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El funcionamiento, las características y el mantenimiento del muestreador de aire N-FRM de ARA Instruments, un dispositivo compacto y autónomo diseñado para el muestreo de partículas en aplicaciones de calidad del aire ambiental y industrial. El documento incluye información sobre el principio de funcionamiento, la entrada PM10, el sistema de control de flujo, el sistema de paneles solares, el encendido/apagado, los medios filtrantes y el mantenimiento.
Qué aprenderás
Tipo: Apuntes
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¡No te pierdas las partes importantes!
19 de marzo de 2020
Traducido del inglés al español - www.onlinedoctranslator.com
1.2. Muestreo de material particulado
1 2 2
2.1. Entrada PM 10 2.2. Ciclón PM 2. 2.3. Portafiltro 2.4. Sistema de control de flujo
3 3 3 3 3
3. CONFIGURACIÓN INICIAL 3.1. Ensamblaje básico
3.3. Fuente de alimentación 3.3.1. Pilas 3.3.2. Fuente de alimentación de CA 3.3.3. Uso de baterías y fuente de alimentación de CA 3.3.4. Suministro de paneles solares 3.4. Encendido / apagado del muestreador N-FRM
3.6. Modo de sueño 3.7. Configuración de fecha y hora 3.8. Filtro de medios 3.8.1. Elección de medios filtrantes 3.8.2. Instalación de un filtro
4 4 5 6 6 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8
4. DESCRIPCIÓN GENERAL OPERATIVA 4.1. Pantalla de inicio
4.2.1. Modo apagado 4.2.2. Modo: encendido 4.2.3. Modo: se reunió
4.4. Configuración
9 9 9 9 9 9 9
10 10
Misión de ARA Instruments Nuestra misión en ARA Instruments es ayudar a los profesionales ambientales a tomar decisiones importantes sobre la calidad del aire proporcionándoles instrumentación rentable, precisa y confiable. Nuestros muestreadores de aire e instrumentos de calibración se utilizan en aplicaciones de calidad del aire ambiental al aire libre, así como en interiores e industriales.
Visión general En respuesta a la necesidad de una alternativa de bajo costo a los monitores de partículas tradicionales basados en el sitio, ARA Instruments introdujo un muestreador que establece una nueva clase de muestreador de aire que llamamos "Near FRM" (N-FRM). El muestreador ARA N-FRM es un dispositivo portátil, de despliegue rápido, de muestreo y monitoreo de partículas que funciona con baterías y que ofrece un nivel de rendimiento del método de referencia federal (FRM). Se integra con muchos componentes adicionales para una versatilidad inigualable. El muestreador compacto recolecta muestras de filtro TSP, PM10 o PM2.5 las 24 horas y puede medir simultáneamente parámetros meteorológicos locales. También se puede equipar con un generador de perfiles de partículas en tiempo real (RTP) para registrar variaciones temporales de partículas. Para mayor versatilidad, el muestreador N-FRM se puede operar en modo de muestreo de viento direccional o recopilar solo datos de sensores en modo meteorológico.
El muestreador N-FRM ofrece un rendimiento cercano al FRM, mientras que cuesta una fracción de los muestreadores de aire tradicionales basados en el sitio. Su tamaño compacto y su función alimentada por batería le dan al muestreador N-FRM muchas ventajas sobre los muestreadores de aire tradicionales. La implementación y la reubicación son rápidas y fáciles, y permiten el monitoreo en ubicaciones que son inaccesibles con los muestreadores de aire tradicionales. Las opciones de montaje flexibles permiten un soporte independiente o el uso de postes y estructuras existentes. La capacidad del N-FRM para operar con baterías recargables también reduce significativamente el costo de establecer un sitio de monitoreo.
El N-FRM está diseñado para una operación y mantenimiento sencillos. La interfaz de usuario intuitiva simplifica la programación y la calibración del muestreador. Las entradas de PM10 y PM2.5 se pueden reparar en el campo y solo requieren limpiezas mensuales. Los portafiltros aceptan casetes FRM estándar de 47 mm para un fácil manejo de varios medios filtrantes. Las baterías se pueden recargar en aproximadamente 1 hora. Los archivos de registro de datos con promedios de 5 minutos para todos los sensores se pueden descargar fácilmente a una unidad flash USB.
