一、濕度對理化分析儀器直接影響及表現
實(shí)驗室環(huán)境濕度偏大，儀器儀表表面外吸附的水分，連接成連續的水膜或凝聚成露滴，附著(zhù)在電路覆銅板或元器件會(huì )產(chǎn)生氧化還原反應，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，導致儀器設備測量值不穩定，無(wú)法正常使用。水霧還會(huì )造成光學(xué)系統整體性能降低和光源機械部件的銹蝕，金屬鏡面的光潔度下降，導致光學(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設備影響非常大，這一時(shí)期如果不注意存放設備的實(shí)驗室環(huán)境濕度并有效調節控制，設備故障率較日常顯著(zhù)上升，不僅影響儀器設備使用壽命，甚至引起儀器損壞，無(wú)法使用。
例如，酸度計、分光光度計、電導率儀、旋光儀等理化分析儀器，每次開(kāi)機使用預熱時(shí)間充分，儀器調零點(diǎn)示值穩定性、重復性偏差大，有時(shí)會(huì )出現大幅偏離設定值、機械顯示儀器出現指針大幅度來(lái)回跳動(dòng)甩針或單向偏移不可調節；數顯儀器出現數字上下偏移、跳動(dòng)或大幅度偏移，單向遞增(減)或沒(méi)有規律可循來(lái)回震蕩的數字搖擺值。原因分析:主要問(wèn)題是理化分析儀器對濕度敏感影響顯著(zhù)，設備長(cháng)期閑置使用率低；實(shí)驗室長(cháng)期封閉，未按規定安裝空調或通風(fēng)除濕設備；實(shí)驗室位置選擇不合理，長(cháng)年陰暗潮濕，濕度高、通風(fēng)效果不好；日常維護不及時(shí)、不到位。四季控濕的儀器實(shí)驗室，必須配置除濕通風(fēng)設備。
二、溫度對理化分析儀器敏感的影響
儀器設備正常運行時(shí)，機器本身釋放產(chǎn)生熱量，如果環(huán)境溫度過(guò)高，散熱相對緩慢、效率低，機內配置安裝的各種元器件長(cháng)期處在超熱高溫狀態(tài)，容易老化變質(zhì)損壞，設備使用周期大大縮短，導致儀器設備頻繁出現各類(lèi)疑難問(wèn)題或故障。例如可見(jiàn)分光光度計，使用大功率管作為穩壓源、用鎢燈作為光源，如果環(huán)境溫度過(guò)高導致設備散熱不暢，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)法調節，時(shí)間一長(cháng)，塢燈過(guò)熱也燒壞。對應同樣道理，如果實(shí)驗室工作環(huán)境溫度偏低，儀器設備預熱時(shí)間加長(cháng)，化學(xué)反應速率及檢測數據相對滯后，不能真實(shí)反映測量值。
理化儀器受到溫度影響明顯，如果環(huán)境溫度偏低，儀器開(kāi)機啟動(dòng)效果差，一些關(guān)鍵設施或部件對溫度敏感，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(xiàn)與被測物質(zhì)反應,有可能不能完全實(shí)現有效激發(fā)，直接影響儀器設備正常使用，造成檢測數據失真。例如檢測原子熒光光度計檢出限指標，正常情況下，需保證實(shí)驗室環(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(xiàn)通過(guò)聚焦，不能完全有效激發(fā)氬氫焰中待測物原子，實(shí)際測出熒光值偏低或標準曲線(xiàn)不成線(xiàn)性，就會(huì )出現檢定參數檢測結果偏離正常值，誤判不合格?？梢?jiàn)理化儀器設備對實(shí)驗室環(huán)境工作溫度有高要求，應當按操作規范規定控制滿(mǎn)足要求。四季恒溫控溫的儀器實(shí)驗室，必備恒溫或控溫調節設備。
三、防塵除煙
儀器設備運動(dòng)部件上有灰塵，會(huì )增大磨損，影響機械系統的靈活性，降低各種限位開(kāi)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(zhù)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，嚴重的會(huì )導致儀器報廢。儀器使用一定周期后，內部會(huì )積累一定量的塵埃，因此必須定期清潔，保障環(huán)境和儀器室內衛生條件。
除塵防煙一般為普通設備的，具備資質(zhì)的實(shí)驗室專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可按規范對實(shí)驗室煙霧隔離防護、有效排放、清潔清理；構造復雜的精密設備，最好安排設備生產(chǎn)廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)售后工程師現場(chǎng)維護或指導，定期開(kāi)啟儀器設備外罩，對內部電路板、光學(xué)結構件進(jìn)行清潔除塵工作，必要時(shí)對光路進(jìn)行校準，對機械部分進(jìn)行清潔和必要的潤滑，同時(shí)對各發(fā)熱元件的散熱器重新緊固，最后恢復原狀，再進(jìn)行一些必要的檢測、調校與記錄。
四、防振避震
對于大多數精密設備來(lái)說(shuō)，振動(dòng)是要加以控制的，尤其是測量設備，振動(dòng)對其準確度造成深遠的影響。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)結構件傳遞到測量端或被測物，造成測量準確度的下降。振動(dòng)的來(lái)源，可能是持續運轉的機械設備，如電機產(chǎn)生的穩態(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(kāi)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)驗室儀器設備帶來(lái)影響或損害。震動(dòng)與振動(dòng)定義不同，要注意區分辨別，不可混淆。目前國家規程規范制定實(shí)驗室環(huán)境振動(dòng)項目技術(shù)要求，主要還是防止機械振動(dòng)對計量?jì)x器設備的影響。
五、電磁干擾
由于精密儀器設備對電磁干擾十分敏感，直接影響和危害表現多種多樣，不僅會(huì )造成精密儀器設備儀表測量指示偏離正常值、出現震蕩擺動(dòng)，還會(huì )引起儀器設備控制系統運行邏輯出錯異常,可能會(huì )造成失控誤控或誤動(dòng)作；電磁干擾信號常常淹沒(méi)檢測信號，導致設備信噪比降低；電磁干擾改變信號(如上述電離離子、電子電荷、帶電粒子、X射線(xiàn)、原子光譜線(xiàn)等)運行軌跡，無(wú)法獲得準確可靠的檢測數據。抑制電磁干擾的方法有:完善設備設計，克服設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(xiàn)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(xiàn)、β射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和X射線(xiàn)，對人的機體細胞有所損害，對一切物體都有干擾和破壞作用，因此對儀器設備有輻射射線(xiàn)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)作為正常測量工作源使用，設備本身防護良好，這類(lèi)儀器只要嚴格按規范操作使用，安全有保障，但必須制定嚴格規章，明確建立實(shí)驗室特種設備管理制度，規定未經(jīng)特定負責人或安全員許可，嚴禁隨意拆解設備相關(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)驗室排風(fēng)管道換氣系統，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(zhuān)用污染物管道排放或按規定收集集中，交給有資質(zhì)、有渠道、有能力的污染物處理相關(guān)機構或企業(yè)，進(jìn)行無(wú)害化降解、再生、回收、分類(lèi)、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)驗室環(huán)境因素對理化儀器設備使用的影響，許多問(wèn)題歸根到底還是在于工作人員疏忽，不重視實(shí)驗室環(huán)境條件因素帶來(lái)的影響，對儀器設備重使用、輕維護，不注意儀器設備日常安全檢查和設備管理。有備無(wú)患、防范于未然，才是治理實(shí)驗室環(huán)境和規范理化分析儀器設備使用之根本。
本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2019年第12期
作者：福建省寧德市計量所 黃東興
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