NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP KHI VẬN HÀNH TRẠM QUAN TRẮC KHÔNG KHÍ VÀ CÁCH KIỂM SOÁT

Một trạm quan trắc không khí có thể được trang bị thiết bị phân tích, hệ thống lấy mẫu, bộ truyền dữ liệu và phần mềm giám sát trực tuyến. Tuy nhiên, việc thiết bị vẫn hoạt động và dữ liệu vẫn được truyền về hệ thống chưa đồng nghĩa với việc kết quả quan trắc luôn chính xác và đáng tin cậy. 

Trong quá trình vận hành, nhiều vấn đề có thể phát sinh từ hệ thống lấy mẫu, thiết bị phân tích, điều kiện môi trường, nguồn điện, kết nối truyền dữ liệu hoặc công tác bảo trì.

Đặc biệt, một số sự cố không làm trạm dừng hoàn toàn mà chỉ khiến dữ liệu bị sai lệch, gián đoạn hoặc giảm độ tin cậy. 

Vì vậy, vận hành trạm quan trắc không khí cần được kiểm soát trên toàn bộ chuỗi từ lấy mẫu, phân tích, truyền dữ liệu đến kiểm tra và đánh giá chất lượng dữ liệu. 

1. Lỗi ở hệ thống lấy mẫu và đường dẫn khí 

Hệ thống lấy mẫu là điểm đầu tiên tiếp xúc với không khí môi trường trước khi mẫu được đưa đến thiết bị phân tích. Nếu đầu lấy mẫu, bộ lọc hoặc đường dẫn khí gặp vấn đề, chất lượng mẫu có thể bị ảnh hưởng trước khi quá trình phân tích bắt đầu. 

Trong điều kiện vận hành ngoài trời, bụi, hơi ẩm, côn trùng và các hạt vật chất có thể tích tụ tại đầu lấy mẫu, bộ lọc hoặc đường ống. Tình trạng này có thể làm giảm lưu lượng khí và khiến thiết bị không nhận được lượng mẫu cần thiết. 

Bên cạnh tắc nghẽn, rò rỉ đường khí cũng là vấn đề cần lưu ý. Khi các điểm nối không kín, không khí bên ngoài có thể xâm nhập vào hệ thống và làm thay đổi thành phần mẫu trước khi đến thiết bị phân tích. 

Một số dấu hiệu có thể được sử dụng để nhận biết vấn đề ở hệ thống lấy mẫu gồm: 

• Lưu lượng khí thấp hoặc dao động bất thường. 

• Thiết bị cảnh báo lỗi lưu lượng. 

• Giá trị đo thay đổi bất thường so với xu hướng trước đó. 

• Dữ liệu bị gián đoạn trong khi thiết bị vẫn đang hoạt động. 

Do đó, kiểm tra đầu lấy mẫu, bộ lọc, đường ống, các điểm kết nối và lưu lượng khí cần được đưa vào kế hoạch kiểm tra, bảo trì định kỳ.

2. Sai lệch từ thiết bị phân tích và cảm biến 

Thiết bị phân tích có thể hoạt động liên tục nhưng kết quả đo vẫn có khả năng thay đổi theo thời gian. Một trong những nguyên nhân là drift - hiện tượng trôi tín hiệu, khi kết quả đo dần lệch khỏi giá trị thực tế hoặc xu hướng ban đầu. 

Nhiệt độ, độ ẩm, bụi, điều kiện vận hành, tuổi thọ linh kiện và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến tình trạng của bộ phận đo. Nếu chỉ dựa vào trạng thái “thiết bị đang chạy” hoặc không có cảnh báo lỗi thì người vận hành có thể bỏ qua những sai lệch diễn ra từ từ. 

Một dấu hiệu cần chú ý là giá trị đo liên tục tăng hoặc giảm trong khi điều kiện môi trường không có thay đổi tương ứng. Tuy nhiên, không nên kết luận một giá trị bất thường là lỗi thiết bị chỉ dựa trên một vài điểm dữ liệu. Cần kết hợp dữ liệu đo với lịch sử vận hành, tình trạng thiết bị và kết quả kiểm tra. 

Vì vậy, công tác vận hành cần bao gồm theo dõi giá trị đo, kiểm tra độ ổn định, theo dõi độ trôi và thực hiện kiểm tra/hiệu chuẩn theo yêu cầu kỹ thuật của thiết bị. 

