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理化分析儀器實(shí)驗(yàn)室環(huán)境因素影響綜合分析

發(fā)布時(shí)間：2021-01-04 作者：黃東興來(lái)源：瀏覽：7157

一、濕度對(duì)理化分析儀器直接影響及表現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境濕度偏大，儀器儀表表面外吸附的水分，連接成連續(xù)的水膜或凝聚成露滴，附著在電路覆銅板或元器件會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，從而降低電路安全可靠性。如果溶解工業(yè)大氣中的帶酸堿氣體，中性的水就變?yōu)榫哂腥跛崛鯄A性液體,侵蝕儀器腐蝕電路板引起短路，造成電路高阻或絕緣功能降低，導(dǎo)致儀器設(shè)備測(cè)量值不穩(wěn)定，無(wú)法正常使用。水霧還會(huì)造成光學(xué)系統(tǒng)整體性能降低和光源機(jī)械部件的銹蝕，金屬鏡面的光潔度下降，導(dǎo)致光學(xué)部件如光柵、反射鏡、聚焦鏡等配件的鋁膜銹蝕發(fā)霉生斑，產(chǎn)生光能不足、雜散光、噪聲等，特別是南方春天雨季潮濕或返潮對(duì)設(shè)備影響非常大，這一時(shí)期如果不注意存放設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境濕度并有效調(diào)節(jié)控制，設(shè)備故障率較日常顯著上升，不僅影響儀器設(shè)備使用壽命，甚至引起儀器損壞，無(wú)法使用。

例如，酸度計(jì)、分光光度計(jì)、電導(dǎo)率儀、旋光儀等理化分析儀器，每次開機(jī)使用預(yù)熱時(shí)間充分，儀器調(diào)零點(diǎn)示值穩(wěn)定性、重復(fù)性偏差大，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)大幅偏離設(shè)定值、機(jī)械顯示儀器出現(xiàn)指針大幅度來(lái)回跳動(dòng)甩針或單向偏移不可調(diào)節(jié)；數(shù)顯儀器出現(xiàn)數(shù)字上下偏移、跳動(dòng)或大幅度偏移，單向遞增(減)或沒有規(guī)律可循來(lái)回震蕩的數(shù)字搖擺值。原因分析:主要問題是理化分析儀器對(duì)濕度敏感影響顯著，設(shè)備長(zhǎng)期閑置使用率低；實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期封閉，未按規(guī)定安裝空調(diào)或通風(fēng)除濕設(shè)備；實(shí)驗(yàn)室位置選擇不合理，長(zhǎng)年陰暗潮濕，濕度高、通風(fēng)效果不好；日常維護(hù)不及時(shí)、不到位。四季控濕的儀器實(shí)驗(yàn)室，必須配置除濕通風(fēng)設(shè)備。

二、溫度對(duì)理化分析儀器敏感的影響

儀器設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)器本身釋放產(chǎn)生熱量，如果環(huán)境溫度過(guò)高，散熱相對(duì)緩慢、效率低，機(jī)內(nèi)配置安裝的各種元器件長(zhǎng)期處在超熱高溫狀態(tài)，容易老化變質(zhì)損壞，設(shè)備使用周期大大縮短，導(dǎo)致儀器設(shè)備頻繁出現(xiàn)各類疑難問題或故障。例如可見分光光度計(jì)，使用大功率管作為穩(wěn)壓源、用鎢燈作為光源，如果環(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致設(shè)備散熱不暢，就容易造成大功率管電極間擊穿斷路損壞，鎢燈超亮，亮度電位器100%無(wú)法調(diào)節(jié)，時(shí)間一長(zhǎng)，塢燈過(guò)熱也燒壞。對(duì)應(yīng)同樣道理，如果實(shí)驗(yàn)室工作環(huán)境溫度偏低，儀器設(shè)備預(yù)熱時(shí)間加長(zhǎng)，化學(xué)反應(yīng)速率及檢測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)滯后，不能真實(shí)反映測(cè)量值。