Las ciudades y los gobiernos están desplegando redes de muestreadores N-FRM para estudiar áreas no monitoreadas y validar el equipo permanente del Método de Referencia. Los investigadores y consultores utilizan el N-FRM en estudios de calidad del aire y evaluaciones de impacto ambiental. También se utilizan en aplicaciones de contaminación industrial, como minas y canteras, y en grandes proyectos de construcción para el monitoreo de vallas y carreteras. El pequeño y silencioso muestreador de aire N-FRM también es una gran herramienta para el muestreo de lugares de trabajo en interiores e industriales que requieren alta precisión.
El muestreador N-FRM fue diseñado para ser la solución más versátil y rentable para aplicaciones de investigación de contaminación del aire. Los métodos de muestreo tradicionales basados en filtros proporcionan una medición precisa de las partículas en un lugar fijo durante un período de 24 horas y se utilizan para determinar el cumplimiento de las normas nacionales de calidad del aire. Sin embargo, agregar datos meteorológicos y de partículas en tiempo real brinda a los profesionales de la calidad del aire una mayor comprensión de los datos, lo cual es crucial para diseñar estrategias de control efectivas. El N-FRM tiene la capacidad de muestreo de aire direccional para investigaciones de calidad del aire de impacto en líneas de cerca, carreteras o fuentes únicas. Además, el N- FRM se puede utilizar para "saturar" un área de estudio con múltiples muestreadores para obtener una imagen precisa de la distribución espacial de partículas.
El muestreador N-FRM se puede implementar fácilmente. Se puede montar en una variedad de estructuras usando nuestro soporte de montaje universal que se puede atornillar, sujetar o sujetar a postes de servicios públicos, árboles, postes de cerca, etc. Otra opción es usar un trípode independiente.
El muestreador N-FRM está equipado para funcionar con fuentes de alimentación de CA o CC. En el modo CC, el muestreador funciona con una batería interna. Una batería cargada puede hacer funcionar el muestreador durante aproximadamente 30-40 horas. Esta robusta capacidad permite que el muestreador se utilice en climas fríos y aplicaciones de gran altitud. Se suministra un cargador para que las baterías se puedan recargar en aproximadamente una hora.
1.2 Muestreo de material particulado
El muestreador N-FRM se puede configurar para muestreo de partículas TSP, PM10 o PM2.5 configurando los componentes de la
entrada de muestreo antes del medio filtrante. Para medir la TSP, todo lo que se necesita es la entrada de persiana omnidireccional. Para el muestreo de PM10, se agrega un separador inercial estilo FRM (impactador de PM10). Para recolectar
PM2.5, se adjunta el ciclón ARA VIS-A de corte afilado, que selecciona físicamente partículas de 2.5 micrones o menos. Las configuraciones comunes de entrada de N-FRM se muestran en la FIG. 1.
Los separadores inerciales N-FRM (impactador PM10) están diseñados para funcionar a una velocidad de muestreo nominal de 1 metro cúbico por hora (16,7 litros por minuto). El muestreador N-FRM incorpora un control de flujo activo basado en microprocesador para mantener la frecuencia de muestreo a medida que cambian las condiciones ambientales y la carga del filtro. La frecuencia de muestreo se monitorea y ajusta varias veces por segundo y se registra a intervalos de 5 minutos junto con todos los demás parámetros de muestreo importantes.
Para permitir el funcionamiento sin supervisión, el muestreador N-FRM se programa fácilmente para iniciar y detener el muestreo. Para cada evento de muestreo, el muestreador N-FRM genera un resumen de los parámetros de muestreo importantes, como los tiempos de inicio y finalización, el volumen total de muestreo y la temperatura y la presión ambientales promedio, así como promedios de 5 min de todos los parámetros operativos ambientales y del muestreador. El operador puede descargar fácilmente el archivo de datos registrados en una unidad flash USB. El archivo “csv” (valores separados por comas) se puede importar fácilmente a una hoja de cálculo.
Cuando llegue el muestreador N-FRM, verifique que se hayan contabilizado todas las piezas y que ningún artículo se haya dañado durante el envío. Comuníquese con ARA Instruments de inmediato para informar cualquier pieza dañada o faltante.
Ensamble la entrada para el tamaño de partícula de muestreo deseado. Las configuraciones para TSP, PM10 y PM2.5 se muestran en la Figura 1.
El muestreador N-FRM está diseñado para una fácil implementación. La mayoría de las pautas de ubicación de muestreo de aire recomiendan que las muestras se tomen en la zona de respiración normal a 3-5 metros sobre el suelo. Para cumplir con estos requisitos, el N-FRM puede montarse en un trípode o fijarse a un objeto fijo como un poste de cerca o un poste de servicios públicos utilizando el soporte de montaje universal. Ambos accesorios están disponibles desde ARA. El soporte universal (Figura 2) y el trípode (Figura
T I ( s
el sa
Tornillo de abrazadera Llave hexagonal en L
3.3.2 Fuente de alimentación de CA
Cada muestreador N-FRM también está equipado con una fuente de alimentación de CA de 120/240 V para usar cuando haya una toma de corriente disponible.
