TCYI 1 型酸雨自動觀測儀日常保養(yǎng)和故障維修

陳志國，譚玉龍，董學賢,楊智濤

（1.雞西市氣象局,黑龍江 雞西 158100；2.虎林市氣象局,黑龍江 虎林 154300 3.黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心,黑龍江 哈爾濱 150030；）

1 TCYI 1 型酸雨自動觀測儀工作原理

TCYI 1 型酸雨自動觀測系統(tǒng)由室內(nèi)降水樣品分析儀及降水采樣器組成。 降水采樣器安裝于室外觀測場，可實現(xiàn)雨水自動收集功能；室內(nèi)降水樣品分析儀安裝于室內(nèi)，可實現(xiàn)雨水自動分析功能；雨水樣品采集完成后， 通過人工轉(zhuǎn)移至降水樣品分析儀進行分析。

1.1 降水采樣器

該系統(tǒng)通過感雨器24 h 監(jiān)測室外降水情況。 當有降水時，感雨器就實時感應(yīng)降雨情況，發(fā)送命令給驅(qū)動單元打開防塵蓋，集雨器開始采集降水；當降水停止后，系統(tǒng)會在設(shè)定的時間內(nèi)關(guān)閉防塵蓋，以保護采集的降水樣品免遭外界環(huán)境污染， 系統(tǒng)同時記錄降水信息及防塵蓋動作信息。

1.2 降水樣品分析儀

降水樣品通過人工方式轉(zhuǎn)移至室內(nèi)分析儀，連接好取樣管路，一鍵開啟分析儀測量功能，系統(tǒng)將開啟樣品泵抽取降水樣品至分析儀的測量槽內(nèi)， 通過測量電極對降水樣品的溫度、酸堿度（PH 值）和電導率（K 值）進行分析和測量，并記錄和存儲有關(guān)測量數(shù)據(jù)。 測量結(jié)束后系統(tǒng)可自動完成測量管路、 集雨桶、電極槽和電極的清洗。 同時，系統(tǒng)還可按照設(shè)定時間對 PH 電極和電導率電極進行自動校準， 提高系統(tǒng)測量的準確性，降低系統(tǒng)手工校準工作量。

1.3 獨立控制單元模塊

該系統(tǒng)采用先進的嵌入式獨立控制單元系統(tǒng)，可分別對降水采樣器和降水樣品分析儀進行控制。對于降水樣品分析儀， 系統(tǒng)可實現(xiàn)降水分析數(shù)據(jù)的記錄功能；同時，系統(tǒng)還具備故障自診斷功能，當出現(xiàn)故障時， 可啟動報警器提示工作人員對設(shè)備進行維護。

2 基本結(jié)構(gòu)

TCYI 1 型酸雨自動觀測儀設(shè)備分為室外自動樣品采集器、 室內(nèi)樣品分析儀和酸雨數(shù)據(jù)綜合處理軟件等三部分組成(圖1)。

圖1 TCYI 1 型酸雨自動觀測系統(tǒng)

2.1 室外自動樣品采集器

安裝于氣象觀測場內(nèi)， 能夠在有降水產(chǎn)生時進行自動收集。 樣品采集器由感雨器、雨量計和室外降水采集器組成，在不低于-30 ℃的溫度環(huán)境下能開展降水采樣自動采集，詳細記錄降雨量、強度、開始結(jié)束時間及溫度等數(shù)據(jù)。

2.2 室內(nèi)樣品分析儀

安置在綜合觀測業(yè)務(wù)平臺專用酸雨觀測室內(nèi)，降水樣品采集完成后， 通過人工轉(zhuǎn)移至降水樣品分析儀，可實現(xiàn)降水PH 值和K 值的自動分析。分析儀在溫度恒定、衛(wèi)生清潔、消毒滅菌的環(huán)境中對采集樣品的電導率（EC）、酸堿度（PH 值）和樣品溫度等進行自動測量，并將有關(guān)分析測量的結(jié)果記錄和存儲。

2.3 酸雨數(shù)據(jù)綜合處理軟件

酸雨數(shù)據(jù)綜合處理軟件是將降水樣品測量數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計、 記錄存儲、 傳輸上報的綜合處理軟件，并將臺站酸雨測量數(shù)據(jù)上傳到省級數(shù)據(jù)中心。

3 酸雨自動觀測設(shè)備的維護方法

TCYI 1 型酸雨自動觀測儀日常維護保養(yǎng)包括室外降水自動采樣儀和室內(nèi)酸雨樣品自動分析儀日常保養(yǎng)維護兩大部分。

3.1 室外降水自動采樣儀日常維護保養(yǎng)

（1）降水自動采樣儀在使用（業(yè)務(wù)運行）過程中，需根據(jù)實際情況不定時清理采樣器內(nèi)的雜物（塵土、泥沙、昆蟲、樹葉等）。 查看降水樣品收集管道，將裝水桶下（底部）螺絲擰下進行流水沖洗，切勿用手指觸摸計量翻斗斗室內(nèi)壁和上翻斗， 以防污漬影響設(shè)備計量精度。

