刘兴忠 胡晓润

摘  要：酸雨观测为研究酸雨的时空分布及其长期变化趋势提供宝贵的科学依据，为治理大气污染和防止酸雨提供重要科学依据，是气象业务工作的重要组成部分，是气象台站的基本任务之一。中国气象局在2019年对酸雨观测设备进行了换型-TCYI 1型和TCYII 1型酸雨自动观测系统。文章介绍了TCYI 1型酸雨自動观测系统的结构及常见故障的处理方法，希望对从事该系统维护的人员有所帮助。

关键词：酸雨自动观测系统;结构;故障处理

中图分类号：TH765 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）27-0061-03

Abstract： Acid rain observation provides valuable scientific basis for studying the temporal and spatial distribution and long-term change trend of acid rain， provides important scientific basis for controlling air pollution and preventing acid rain， and is an important part of meteorological work. It is one of the basic tasks of meteorological stations. In 2019， the China Meteorological Administration changed the acid rain observation equipment - TCYI 1 and TCYII 1 automatic acid rain observation system. This paper introduces the structure of TCYI 1 acid rain automatic observation system and the treatment methods of common faults， hoping to be helpful to the personnel engaged in the maintenance of the system.

Keywords： automatic acid rain observation system; structure; fault treatment

引言

目前，我国在全国范围内建设140多个酸雨自动观测系统，根据《酸雨业务规章制度》[1]，为了使各台站工作人员能够熟练、快速、准确的维护和保障该设备的正常运行，现将TCYI 1型酸雨自动观测系统的工作原理和基本结构及其故障诊断流程进行详细说明如下。

1 系统工作原理及基本结构

TCYI 1型酸雨自动观测系统由AMR-I型室内降水样品分析仪[2]及AMR-S型降水采样器组成。AMR-S型降水采样器安装于室外观测场，可实现雨水自动收集功能;AMR-I型室内降水样品分析仪安装于室内，可实现雨水自动分析功能;雨水样品采集完成后，通过人工转移至降水样品分析仪进行分析。

1.1 工作原理（如图1）

（1）降水采样器：该系统通过感雨器实时监测室外降水（液态及固态）情况，当检测到有降水时，系统控制防尘盖驱动单元驱动防尘盖开盖，集雨器开始采集降水，当降水停止后，驱动防尘盖关盖，保护所采集的降水样品不受外界环境污染;集雨器具备加热融雪功能，可实现对固态降水的加热融化;系统同时记录降水信息及防尘盖动作信息。

（2）降水样品分析仪：降水样品通过人工方式转移至降水样品分析仪，监测人员将降水样品放至分析仪样品存放处，连接好取样管路，一键开启分析仪测量功能，系统将驱动样品泵抽取降水样品至分析单元测量槽，通过位于测量槽内的pH、EC专用测量电极对降水的pH、EC及水温进行分析;同时，系统可根据设定的自动校准周期，实现对pH、EC电极的自动校准，降低系统手工校准工作量，提高系统测量的准确性。

（3）降水采样器和降水样品分析仪均具备独立的控制单元模块：系统采用先进的嵌入式控制系统实现对上述所有单元的控制;对于降水样品分析仪，系统可实现降水分析数据的记录功能;同时，系统还具备故障自诊断功能，当出现故障时，可驱动置于室内的声光报警单元发生声光报警，提示维护人员及时对设备进行维护;系统可支持无线或有线等多种通讯方式，维护人员可远程获取系统的运行状态、分析数据等，大大提升了系统的智能化程度及可维护性。

（4）为确保系统室外长期运行的可靠性，降水采样器内部设置温控模块，可实现冬季机箱加热以及夏季机箱散热降温功能，确保机柜内部管路以及电路部分能在不同环境条件下均能正常工作;系统采用可靠的电源防雷设计，使系统能在雷雨季节防止雷电对设备造成破坏性影响。