3.3.3 Uso de baterías y fuente de alimentación de CA
Cuando tanto la fuente de alimentación de CA como las baterías están conectadas, el muestreador N-FRM funcionará con la fuente de alimentación de CA. Si se interrumpe la fuente de alimentación de CA, las baterías se harán cargo hasta que se restablezca la fuente de alimentación de CA.
3.3.4 Sistema de paneles solares
El muestreador ARA N-FRM utiliza un sistema de panel solar Zamp de 24 V.
Coloque el interruptor basculante de encendido / apagado en la parte inferior derecha del panel frontal del muestreador de aire en el SOBRE posición. El muestreador se iniciará en la pantalla de inicio. El modo operativo predeterminado es MODO APAGADO.
3.5 Navegación
Navegue por los menús girando la perilla selectora para resaltar la selección deseada. Presione la perilla para seleccionar. El sistema de menús es intuitivo, especialmente para aquellos con experiencia en muestreo de aire. Para salir de cualquier menú, gire la perilla selectora para resaltar el elemento superior de todos los menús y seleccione SALIDA. MODO APAGADO lo lleva de regreso a la pantalla de inicio.
3.6 Modo de reposo
El muestreador N-FRM entra en el "modo de reposo" de ahorro de energía después de unos minutos sin que se produzca ninguna entrada desde la perilla selectora. En este modo, la pantalla LCD está en blanco. Para activar el muestreador N-FRM, mantenga presionada la perilla selectora durante 3 segundos.
3.8.1 Elección de medios filtrantes
El muestreador ARA N-FRM está diseñado para utilizar los filtros especificados por el método de referencia federal de la EPA de EE. UU. Para el muestreo de PM2.5. Estos tipos de filtros funcionan mejor para el muestreo ...
Para que el muestreador mantenga el flujo y funcione de manera eficiente, use filtros con una caída de presión máxima (con un filtro limpio) de columna de 30 cm H2O a un flujo de aire limpio de 16.67 LPM. Si el medio filtrante es demasiado restrictivo, el muestreador no podrá completar un ciclo de 24 horas y se apagará automáticamente si las baterías se agotan.
3.8.2 Instalación de un filtro
Nota: Este procedimiento debe realizarse en un laboratorio o en un área limpia. El contacto y la manipulación de todos los medios filtrantes deben limitarse al borde exterior no expuesto con fórceps de punta lisa (no dentados) o fórceps de punta de plástico. Los medios filtrantes nunca deben manipularse con los dedos.
Advertencia: Si separa manualmente el casete con los dedos, puede provocar que el casete se abra violentamente y dañe el medio filtrante o la pantalla de soporte.
Figura 7. Casete abierto de 47 mm
4.3 Datos
VER RESUMEN - En esta selección, los últimos 10 eventos de muestreo se almacenan y organizan por Hora de inicio. Los datos resumidos de cada evento se visualizan desplazándose hacia abajo en la pantalla LCD. Para cambiar y ver otros eventos, desplácese y seleccione S T (hora y fecha de inicio). Cada vez que se presiona la perilla selectora, se cambian los datos del evento que se van a ver.
REGISTRO DE EXPORTACIÓN - Desplazándose hasta la parte inferior de la VER RESUMEN pantalla y seleccionando REGISTRO DE EXPORTACIÓN permite al usuario exportar un resumen, incluidos los promedios de 5 minutos de los datos del sensor y los parámetros de muestreo del evento seleccionado a una unidad flash USB.
BORRAR TODOS LOS RESUMEN - Seleccionar esta opción permite al usuario borrar todos los datos de eventos de muestreo. Nota: No es necesario borrar resúmenes. El evento de muestreo más reciente sobrescribirá los datos de resumen más antiguos una vez que se haya alcanzado el máximo.
4.4 Configuración
los CONFIGURACIÓN El modo administrativo tiene varias opciones relacionadas con el programa del muestreador y la configuración del sistema.
CONFIGURAR PROGRAMA: Permite al usuario configurar el programa para la siguiente ejecución del muestreador. Las instrucciones más específicas se pueden encontrar en la Sección 5.1.1.
BORRAR TODOS LOS DATOS: Eliminará todos los datos de tiempo de ejecución del muestreador.
