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1、LGH-01型空气质量连续监测系统校准说明 安徽蓝盾光电子股份有限公司 2008年8月7日目录一、概述2二、校准的原理2三、校准的方法3四、校准内容3五、校准设备配备3六、校准要求与周期3五、校准方法和步骤45.1、标定装置的安装45.2波长自动定标55.3 灯的参考光谱的测量75.4 标准气的校准(多点线性度的校准)8六、系统恢复到测量状态9一、概述为了确保空气自动监测系统能提供有效、准确、可靠的监测数据，将数据的准确性溯源到国家标准，特制定LGH-01型空气质量连续自动监测系统的校准规程。本校准规程规定了校准的内容、周期，所需要的器材，方法和步骤。二、校准的原理由于开放光程监测仪器的采样监
2、测部位全部暴露在几百米的环境中，因此对图1仪器的校准示意图样品池架准直镜透镜标气样品池会聚透镜光纤仪器的校准，不能直接通标气进行校准。通常在监测光束中插入样品池，用等效的方法进行校准。示意图如图1所示：三、校准的方法DOAS系统监测仪的校准与传统的点式监测分析仪在仪器调整上有所不同,为区分不同的方法,在一些规程上用”检验”或”检查”表示上述的校准。用精密度检查和准确度检查分别表示单点和多点校准。四、校准内容仪器的校准可分为：4.1汞灯对DOAS系统光谱仪的波长校准。4.2标准气体(钢瓶气)对DOAS系统进行单点精密度检查和多点准确度检查。五、校准设备配备5.1低压笔形汞灯（随机配置）。5.2二
3、氧化硫标准钢瓶气（ 浓度为5001000ppm ）。5.3可变长度“标气池”专用校准装置。5.4流量计。5.5对被测气体无吸附的连接管线。六、校准要求与周期6.1系统在安装调试期间，用汞灯应对监测仪器光谱仪进行波长校准。6.2系统在安装调试期间，应对监测仪器做单点精密度校准和多点准确度检查。 6.3系统更换机械运动部件、光学部件、检测传感器和光源等主要部件，必须进行单点精密度校准和多点准确度检查。6.4对运行中的监测仪器每天进行一次波长校准（自动）、每个月需用汞灯对光谱仪波长进行一次标定，每半年用标准气体对仪器进行单点精密度检查，每一年用标准气体对仪器进行一次多点准确度检查。五、校准方法和步骤
4、51、标定装置的安装光纤接头1.拔出光纤,取下此处光纤接头，如图2所示： 图22.安装标定装置将联接头旋入光纤接头安装处拧紧,安装测量槽使槽口方向垂直向上,锁紧锁紧环,使测量槽不晃动,插入光纤。如图3：锁紧环联接头 图35.2波长自动定标在对仪器进行检查前或光路发生变化时，必须对系统波长进行定标，定标的目的主要是调整PDA通道采样点与波长的映射关系，通过对测量光谱的平移、拉伸或压缩，使当前测量光谱的波长与气体标准吸收截面的波长相对应，如公式（1）所表述。 （1）式中k表示光谱的压缩或拉伸系数，表示光谱的平移。 汞灯具有特征发射谱线，这些特征发射谱线经过测量系统映射到PDA中，通过采集PDA的数
5、据，可以利用其中的两个特征峰值来标定出波长与通道的对应关系，计算出公式中k和的值。由于受到测量系统所能够采集的谱线宽度和分辨率的限制，在波长自动定标时，要求选择两个比较尖的特征峰，本系统时中利用汞灯在296.73nm和302.15nm两处的特征峰值进行波长定标的。汞灯标定时通道与波长的对应关系如图4： 图4具体操作：1、 在软件主界面上，选择“汞灯标定”操作按钮。如图5所示： 汞灯标定按钮 图52、 选择“汞灯标定”操作按钮操作后，出现如图6所示的“汞灯标定”控制操作模块单元。在此模块中完成汞灯标定功能。3、选择“汞灯位置（上）”操作按钮，控制汞灯动作器带动汞灯上升运动，使汞灯光源对准光纤入口