1.2 系统结构

TCYI 1型酸雨自动观测系统由降水采样器和室内降水样品分析仪组成。其中降水样品分析仪（图2）安装于室内，降水采样器（图3）安装在室外观测场。

2 故障分析及处理

为了确保系统长期可靠稳定运行，需要进行一些必要的维护工作，并按照酸雨观测业务规范[3]进行日常维护及操作，使用过程中难免会出现故障。

2.1 AMR-I型降水样品分析仪

（1）界面显示“无纯净水”

故障原因可能是纯净水水量不足或液位检测装置与纯水桶相对位置偏离。应先检查纯水桶的放置位置，应放置在仪器左侧支撑平台上，且内壁应紧贴内侧纯水液位检测传感器，桶内纯水量大于2/3水桶容积;如仍未恢复正常则可能是液位检测装置故障，需更换液位检测装置。

（2）界面提示“无KC1”

KC1溶液不足：只需在KC1试剂瓶添加饱和KC1溶液;

液位检测装置与KC1试剂瓶相对位置偏离：调节KC1试剂瓶位置即可;

液位检测装置故障：更换液位检测装置即可。

（3）界面提示“EC校准失败”

校准溶液配置问题：重新配置校准溶液;

EC电极异常：更换EC电极;

EC测量板故障：更换测量板。

（4）界面提示“PH校准失败”

校准溶液配置问题：重新配置校准溶液;

PH电极异常：更换PH电极;

PH测量板故障：更换测量板;

（5）界面提示“EC模块故障”

EC测量板与主控板之间通讯异常：检查其通讯线路;

EC电极异常：更换EC电极;

EC测量板故障：更换测量板。

（6）界面提示“PH模块故障”

PH测量板与主控板之间通讯异常：检查其通讯线路;

PH电极异常：更换PH电极;

PH测量板故障：更换测量板。

（7）界面提示“多通阀故障”

可能是多通阀损坏，重新上电初始化，如故障依旧，则更换新的多通阀。

（8）界面提示“注射泵故障”

注射泵与主控之间通讯异常：检查其通讯线路;

注射泵出口管路堵塞：清洗注射泵出口管路;

注射泵出口電磁阀故障：更换出口电磁阀;

注射泵损坏：更换新的注射泵。

2.2 AMR-S型降水采样器

（1）界面提示“左限位出错”或“右限位出错”

检查限位开关安装位置是否到位或限位开关是否损坏，如村坏则进行更换。

（2）界面提示“机箱温控出错”或“采样桶温控出错”

在调试界面对其进行通断操作，观察继电器指示灯是否变化，实际动作是否完成，如均无反应则更换继电器;如更换继电器后故障仍未排除，更换主板;如故障依旧，则查看相应温度是否显示正常，如异常则更换对应传感器。

（3）界面提示“防尘盖温控出错”或“感雨器温控出错”

此故障可能为温控继电器异常所致，更换温控继电器，如故障依旧则更换主板或更换温度传感器。

（4）界面提示“非法开门”

打开仪器底部窗门前应先进入维护界面并输入密码“1111”（取消报警），关门后再进入维护界面并输入密码“1112”（恢复报警）。如故障未排除则可能是传感器故障，关门后重新上电，如果故障仍在，则检查传感器。

（5）降雨时无雨量累计

先检查雨量计内部管路是否堵塞，清洗雨量计内部管路，如故障仍在则可能雨量计故障或信号线松动，紧固信号线后故障未排除则需检修雨量计。

3 结束语

TCYI 1型酸雨自动观测系统因本身结构分为室内和室外两部分，平时使用中，应加强维护，定期查看设备的各个部分是否被腐蚀或者自然损坏，尤其是在自然条件较为恶劣的站址，有损坏或者腐蚀部件应立即进行处理、更换，如依旧不能修复，应及时与上级主管部门和生产厂家联系，并做好记录。

参考文献：

[1]中国气象局监测网络司.酸雨业务规章制度[M].北京，2006.

[2]褚春燕，程远，桂翰林，等.AMR-I型酸雨自动观测系统静态测试和质控分析[C]//全国气象观测技术交流会，2014.

[3]中国气象局.酸雨观测业务规范[M].北京：气象出版社，2005.