（2）套樣品袋時，要先將樣品袋打開，開口向上放入采集桶中，將樣品袋的上邊緣向采樣桶外折下，用紙膠帶或松緊帶將采樣袋固定住。

（3）降水自動采樣儀在維護保養(yǎng)過程中，注意輕拿輕放，避免與硬物碰撞。 定期用水平尺和游標卡尺核對儀器的安裝狀態(tài)， 保持器口水平， 器身整體穩(wěn)定。

（4）在更換采樣袋時，要避免身體接觸采樣袋里面，以防造成酸雨樣人為污染，影響測量數(shù)據(jù)的真實性和準確度。

（5）冬季換采樣袋結(jié)束后，雨量桶盡可能的靠近內(nèi)壁上，這是因為冬季雨量桶靠近開口處，降雪時經(jīng)常出現(xiàn)打開雨量桶困難，使得無法接收降雪。

3.2 室內(nèi)酸雨樣品自動分析儀日常維護養(yǎng)護

（1）安裝試劑容器時，要仔細核對試劑瓶上的標簽，按照固定順序（PH4、PH7、PH9、EC14、EC43）依次放入分析儀，嚴禁擅自更改試劑位置。

（2）設(shè)備維護需更換酸堿度（PH）電極、電導率（EC）電極時，需把定位環(huán)裝好，要特別小心地將舊電極從電極槽內(nèi)取出，放入新電極，并立即將電極參數(shù)更改。

（3）在清洗測量槽時，需先在濃度為10%的HCL（或HNO3）中浸泡24 h 以上，然后用清水沖洗數(shù)次，直至達中性為止， 再用去離子水反復(fù)沖洗多次。當清洗水K 值＜10時，即為符合要求。

（4）安裝氯化鉀(KCl)和純凈水桶養(yǎng)護液時，容器內(nèi)液位保持瓶容積，并將液位傳感器至至燈亮。

4 故障排查處理

（1）問題一：系統(tǒng)測量樣品 K（電導率）的數(shù)值為0

故障排查處理: 第一步查看酸雨自動設(shè)備管路連接處是否有滴水、漏水的痕跡;第二步檢查漏斗底部、過濾器是否有異物；第三步查看“準”-“EC 校準”界面下的“電導讀取”選項，觀察電導率數(shù)據(jù)的變化情況;第四步查看“調(diào)試”界面，啟動儀器上閥與泵選項，測試閥與泵能否正常工作。

（2）問題二 : 氯化鉀(KCl)保養(yǎng)液有結(jié)晶或量不足

故障排查處理:第一步檢查氯化鉀(KCl)保養(yǎng)液量是否充足，如不足將氯化鉀(KCl)添加飽和溶液補充即可， 如還未恢復(fù)正?？蓹z查液位檢測裝置是否正常；第二步檢查氯化鉀(KCl)保養(yǎng)液是否出現(xiàn)結(jié)晶，如出現(xiàn)結(jié)晶可用潔凈濕布擦濕巾或除結(jié)晶， 再用蒸餾水（純凈水）清洗4-5 次，最后重新加入體積濃度1 mol/L 氯化鉀(KCl)溶液保養(yǎng)。

（3）問題三：降水樣品分析儀界面顯示“注射泵故障”

故障排查處理： 第一步用中性清水清洗注射泵管路，清除管道內(nèi)堵塞物；第二步用萬能表檢測主控和注射泵之間的通訊線路 （介紹具體檢測方法）；第三步檢查注射泵工作是否正常， 如不正常需更換新的注射泵；檢查注射泵出口電磁閥是否正常。

（4）問題四：ISOS 軟件首頁酸雨指示燈顯示未運行，并且在報警信息欄顯示酸雨數(shù)據(jù)采集發(fā)生錯誤

故障排查處理： 第一步使用電筆測量線路通電情況，檢測市電連接是否正常；第二步用萬能表檢查市電電壓值是否在正常范圍內(nèi)（200-230V），電壓超出正常范圍易造成電腦運行異常， 從而引發(fā)軟件無法正常工作； 第三步檢查酸雨數(shù)據(jù)綜合處理軟件運行情況，包括軟件的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、通訊情況和參數(shù)設(shè)定等。

（5）問題五：雷擊故障，ISOS 軟件首頁酸雨指示燈顯示未運行， 并且在報警信息欄顯示酸雨數(shù)據(jù)采集發(fā)生錯誤

故障排查處理： 第一步檢查室內(nèi)酸雨樣品自動分析儀的通訊小板、主板、隔離模塊和串口服務(wù)器接口是否損壞，如有損壞更換即可；第二步用測量模塊查看隔離模塊1和隔離模塊3 是否正常， 不正常及時更換；第三步當發(fā)現(xiàn)室內(nèi)機首頁沒有環(huán)境溫度時，用測量模塊查看隔離模塊2 是否故障， 如有故障更換即可；第四步查看串口服務(wù)器接口是否損壞，損壞更換串口服務(wù)器接口； 檢查通訊小板和主板是否正常，不正常及時更換；檢查室外機隔離模塊是否損壞（圖 2）。

圖2 TCYI 1 型自動觀測軟件系統(tǒng)