Đối với thiết bị phân tích khí, việc kiểm tra có thể liên quan đến khí zero, khí span hoặc quy trình kiểm tra và hiệu chuẩn được nhà sản xuất quy định. Tần suất thực hiện cần căn cứ vào loại thiết bị và yêu cầu kỹ thuật cụ thể. 

3. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường và nguồn điện 

Trạm quan trắc không khí thường phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thay đổi. Đặc biệt đối với các trạm lắp đặt ngoài trời, điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến cả hệ thống lấy mẫu và thiết bị được đặt trong tủ kỹ thuật. 

Hơi ẩm có thể ngưng tụ trong đường dẫn khí hoặc các bộ phận xử lý mẫu. Trong một số trường hợp, nước ngưng có thể làm giảm độ ổn định của phép đo hoặc ảnh hưởng đến thiết bị. Nhiệt độ bên trong tủ cũng cần được kiểm soát để thiết bị làm việc trong điều kiện phù hợp. 

Khi kiểm tra trạm, không nên chỉ tập trung vào thiết bị phân tích mà cần xem xét cả: 

• Nhiệt độ bên trong tủ. 

• Độ ẩm. 

• Hệ thống thông gió hoặc điều hòa. 

• Nước ngưng trong đường khí. 

• Tình trạng kín của tủ và các điểm kết nối. 

• Hệ thống thoát nước. 

Bên cạnh điều kiện môi trường, nguồn điện cũng là một yếu tố quan trọng. Trạm có thể đồng thời sử dụng thiết bị phân tích, data logger hoặc máy tính, modem, hệ thống điều hòa, bơm, quạt và các thiết bị điều khiển. Khi nguồn điện bị gián đoạn, nhiều thành phần của hệ thống có thể dừng cùng lúc. 

Do đó, cần kiểm tra tổng thể từ nguồn điện, UPS và thiết bị bảo vệ đến thiết bị quan trắc và hệ thống truyền dữ liệu. Với những hệ thống cần duy trì chuỗi dữ liệu liên tục, phương án cấp điện dự phòng cần được xem xét ngay từ khâu thiết kế và vận hành.

4. Sự cố truyền dữ liệu và đồng bộ hệ thống 

Một vấn đề dễ bị nhầm với lỗi thiết bị phân tích là mất truyền dữ liệu. Trong trường hợp này, thiết bị tại trạm vẫn có thể đang đo nhưng dữ liệu không xuất hiện trên hệ thống giám sát trung tâm. 

Nguyên nhân có thể nằm ở SIM, modem, router, đường truyền mạng, cấu hình kết nối, phần mềm truyền dữ liệu hoặc máy chủ. Vì vậy, khi dashboard không hiển thị dữ liệu, không nên kết luận ngay rằng thiết bị phân tích đã gặp sự cố. 

Việc kiểm tra nên được thực hiện theo từng lớp: 

Thiết bị → Data Logger/PLC → mạng → modem/router → Internet → server → phần mềm hiển thị. 

Nếu hệ thống có khả năng lưu dữ liệu cục bộ, có thể cấu hình để dữ liệu được lưu tạm thời trong thời gian mất kết nối và đồng bộ trở lại khi đường truyền được khôi phục. 

Ngoài kết nối mạng, đồng bộ thời gian giữa các thiết bị cũng cần được quan tâm. Một trạm có thể đồng thời ghi nhận dữ liệu chất lượng không khí và các thông số khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, hướng gió hoặc áp suất. Nếu timestamp giữa các thiết bị không đồng nhất, việc đối chiếu dữ liệu theo thời gian có thể bị sai lệch.

5. Kiểm soát chất lượng dữ liệu quan trắc 

Một trong những vấn đề quan trọng nhất khi vận hành trạm là phân biệt giữa có dữ liệu và dữ liệu có đáng tin cậy hay không. 

Thiết bị vẫn hoạt động, màn hình vẫn hiển thị giá trị và dữ liệu vẫn được truyền lên hệ thống chưa đủ để khẳng định kết quả quan trắc có chất lượng. Dữ liệu có thể bị ảnh hưởng bởi sự cố lấy mẫu, drift của thiết bị, điều kiện môi trường hoặc các vấn đề trong quá trình truyền và lưu trữ. 

Một số biểu hiện cần được theo dõi gồm: 

• Giá trị giữ nguyên trong thời gian bất thường. 

• Dữ liệu bằng 0 trong thời gian dài. 

• Xuất hiện đỉnh hoặc biến động đột ngột. 