理化儀器受到溫度影響明顯，如果環(huán)境溫度偏低，儀器開機(jī)啟動(dòng)效果差，一些關(guān)鍵設(shè)施或部件對(duì)溫度敏感，像有的電子發(fā)射管釋放出生成的離子或電子電荷或光譜線與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng),有可能不能完全實(shí)現(xiàn)有效激發(fā)，直接影響儀器設(shè)備正常使用，造成檢測(cè)數(shù)據(jù)失真。例如檢測(cè)原子熒光光度計(jì)檢出限指標(biāo)，正常情況下，需保證實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度控制在26℃左右；如果這時(shí)溫度過(guò)低(如低于15℃)，待測(cè)元素的激發(fā)光源(一般為空芯陰極燈或無(wú)極放電燈)發(fā)射的特征譜線通過(guò)聚焦，不能完全有效激發(fā)氬氫焰中待測(cè)物原子，實(shí)際測(cè)出熒光值偏低或標(biāo)準(zhǔn)曲線不成線性，就會(huì)出現(xiàn)檢定參數(shù)檢測(cè)結(jié)果偏離正常值，誤判不合格。可見理化儀器設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境工作溫度有高要求，應(yīng)當(dāng)按操作規(guī)范規(guī)定控制滿足要求。四季恒溫控溫的儀器實(shí)驗(yàn)室，必備恒溫或控溫調(diào)節(jié)設(shè)備。

三、防塵除煙

儀器設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件上有灰塵，會(huì)增大磨損，影響機(jī)械系統(tǒng)的靈活性，降低各種限位開關(guān)、按鍵、光電耦合器的可靠性。環(huán)境中的煙氣塵埃和大氣中腐蝕性氣體，遇水或水霧溶解變成有一定酸堿度或氧化作用的腐蝕性的附著液，會(huì)造成電路短路、漏電，這也是造成光學(xué)部件如鋁膜銹蝕的原因之一，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致儀器報(bào)廢。儀器使用一定周期后，內(nèi)部會(huì)積累一定量的塵埃，因此必須定期清潔，保障環(huán)境和儀器室內(nèi)衛(wèi)生條件。

除塵防煙一般為普通設(shè)備的，具備資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室專業(yè)技術(shù)人員可按規(guī)范對(duì)實(shí)驗(yàn)室煙霧隔離防護(hù)、有效排放、清潔清理；構(gòu)造復(fù)雜的精密設(shè)備，最好安排設(shè)備生產(chǎn)廠專業(yè)售后工程師現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)或指導(dǎo)，定期開啟儀器設(shè)備外罩，對(duì)內(nèi)部電路板、光學(xué)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行清潔除塵工作，必要時(shí)對(duì)光路進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行清潔和必要的潤(rùn)滑，同時(shí)對(duì)各發(fā)熱元件的散熱器重新緊固，最后恢復(fù)原狀，再進(jìn)行一些必要的檢測(cè)、調(diào)校與記錄。

四、防振避震

對(duì)于大多數(shù)精密設(shè)備來(lái)說(shuō)，振動(dòng)是要加以控制的，尤其是測(cè)量設(shè)備，振動(dòng)對(duì)其準(zhǔn)確度造成深遠(yuǎn)的影響。振動(dòng)是在某種外力的作用下而產(chǎn)生，其本身是一種能量。振動(dòng)能量的一部分向空間輻射而形成空氣噪音，另一部分則是通過(guò)結(jié)構(gòu)件傳遞到測(cè)量端或被測(cè)物，造成測(cè)量準(zhǔn)確度的下降。振動(dòng)的來(lái)源，可能是持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，如電機(jī)產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，可能是受到瞬間外力的沖擊發(fā)生的沖擊振動(dòng)，也有可能是由于運(yùn)動(dòng)的風(fēng)的擾動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)，就是我們常說(shuō)的聲輻射。避振減振的措施:控制振動(dòng)源，讓振動(dòng)源不振動(dòng)或少振動(dòng)；隔開振動(dòng)源，阻斷振動(dòng)傳遞的路徑，或讓振動(dòng)的傳遞更難；改變振動(dòng)的方向。