6、。4、选择“打开汞灯”操作按钮，控制汞灯电子开关关闭，使汞灯点亮。注意：由于汞灯刚开始点亮时信号不稳定，所以在进行汞灯标定时一定要等汞灯信号稳定后进行，否则会有12个通道的偏差。5、在汞灯信号稳定后，采集一条汞灯信号谱，然后对照汞灯特征发射峰，如图（4）所示，出厂前，每套系统调整好后，都要进行各个系统参数测量，并根据这些参数确定该系统的标准吸收截面。这时测量的汞灯信号光谱被作为标准汞灯信号光谱存储下了，同样对照汞灯特征发射峰，如图（2）所示标出具有明显特征的发射峰的通道号和该通道所对应的波长。把这组数值填入相应的“波长”和“标准位置”所对应的方框。6、系统经过长途运输或进行重新调整后，可能有些
7、性能发生改变，必须重新对系统进行校准。这时测量的汞灯特征发射峰所对应的位置被认为“当前位置”，采集一条汞灯信号谱，如图（2）所示标明具有明显特征的发射峰的通道号和该通道所对应的波长。把这组数值填入相应的“当前位置”所对应的方框。 图67、当完成汞灯灯谱的测量，并将汞灯特征峰的信息填入相应方框后，就可以选择参与系统标定的特征峰，并进行标定计算。通过计算，可以得出当前系统各个通道所对应光谱信号与原来相对应的通道光谱信号的差异，然后通过公式CHstd = A0 + A1*CHcur把当前信号调整到原来位置；另外，通过计算，还可以得出每个通道与波长的对应关系：WL = B0 + B1*CH；以及当前测
8、量光谱信号的中心波长和谱线宽度。至此，波长定标完成。5.3 灯的参考光谱的测量 在汞灯标定完后,需更新灯的参考光谱文件。步骤1：在图5主界面上将采样方式设置为“单次”。步骤2：将系统设置在测量零点状态下。操作如下：用鼠标点击图5主界面上的“停止测量”按钮，此时该按钮显示为“测量灯谱”。步骤3：将图5主界面上的采样次数设置为200，用鼠标点击或选择“数据处理”菜单下的“开始采集”项使系统进行灯谱信号采集。待单次采集完毕。步骤4：将刚才测量的灯谱文件保存。操作如下：用鼠标点击或选择“数据采集”菜单下“保存”按钮，弹出灯谱文件保存窗口，在窗口中选中LAMP.STD文件,点击该窗口中“保存”按钮完成灯
9、谱文件的保存。5.4 标准气的校准(多点线性度的校准)1、标定前的准备工作将样品池叠加在标定装置测量槽中。（注意不要漏气，样品池要固定好，小心摔碎），按图7所示连接气路。 图7将不同长度的样品池放在光路上，并通入已知浓度的标准气体，待测量的值稳定后，记录10组浓度值，并算出其平均值。测量结果按下表所示记录。表1：50cm测量次数12345678910测量值测量平均值100cm测量次数12345678910测量值测量平均值150cm测量次数12345678910测量值测量平均值200cm测量次数12345678910测量值测量平均值250cm测量次数12345678910测量值测量平均值 利用图
10、8的浓度计算功能，算出每种样品池长度的等效浓度值，并将其值和表1中实测浓度的平均值填入图6等效浓度和实测浓度的方框中。然后选择参与运算的组数，选择“计算”按钮，就可以计算出当前系统测量值与实际浓度的偏差，通过公式Y=B0+B1*X把当前系统计算结果调整到实际状态。 图8图6根据计算的结果对系统的斜率、截距、相关系数作出评价。如果满足HJ/T193-2005多点校准评价要求，选择“保存结果”按钮就可以将此校准参数保存。如果不满足，重新校准直至满足要求。六、系统恢复到测量状态1、 按照标定装置安装的反方向，将校准样品池卸下，将光纤接头装上；2、同时将光打出去；具体操作如下： 在图5所示主界面上，用鼠标点击“停止测量”，此时控制单元将光反射出去。3、调整好光纤位置并固定光纤；（具体调整见说明书光路调整部分）4、发送测量控制命令。 在在图5所示主界面上，用鼠标点击“连续测量按钮”即可。 至此整个标定工作结束。
LGH01型空气质量连续监测系统校准说明