• Giá trị tăng hoặc giảm liên tục nhưng không có cơ sở rõ ràng. 

• Dữ liệu mất tương quan với các thông số liên quan. 

• Xuất hiện khoảng thời gian mất dữ liệu. 

Tuy nhiên, không nên mặc định mọi giá trị bất thường đều là lỗi. Chẳng hạn, sự gia tăng nồng độ chất ô nhiễm có thể thực sự xảy ra do thay đổi điều kiện môi trường hoặc hoạt động phát sinh nguồn thải. Vì vậy, cần kết hợp dữ liệu quan trắc, thời gian, điều kiện khí tượng và trạng thái thiết bị trước khi đánh giá hoặc loại bỏ một giá trị. 

Một hệ thống quản lý tốt nên theo dõi đồng thời tỷ lệ thu thập dữ liệu, thời gian mất dữ liệu, trạng thái thiết bị, lịch sử hiệu chuẩn, tình trạng kết nối và các sự kiện có thể ảnh hưởng đến dữ liệu. 

6. Vị trí lắp đặt và công tác bảo trì trạm 

Chất lượng dữ liệu không chỉ phụ thuộc vào thiết bị mà còn phụ thuộc vào vị trí đặt trạm và đầu lấy mẫu. Một thiết bị có độ chính xác cao nhưng được bố trí tại vị trí không phù hợp vẫn có thể tạo ra dữ liệu không đại diện cho mục tiêu quan trắc. 

Khi lựa chọn vị trí cần xem xét mục tiêu quan trắc, nguồn phát thải xung quanh, hướng và tốc độ gió, vật cản, địa hình, khoảng cách đến nguồn phát thải cũng như khả năng tiếp cận để kiểm tra và bảo trì. 

Ví dụ, nếu mục tiêu là đánh giá chất lượng không khí của một khu vực nhưng đầu lấy mẫu đặt quá gần một nguồn phát thải cục bộ, dữ liệu thu được có thể phản ánh chủ yếu ảnh hưởng của nguồn đó thay vì điều kiện chung của khu vực. 

Song song với việc lựa chọn vị trí, trạm cần có kế hoạch bảo trì định kỳ. Các bộ phận như bộ lọc, ống dẫn khí, gioăng, đầu nối, bơm, quạt và các bộ phận xử lý mẫu cần được kiểm tra theo tình trạng thực tế và yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất. 

Có thể tổ chức công việc theo các mức: 

Hằng ngày: kiểm tra trạng thái hoạt động và cảnh báo. 

Hằng tuần: theo dõi các dấu hiệu bất thường. 

Hằng tháng: vệ sinh và kiểm tra hệ thống lấy mẫu. 

Định kỳ: kiểm tra, hiệu chuẩn thiết bị theo yêu cầu. 

Theo tình trạng: thay thế vật tư và linh kiện khi cần thiết. 

Tần suất cụ thể cần được xác định dựa trên loại thiết bị, cấu hình trạm, điều kiện môi trường và hướng dẫn kỹ thuật tương ứng. 

Kết luận 

Vận hành trạm quan trắc không khí không chỉ là duy trì cho thiết bị hoạt động và dữ liệu được truyền về hệ thống. Độ tin cậy của kết quả quan trắc phụ thuộc vào toàn bộ chuỗi từ vị trí lấy mẫu, hệ thống dẫn khí, thiết bị phân tích, điều kiện vận hành, nguồn điện, truyền dữ liệu đến kiểm soát chất lượng và bảo trì. 

Do đó, thay vì chỉ kiểm tra xem trạm có đang hoạt động hay không, cần xây dựng quy trình theo dõi xuyên suốt để phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và duy trì chất lượng dữ liệu trong quá trình vận hành. 

Với các hệ thống quan trắc không khí, Aquaco có thể tư vấn giải pháp thiết bị, cấu hình hệ thống, lắp đặt và vận hành phù hợp với mục tiêu quan trắc và điều kiện thực tế của từng dự án. 

Thông tin liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ AQUA 

• Văn phòng đại diện:  23 Đường Số 4, Cư Xá Chu Văn An, Phường Bình Thạnh, TP.HCM.  

• Văn phòng giao dịch: Số 2 đường 5, Khu phố 67, Phường Hiệp Bình, TP HCM.

• Văn phòng Hà Nội: 18-D4 Thanh Xuân Bắc, Phường Thanh Xuân, Hà Nội

• Hotline:  0909 246 726   

• Tel: 028 6276 4726   

• Email: info@aquaco.vn