震動(dòng)是指受到自然界環(huán)境或外力影響而產(chǎn)生顫動(dòng)，突發(fā)或偶發(fā)的一次或多次運(yùn)動(dòng)。避震就是要克服和避免自然環(huán)境或外圍因素沖擊產(chǎn)生各種震動(dòng)干擾，給實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備帶來(lái)影響或損害。震動(dòng)與振動(dòng)定義不同，要注意區(qū)分辨別，不可混淆。目前國(guó)家規(guī)程規(guī)范制定實(shí)驗(yàn)室環(huán)境振動(dòng)項(xiàng)目技術(shù)要求，主要還是防止機(jī)械振動(dòng)對(duì)計(jì)量?jī)x器設(shè)備的影響。

五、電磁干擾

由于精密儀器設(shè)備對(duì)電磁干擾十分敏感，直接影響和危害表現(xiàn)多種多樣，不僅會(huì)造成精密儀器設(shè)備儀表測(cè)量指示偏離正常值、出現(xiàn)震蕩擺動(dòng)，還會(huì)引起儀器設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行邏輯出錯(cuò)異常,可能會(huì)造成失控誤控或誤動(dòng)作；電磁干擾信號(hào)常常淹沒檢測(cè)信號(hào)，導(dǎo)致設(shè)備信噪比降低；電磁干擾改變信號(hào)(如上述電離離子、電子電荷、帶電粒子、X射線、原子光譜線等)運(yùn)行軌跡，無(wú)法獲得準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。抑制電磁干擾的方法有:完善設(shè)備設(shè)計(jì)，克服設(shè)備自身存在的電磁干擾、利用屏蔽技術(shù)減少電磁干擾、利用接地技術(shù)消除電磁干擾、利用布線技術(shù)改善電磁干擾、利用濾波技術(shù)降低電磁干擾等措施。

六、電離輻射

電離輻射有天然放射性及同位素放射源，輻射發(fā)射出來(lái)的高能粒子，例如α射線、β射線、γ射線和X射線，對(duì)人的機(jī)體細(xì)胞有所損害，對(duì)一切物體都有干擾和破壞作用，因此對(duì)儀器設(shè)備有輻射射線無(wú)形穿透的各種損害干擾、可造成短路。有些儀器本身就攜帶核放射同位素物質(zhì)作為正常測(cè)量工作源使用，設(shè)備本身防護(hù)良好，這類儀器只要嚴(yán)格按規(guī)范操作使用，安全有保障，但必須制定嚴(yán)格規(guī)章，明確建立實(shí)驗(yàn)室特種設(shè)備管理制度，規(guī)定未經(jīng)特定負(fù)責(zé)人或安全員許可，嚴(yán)禁隨意拆解設(shè)備相關(guān)部件，以免輻射源泄漏污染給環(huán)境和人員帶來(lái)不可逆的危害。

七、通風(fēng)換氣、無(wú)害處理

實(shí)驗(yàn)室有毒有害氣體或物質(zhì)的安全排放、無(wú)害處理，主要通過(guò)建立可靠安全、性能良好的實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)管道換氣系統(tǒng)，同步有效抽離排出廢氣換入潔凈空氣；使用后生成的有毒有害污染物，可通過(guò)專用污染物管道排放或按規(guī)定收集集中，交給有資質(zhì)、有渠道、有能力的污染物處理相關(guān)機(jī)構(gòu)或企業(yè)，進(jìn)行無(wú)害化降解、再生、回收、分類、循環(huán)處理再利用，避免二次污染、排除二次損害等。

通過(guò)綜合分析實(shí)驗(yàn)室環(huán)境因素對(duì)理化儀器設(shè)備使用的影響，許多問題歸根到底還是在于工作人員疏忽，不重視實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件因素帶來(lái)的影響，對(duì)儀器設(shè)備重使用、輕維護(hù)，不注意儀器設(shè)備日常安全檢查和設(shè)備管理。有備無(wú)患、防范于未然，才是治理實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和規(guī)范理化分析儀器設(shè)備使用之根本。

本文刊發(fā)于《中國(guó)計(jì)量》雜志2019年第12期

作者：福建省寧德市計(jì)量所黃東興

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