CONFIGURACIÓN DE EXPORTACIÓN: Con una unidad USB, el usuario puede descargar la configuración del
muestreador. PROGRAMA DE IMPORTACIÓN: Se puede importar un programa desde la unidad USB.
INFORMACIÓN DEL SISTEMA: Enumera la información del muestreador, incluido el número de serie y la última versión del firmware.
ACTUALICE EL FIRMWARE: Con el archivo correcto en una unidad USB, el usuario puede actualizar el firmware del muestreador. El firmware más reciente está disponible en el sitio web de ARA Instruments: www.arainstruments.com
CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA: Este menú permite al usuario configurar la fecha y la hora y otros parámetros del muestreador.
FECHA Y HORA: El usuario puede establecer la fecha y hora actuales. Nota: Cuando se retira la batería del muestreador, el muestreador mantendrá la fecha y hora actuales durante aproximadamente dos semanas.
TASA DE FLUJO: El usuario puede encender y apagar la bomba y configurar el caudal. Este modo es útil para auditorías de flujo y calibración. Hay una PENDIENTE e INT (Intercepción) ajustables por el usuario si se necesita calibración de flujo.
TEMPERATURA AMBIENTE: Este modo permite al usuario ENCENDER o APAGAR el sensor de temperatura ambiente si lo desea. Si se apaga, el muestreador se establece de manera predeterminada en una temperatura estándar ajustable por el usuario de 25 ° C. El usuario también puede ingresar una compensación para fines de calibración.
PRESIÓN BAROMÉTRICA: Este modo permite al usuario encender o apagar el sensor de presión ambiental. Si se apaga, el muestreador se establece de manera predeterminada en una presión estándar ajustable por el usuario de 760 mmHg. El usuario también puede ingresar una compensación para propósitos de calibración.
PRENSA DE TEMPERATURA ESTÁNDAR: Este modo permite al usuario ajustar la temperatura y la presión estándar utilizadas para calcular el flujo y el volumen "estándar", y también las condiciones predeterminadas si los sensores de temperatura y / o presión ambiental están apagados. Además, en esta pantalla, el usuario puede seleccionar muestrear en condiciones estándar o condiciones locales. El valor predeterminado para el muestreador es la muestra en condiciones reales de temperatura y presión locales (LTP).
BRILLO LCD: Permite el ajuste de la luz de fondo de la pantalla LCD.
RESTAURAR LOS VALORES PREDETERMINADOS: restablecerá el muestreador a los valores predeterminados de fábrica( Tenga cuidado al utilizar esta opción, ya que borrará todos los datos de calibración introducidos por el usuario. ).
CONTADOR DE PARTICULAS: El muestreador N-FRM viene con valores de masa predeterminados para partículas PM2.5 y PM10. Los usuarios pueden ajustar estos valores proporcionalmente para que coincidan con las características de los aerosoles locales.
HISTORIA DE BOTAS: Este modo es para solucionar problemas de firmware.
REINICIAR: Reiniciará el muestreador.
ÁNGULO CENTRAL: Establezca el tamaño del ángulo central (dividido en dos por Sector Aziumth). El valor predeterminado es 0 grados.Por ejemplo, si el Azimut del sector se estableció en 90 grados y el Ángulo central se estableció en 40 grados, la bomba del muestreador solo se encendería cuando la dirección del viento estuviera entre 70 y 110 grados.
PM2.5: Establezca un umbral mínimo de concentración de PM2.5. El valor predeterminado es 0 microgramos / metro cúbico.
PM10:: Establezca un umbral mínimo de concentración de PM10. El valor predeterminado es 0 microgramos / metro cúbico.
GATILLO REMOTO: Permite al usuario encender la bomba de muestreo con un relé externo. (requiere modificación de fábrica). El valor predeterminado es NO.
CONDICIONES CLARAS: Seleccione esta opción para restablecer todas las condiciones a las predeterminadas.
NOTA SOBRE EL MUESTREO EN CONDICIONES ESTÁNDAR : Si el método requiere muestreo en condiciones estándar, esto se puede cambiar en CONFIGURACIÓN -> CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA -> PRENSA DE TEMPERATURA ESTÁNDAR. (Ver sección 4.4)
5.1.2 Ejecución de un programa
Para activar el muestreador a la hora e intervalo programados, el muestreador debe estar configurado en el modo operativo del programa.
En la pantalla de inicio, seleccione MODO APAGADO. Gire la perilla hasta MODO: PROGRAMA está resaltado y seleccione.
