流量，允许零气通过未 被启动的零/标阀进入。 2．按前面板CALS按纽，激活采样/校准阀和零/标阀，关闭样气流，允许校准气 体启动的零标阀进入。 3．这两个阀也可通过使用诊断菜单中SIGNAL I/O进行测试。 9．3．12 气路系统 150 9．3．12．1 流量问题故障 一般流量问题可分成三类： .流量为零（设流量） .流量大于零，但太低，或不稳定 .流量太高 当流量出现故障时，最好先确定实际流量和流量表是否有问题。如果流量表 显示流量正确，按9.3.10节检查气路传感器板。 使用一流量表（皂膜或质量流量计）从仪器后面板样气进气测量样气流量， 如果设有流量表，在进气口放一手指感觉其真空度，至少试一下流量是否存在。 手册中图1.3绘出了M400A示意图和可选的IZS子系统。 流量为零： 确定采样泵是否工作（运行），如果没有，检查泵的115V电源，如果115V 电压存在但不工作，更换泵。检查气路接头，过滤器或限流孔。 流量低： 1．按8.5节所述检查渗漏，修理并重新检查。 2．检查样气过滤器或限流孔是否脏，如果脏重新更换。 3．检查气路管线插头，限流孔或阀，清洗或更换。 4．检查泵膜，如果不好，重新更换。 流量高： 通常引起流量高的原因是样气限流孔漏气，取出限流孔，更换O型圈，并装入。 9．3．12．2 渗漏检查 分析仪发生故障的一个重要因素是渗漏，API进行维修的50%是系统某部分出现渗漏，检查步骤见8.5节。 9．3．12．3 泵 通过泵将样气抽入分析仪，检查其工作是否正常，步骤见下： 1．检查泵是否工作（转动）。 2．按9.3.12.1节所述进行流量检查。 3．如果检查流量有问题，但泵好象工作正常，重新装泵，检查泵部件；见泵维 修备件包。 151 152