TCYI 1 型酸雨自动观测仪日常保养和故障维修

陈志国，谭玉龙，董学贤,杨智涛

（1.鸡西市气象局,黑龙江 鸡西 158100；2.虎林市气象局,黑龙江 虎林 154300 3.黑龙江省气象数据中心,黑龙江 哈尔滨 150030；）

1 TCYI 1 型酸雨自动观测仪工作原理

TCYI 1 型酸雨自动观测系统由室内降水样品分析仪及降水采样器组成。 降水采样器安装于室外观测场，可实现雨水自动收集功能；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 降水采样器

该系统通过感雨器24 h 监测室外降水情况。 当有降水时，感雨器就实时感应降雨情况，发送命令给驱动单元打开防尘盖，集雨器开始采集降水；当降水停止后，系统会在设定的时间内关闭防尘盖，以保护采集的降水样品免遭外界环境污染， 系统同时记录降水信息及防尘盖动作信息。

1.2 降水样品分析仪

降水样品通过人工方式转移至室内分析仪，连接好取样管路，一键开启分析仪测量功能，系统将开启样品泵抽取降水样品至分析仪的测量槽内， 通过测量电极对降水样品的温度、酸碱度（PH 值）和电导率（K 值）进行分析和测量，并记录和存储有关测量数据。 测量结束后系统可自动完成测量管路、 集雨桶、电极槽和电极的清洗。 同时，系统还可按照设定时间对 PH 电极和电导率电极进行自动校准， 提高系统测量的准确性，降低系统手工校准工作量。

1.3 独立控制单元模块

该系统采用先进的嵌入式独立控制单元系统，可分别对降水采样器和降水样品分析仪进行控制。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， 可启动报警器提示工作人员对设备进行维护。

2 基本结构

TCYI 1 型酸雨自动观测仪设备分为室外自动样品采集器、 室内样品分析仪和酸雨数据综合处理软件等三部分组成(图1)。

图1 TCYI 1 型酸雨自动观测系统

2.1 室外自动样品采集器

安装于气象观测场内， 能够在有降水产生时进行自动收集。 样品采集器由感雨器、雨量计和室外降水采集器组成，在不低于-30 ℃的温度环境下能开展降水采样自动采集，详细记录降雨量、强度、开始结束时间及温度等数据。

2.2 室内样品分析仪

安置在综合观测业务平台专用酸雨观测室内，降水样品采集完成后， 通过人工转移至降水样品分析仪，可实现降水PH 值和K 值的自动分析。分析仪在温度恒定、卫生清洁、消毒灭菌的环境中对采集样品的电导率（EC）、酸碱度（PH 值）和样品温度等进行自动测量，并将有关分析测量的结果记录和存储。

2.3 酸雨数据综合处理软件

酸雨数据综合处理软件是将降水样品测量数据进行分析统计、 记录存储、 传输上报的综合处理软件，并将台站酸雨测量数据上传到省级数据中心。

3 酸雨自动观测设备的维护方法

TCYI 1 型酸雨自动观测仪日常维护保养包括室外降水自动采样仪和室内酸雨样品自动分析仪日常保养维护两大部分。

3.1 室外降水自动采样仪日常维护保养

（1）降水自动采样仪在使用（业务运行）过程中，需根据实际情况不定时清理采样器内的杂物（尘土、泥沙、昆虫、树叶等）。 查看降水样品收集管道，将装水桶下（底部）螺丝拧下进行流水冲洗，切勿用手指触摸计量翻斗斗室内壁和上翻斗， 以防污渍影响设备计量精度。

（2）套样品袋时，要先将样品袋打开，开口向上放入采集桶中，将样品袋的上边缘向采样桶外折下，用纸胶带或松紧带将采样袋固定住。

（3）降水自动采样仪在维护保养过程中，注意轻拿轻放，避免与硬物碰撞。 定期用水平尺和游标卡尺核对仪器的安装状态， 保持器口水平， 器身整体稳定。

（4）在更换采样袋时，要避免身体接触采样袋里面，以防造成酸雨样人为污染，影响测量数据的真实性和准确度。

（5）冬季换采样袋结束后，雨量桶尽可能的靠近内壁上，这是因为冬季雨量桶靠近开口处，降雪时经常出现打开雨量桶困难，使得无法接收降雪。

3.2 室内酸雨样品自动分析仪日常维护养护

（1）安装试剂容器时，要仔细核对试剂瓶上的标签，按照固定顺序（PH4、PH7、PH9、EC14、EC43）依次放入分析仪，严禁擅自更改试剂位置。

（2）设备维护需更换酸碱度（PH）电极、电导率（EC）电极时，需把定位环装好，要特别小心地将旧电极从电极槽内取出，放入新电极，并立即将电极参数更改。

（3）在清洗测量槽时，需先在浓度为10%的HCL（或HNO3）中浸泡24 h 以上，然后用清水冲洗数次，直至达中性为止， 再用去离子水反复冲洗多次。当清洗水K 值＜10时，即为符合要求。

（4）安装氯化钾(KCl)和纯净水桶养护液时，容器内液位保持瓶容积，并将液位传感器至至灯亮。

4 故障排查处理

（1）问题一：系统测量样品 K（电导率）的数值为0

故障排查处理: 第一步查看酸雨自动设备管路连接处是否有滴水、漏水的痕迹;第二步检查漏斗底部、过滤器是否有异物；第三步查看“准”-“EC 校准”界面下的“电导读取”选项，观察电导率数据的变化情况;第四步查看“调试”界面，启动仪器上阀与泵选项，测试阀与泵能否正常工作。

（2）问题二 : 氯化钾(KCl)保养液有结晶或量不足

故障排查处理:第一步检查氯化钾(KCl)保养液量是否充足，如不足将氯化钾(KCl)添加饱和溶液补充即可， 如还未恢复正常可检查液位检测装置是否正常；第二步检查氯化钾(KCl)保养液是否出现结晶，如出现结晶可用洁净湿布擦湿巾或除结晶， 再用蒸馏水（纯净水）清洗4-5 次，最后重新加入体积浓度1 mol/L 氯化钾(KCl)溶液保养。

（3）问题三：降水样品分析仪界面显示“注射泵故障”

故障排查处理： 第一步用中性清水清洗注射泵管路，清除管道内堵塞物；第二步用万能表检测主控和注射泵之间的通讯线路 （介绍具体检测方法）；第三步检查注射泵工作是否正常， 如不正常需更换新的注射泵；检查注射泵出口电磁阀是否正常。

（4）问题四：ISOS 软件首页酸雨指示灯显示未运行，并且在报警信息栏显示酸雨数据采集发生错误

故障排查处理： 第一步使用电笔测量线路通电情况，检测市电连接是否正常；第二步用万能表检查市电电压值是否在正常范围内（200-230V），电压超出正常范围易造成电脑运行异常， 从而引发软件无法正常工作； 第三步检查酸雨数据综合处理软件运行情况，包括软件的网络状态、通讯情况和参数设定等。

（5）问题五：雷击故障，ISOS 软件首页酸雨指示灯显示未运行， 并且在报警信息栏显示酸雨数据采集发生错误

故障排查处理： 第一步检查室内酸雨样品自动分析仪的通讯小板、主板、隔离模块和串口服务器接口是否损坏，如有损坏更换即可；第二步用测量模块查看隔离模块1和隔离模块3 是否正常， 不正常及时更换；第三步当发现室内机首页没有环境温度时，用测量模块查看隔离模块2 是否故障， 如有故障更换即可；第四步查看串口服务器接口是否损坏，损坏更换串口服务器接口； 检查通讯小板和主板是否正常，不正常及时更换；检查室外机隔离模块是否损坏（图 2）。

图2 TCYI 1 型自动观测软件系统