TCYI 1 型酸雨自動觀測儀日常保養和故障維修

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.黑龍江省氣象數據中心,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由室內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，可實現雨水自動收集功能；室內降水樣品分析儀安裝于室內，可實現雨水自動分析功能；雨水樣品采集完成后， 通過人工轉移至降水樣品分析儀進行分析。

1.1 降水采樣器

該系統通過感雨器24 h 監測室外降水情況。 當有降水時，感雨器就實時感應降雨情況，發送命令給驅動單元打開防塵蓋，集雨器開始采集降水；當降水停止后，系統會在設定的時間內關閉防塵蓋，以保護采集的降水樣品免遭外界環境污染， 系統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移至室內分析儀，連接好取樣管路，一鍵開啟分析儀測量功能，系統將開啟樣品泵抽取降水樣品至分析儀的測量槽內， 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，并記錄和存儲有關測量數據。 測量結束后系統可自動完成測量管路、 集雨桶、電極槽和電極的清洗。 同時，系統還可按照設定時間對 PH 電極和電導率電極進行自動校準， 提高系統測量的準確性，降低系統手工校準工作量。

1.3 獨立控制單元模塊

該系統采用先進的嵌入式獨立控制單元系統，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， 系統可實現降水分析數據的記錄功能；同時，系統還具備故障自診斷功能，當出現故障時， 可啟動報警器提示工作人員對設備進行維護。

2 基本結構

TCYI 1 型酸雨自動觀測儀設備分為室外自動樣品采集器、 室內樣品分析儀和酸雨數據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

2.1 室外自動樣品采集器

安裝于氣象觀測場內， 能夠在有降水產生時進行自動收集。 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、開始結束時間及溫度等數據。

2.2 室內樣品分析儀

安置在綜合觀測業務平臺專用酸雨觀測室內，降水樣品采集完成后， 通過人工轉移至降水樣品分析儀，可實現降水PH 值和K 值的自動分析。分析儀在溫度恒定、衛生清潔、消毒滅菌的環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，并將有關分析測量的結果記錄和存儲。

2.3 酸雨數據綜合處理軟件

酸雨數據綜合處理軟件是將降水樣品測量數據進行分析統計、 記錄存儲、 傳輸上報的綜合處理軟件，并將臺站酸雨測量數據上傳到省級數據中心。

3 酸雨自動觀測設備的維護方法

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

3.1 室外降水自動采樣儀日常維護保養

（1）降水自動采樣儀在使用（業務運行）過程中，需根據實際情況不定時清理采樣器內的雜物（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壁和上翻斗， 以防污漬影響設備計量精度。

（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， 保持器口水平， 器身整體穩定。

（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，影響測量數據的真實性和準確度。

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

3.2 室內酸雨樣品自動分析儀日常維護養護

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

（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，然后用清水沖洗數次，直至達中性為止， 再用去離子水反復沖洗多次。當清洗水K 值＜10時，即為符合要求。

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

4 故障排查處理

（1）問題一：系統測量樣品 K（電導率）的數值為0

故障排查處理: 第一步查看酸雨自動設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，觀察電導率數據的變化情況;第四步查看“調試”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)保養液有結晶或量不足

故障排查處理:第一步檢查氯化鉀(KCl)保養液量是否充足，如不足將氯化鉀(KCl)添加飽和溶液補充即可， 如還未恢復正常可檢查液位檢測裝置是否正常；第二步檢查氯化鉀(KCl)保養液是否出現結晶，如出現結晶可用潔凈濕布擦濕巾或除結晶， 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。

（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據采集發生錯誤

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（200-230V），電壓超出正常范圍易造成電腦運行異常， 從而引發軟件無法正常工作； 第三步檢查酸雨數據綜合處理軟件運行情況，包括軟件的網絡狀態、通訊情況和參數設定等。

（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據采集發生錯誤

故障排查處理： 第一步檢查室內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；第三步當發現室內機首頁沒有環境溫度時，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器接口是否損壞，損壞更換串口服務器接口； 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