5.1.3 Finalización de un programa
Después de un evento de muestreo programado, el muestreador permanece en MODO: PROGRAMA a menos que se cambie manualmente.
Destacar MODO: PROGRAMA en la parte superior de la pantalla LCD y seleccione. Gire la perilla selectora hasta MODO APAGADO está resaltado y seleccione. Aparecerá la pantalla de inicio.
5.2 Funciones meteorológicas
Si el sensor de viento está instalado, el muestreador N-FRM registrará promedios de 5 minutos de velocidad y dirección del viento a lo largo de cualquier carrera en cualquier modo operativo (MODO: ENCENDIDO, MODO: MET, MODO: PROGRAMA). El sensor de viento también se puede utilizar para iniciar condicionalmente la bomba de muestreo.
Nota: Para que se registre una dirección del viento válida en el archivo de datos o se utilice condicionalmente, la velocidad del viento debe ser superior a 0,5 m / s.
5.3 Generador de perfiles de partículas en tiempo real (RTP)
Si el generador de perfiles de partículas en tiempo real está instalado y habilitado, el muestreador N-FRM registrará datos de partículas en tiempo real a lo largo de cualquier ejecución utilizando cualquier modo operativo (MODO: ENCENDIDO, MODO: MET, MODO: PROGRAMA). También se calcula un índice de calidad del aire (AQI) de PM2.5 equivalente utilizando la metodología de la EPA de EE. UU. El RTP se puede habilitar o deshabilitar en el menú CONFIGURACIÓN> CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA> CONTADOR DE PARTÍCULAS.
5.3.1 Precisión
El RTP Profiler utiliza un sensor de dispersión de luz de bajo costo. Está destinado a ser utilizado como generador de perfiles para mostrar tendencias durante la ejecución de la muestra. Debido a que es un sensor óptico económico, tiene limitaciones de sensibilidad y respuesta.
Cuando está habilitado, un algoritmo interno en el sensor calcula los datos de concentración de PM2.5 y PM10 en microgramos por metro cúbico y registra datos promedio de 5 minutos en el archivo de salida. El sensor es más preciso cuando las concentraciones de partículas son superiores a 10 μg / m 3 y la precisión se puede mejorar calibrando el sensor para las condiciones locales de aerosoles.
El sensor RTP viene con valores predeterminados de cálculo de masa interna para partículas PM2.5 y PM10. Los usuarios pueden ajustar estos valores proporcionalmente para que coincidan con las características de los aerosoles locales utilizando factores de corrección que pueden mejorar en gran medida la precisión.
Para mejorar la precisión:
El nombre del archivo LOG es un número de 8 dígitos designado como 'NNNNJJJH'. NNNN = Últimos 4 dígitos del número de serie del muestreador JJJ = Día de inicio del evento de muestreo, Número de día juliano (ordinal) (Ejemplo: 5 de febreroth = 36) H = Hora de inicio del evento de muestreo, Letra (Ejemplo: 2 am = B)
La siguiente es una descripción de los parámetros de muestreo que se encuentran en el archivo LOG exportado:
TIEMPO Intervalo de tiempo de muestreo (promedios de 5 minutos) SEGUNDOS Tiempo de intervalo (segundos)
acumulado)
MMHG Presión barométrica (mmHg)
VOLTIOS Voltaje de la batería Amperios Amperios de la batería
PM10 Concentración estimada (microgramos por metro cúbico) AQI Índice de calidad del aire de PM2.5 de la EPA de EE. UU. BANDERAS NINGUNO - No hay errores durante el muestreo B - La batería falló, no hay suficiente voltaje F - No se pudo mantener el caudal W - La dirección del viento está en el sector programado A - Los amperios son demasiado altos. Posible falla de la bomba. V - Válvula externa activada (opción de muestreador de cartucho)
Instrumentos ARA Manual del muestreador N-FRM dieciséis
Semanalmente:
Mantenimiento Trampa de agua de servicio Limpie la entrada de PM10, el ciclón de PM2.5, el soporte del filtro y el perfilador RTP Inspeccione las juntas tóricas Realice la verificación de fugas Realice la verificación del flujo, la temperatura, la presión y el reloj Reemplace la entrada PM10, el ciclón PM2.5 y las juntas tóricas del soporte del filtro Reconstrucción de la bomba (3000 horas de muestreo)
Anualmente:
La trampa de agua debe recibir mantenimiento semanal durante el uso regular de muestreo. Desenrosque el tapón de la trampa de agua del impactador y elimine la humedad que se haya acumulado.
Suministros necesarios: