大氣成分觀測(cè)中常見(jiàn)問(wèn)題分析處理

摘 要：本文主要根據(jù)山西省大同市氣象局大氣成分觀測(cè)實(shí)際，對(duì)觀測(cè)中常見(jiàn)的問(wèn)題分析，并提出相關(guān)處理措施，給出大氣成分觀測(cè)儀器維護(hù)建議，以供相關(guān)部門(mén)參考借鑒。

關(guān)鍵詞：大氣成分；觀測(cè)；常見(jiàn)問(wèn)題；分析處理

近年來(lái)，隨著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市大氣環(huán)境污染問(wèn)題也日益突出?？諝赓|(zhì)量問(wèn)題事關(guān)人類(lèi)健康和生存，一直是人們關(guān)心的熱點(diǎn)。尤其北方地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)大范圍的霧霾天氣，大同市的霧霾天氣也頻繁出現(xiàn)，大氣污染問(wèn)題再度引起了社會(huì)各個(gè)部門(mén)的高度關(guān)注。而大氣成分觀測(cè)數(shù)據(jù)能夠?yàn)榈胤秸约碍h(huán)保部門(mén)開(kāi)展對(duì)污染措施的制定以及大氣環(huán)境的改善提供重要指導(dǎo)依據(jù)。所以，做好大氣成分觀測(cè)業(yè)務(wù)就顯得十分重要。當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)常用到的大氣成分觀測(cè)儀器為GRIMM180顆粒物監(jiān)測(cè)儀。該儀器的使用在很大程度上提升大氣成觀測(cè)資料的有效性和完整性。但是，該儀器的長(zhǎng)期使用也會(huì)出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，本文著重對(duì)大氣成分觀測(cè)中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)措施，以確保大氣成分觀測(cè)業(yè)務(wù)的順利開(kāi)展。

一、觀測(cè)儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。GRIMM180顆粒物監(jiān)測(cè)儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要硬件和軟件兩部分構(gòu)成，其中硬件部分包括主機(jī)、溫濕度傳感器、采樣管及其連接件、數(shù)據(jù)線(xiàn)、防漏杯以及數(shù)據(jù)卡等，其主要憑借數(shù)據(jù)線(xiàn)和計(jì)算機(jī)保持連接。軟件系統(tǒng)部分包括采集數(shù)據(jù)軟件、質(zhì)控信息軟件、前端數(shù)據(jù)下載軟件以及傳輸數(shù)據(jù)軟件，所采集到的數(shù)據(jù)為PM1、PM2.5、PM10以及數(shù)濃度NSD。

2.工作原理。GRIMM180顆粒物監(jiān)測(cè)儀主要是利用恒定流量憑借儀器抽氣泵把環(huán)境空氣吸到測(cè)量室，隨后半導(dǎo)體激光源憑借高頻率形成激光脈沖。若在某一個(gè)是時(shí)間段，測(cè)量室內(nèi)無(wú)顆粒物，那么激光便透過(guò)樣品室有吸收井進(jìn)行吸收；若有顆粒物分布，那么激光對(duì)其照射會(huì)形成散射，而后通過(guò)反射境（和激光照射方向形成90°角）聚集之后至對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器，在結(jié)合該檢測(cè)裝置所接收到脈沖信號(hào)的強(qiáng)弱以及頻次等信息，獲取顆粒物的數(shù)量以及所屬粒徑范圍，最后得到顆粒物的濃度。

二、常見(jiàn)問(wèn)題分析處理

1.溫濕度數(shù)據(jù)異常。大氣成分觀測(cè)過(guò)程中，溫濕度傳感器有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)故障。一是溫濕度傳感器所觀測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間保持固定不變。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)溫濕度傳感器故障，更換后，溫度數(shù)據(jù)觀測(cè)恢復(fù)正常狀態(tài)；二是濕度數(shù)據(jù)存在偏差。通過(guò)查看發(fā)現(xiàn)溫濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)和自動(dòng)站所觀測(cè)到的濕度值偏差，濕度數(shù)據(jù)偏低，且除濕泵停止工作。通過(guò)對(duì)主機(jī)查看，加載模擬采樣頭，發(fā)現(xiàn)主機(jī)運(yùn)行正常，可能是溫濕度傳感器故障。對(duì)其檢測(cè)發(fā)現(xiàn)溫濕度傳感器沒(méi)有受損，這是由于儀器內(nèi)設(shè)置的除濕啟動(dòng)值是40%。當(dāng)溫濕度傳感器觀測(cè)到的環(huán)境濕度≤40%時(shí)，那么除濕泵會(huì)停止工作。在短時(shí)間內(nèi)無(wú)備用儀器進(jìn)行換取的時(shí)候，可以把除濕閾值設(shè)置為0，也就是說(shuō)除濕屬于常開(kāi)狀態(tài)，確保儀器以及時(shí)恢復(fù)正常工作，等到溫濕度傳感器進(jìn)行換取之后，再對(duì)除濕閾值重新設(shè)定，使?jié)穸葦?shù)據(jù)觀測(cè)恢復(fù)正常。

2.采樣泵故障問(wèn)題。在觀測(cè)業(yè)務(wù)開(kāi)展中，若監(jiān)測(cè)儀遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警，對(duì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)屏幕上做出以下提升“AIR PUMP PROBLEM CURRENT TOO HIGH”，也就是說(shuō)空氣泵脈沖電壓太高。這個(gè)時(shí)候同樣需要先查看主機(jī)，并加載模擬采樣頭。自檢依然未成功，表明主機(jī)存在故障問(wèn)題；查看主機(jī)采樣系統(tǒng)，并對(duì)采樣泵進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)采樣泵出現(xiàn)受到損壞，此時(shí)對(duì)采樣泵進(jìn)行換新之后，則大氣監(jiān)測(cè)儀恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.除濕泵故障問(wèn)題。在大氣成分觀測(cè)工作中，對(duì)檢測(cè)儀進(jìn)行巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，屏幕英文做出提示“VACUUM NOT LK！PLEASE CHECK”，除濕系統(tǒng)的負(fù)壓存在異常，有報(bào)警提醒；開(kāi)機(jī)進(jìn)行檢查時(shí)顯示“Self test not ok”，儀器工作時(shí)，“D ryer”始終為紅色，。對(duì)主機(jī)進(jìn)行查看，加載模擬采樣頭。自檢依然未成功，這表明主機(jī)發(fā)生了故障問(wèn)題；查看主機(jī)除濕系統(tǒng)，并對(duì)除濕泵進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)除濕泵出現(xiàn)了損壞，此時(shí)換取新的除濕泵之后，觀測(cè)業(yè)務(wù)恢復(fù)正常。

4.升降桿接觸黃片故障問(wèn)題。在對(duì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行維護(hù)時(shí)，若開(kāi)機(jī)以后儀器顯示屏幕上出現(xiàn)“Self Test lift not ok”，則表示自檢沒(méi)有成功。此時(shí)需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真剖析，查看主機(jī)，并加載模擬采樣頭。自檢依然未成功，則表明主機(jī)存在故障問(wèn)題。查看主機(jī)采樣管升降系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)升級(jí)扳手柄處于主機(jī)箱內(nèi)的感應(yīng)接觸簧片出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。對(duì)簧片進(jìn)行換取之后，則儀器運(yùn)行恢復(fù)到正常狀況。

5.計(jì)算機(jī)CP-10ULV2卡故障問(wèn)題。在大氣成分觀測(cè)中，若監(jiān)測(cè)儀以及計(jì)算機(jī)均保持正常運(yùn)行狀態(tài)，但是計(jì)算機(jī)卻沒(méi)有采集數(shù)據(jù)顯示。則表明監(jiān)測(cè)儀連接數(shù)據(jù)線(xiàn)路或者是CP-10ULV2卡存在故障問(wèn)題，通過(guò)對(duì)二者進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)是CP-10ULV2卡出現(xiàn)了損壞，有可能是雷擊造成的損壞，對(duì)其進(jìn)行換新之后，計(jì)算機(jī)便能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行正常顯示。

6.前端下載軟件存在差錯(cuò)。在大氣成分觀測(cè)業(yè)務(wù)開(kāi)展中，若發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀遠(yuǎn)程監(jiān)控出現(xiàn)報(bào)警，對(duì)其進(jìn)行巡查時(shí)計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)儀均保持正常運(yùn)行狀態(tài)，但是計(jì)算機(jī)的監(jiān)測(cè)儀前端下載軟件存在差錯(cuò)，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正常采集（NSD、PM）。計(jì)算機(jī)做出錯(cuò)誤提醒：運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤“55”，文件已經(jīng)打開(kāi)。那么對(duì)其進(jìn)行判斷分析發(fā)現(xiàn)是前端下載軟件和監(jiān)測(cè)儀在開(kāi)展信息交流業(yè)務(wù)過(guò)程中發(fā)生差錯(cuò)。極有可能是儀器對(duì)軟件所傳送的對(duì)數(shù)據(jù)卡進(jìn)行清空的指令失效，還有可能是存儲(chǔ)卡內(nèi)所保存的數(shù)據(jù)太多，下載時(shí)間太少，進(jìn)而造成儀器無(wú)暇接收后續(xù)數(shù)據(jù)卡清空等指令。此時(shí)需要對(duì)監(jiān)測(cè)儀存儲(chǔ)卡進(jìn)行清除之后，對(duì)儀器進(jìn)行重啟，然后啟動(dòng)前端下載軟件便能夠使數(shù)據(jù)采集恢復(fù)正常。

三、大氣成分觀測(cè)儀器的維護(hù)建議

對(duì)于大氣成本觀測(cè)所用到的儀器以及元器件應(yīng)該安排專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行清潔維護(hù)。維護(hù)人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守儀器維護(hù)操作規(guī)范，依據(jù)儀器操作運(yùn)行時(shí)限的具體要求安排人員更換光盤(pán)、清潔光筒、換濾芯、濾帶膜以及做好數(shù)據(jù)備份等工作，避免因操作失誤而出現(xiàn)故障問(wèn)題。另外，要對(duì)軟件系統(tǒng)經(jīng)常優(yōu)化升級(jí)，增加計(jì)算機(jī)對(duì)監(jiān)測(cè)儀的校時(shí)功能，確保監(jiān)測(cè)儀和計(jì)算機(jī)的時(shí)間相符，防止因?yàn)闀r(shí)間的問(wèn)題影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。再者，在雷暴季節(jié)到來(lái)之前，應(yīng)該對(duì)大氣成分觀測(cè)儀器的防雷裝置進(jìn)行檢查，要確保儀器性能的完好性，避免儀器被雷擊損壞，在強(qiáng)雷暴發(fā)生時(shí)，還應(yīng)該注意關(guān)機(jī)和斷電。

四、結(jié)語(yǔ)

在大氣成分觀測(cè)業(yè)務(wù)開(kāi)展過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)故障問(wèn)題，導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)異常。為此，觀測(cè)人員必要加強(qiáng)操作規(guī)范以及儀器維護(hù)技巧的學(xué)習(xí)，不斷提升操作技能以及故障應(yīng)急處理能力，確保大氣成分觀測(cè)業(yè)務(wù)的高效開(kāi)展。

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作者簡(jiǎn)介：張昊（1988-），男，漢族，山西省大同市靈丘縣人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事地面觀測(cè)工作。endprint