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摘 要：本文主要根據山西省大同市气象局大气成分观测实际，对观测中常见的问题分析，并提出相关处理措施，给出大气成分观测仪器维护建议，以供相关部门参考借鉴。
关键词：大气成分；观测；常见问题；分析处理
近年来，随着我国的社会经济的飞速发展，城市大气环境污染问题也日益突出。空气质量问题事关人类健康和生存，一直是人们关心的热点。尤其北方地区持续出现大范围的雾霾天气，大同市的雾霾天气也频繁出现，大气污染问题再度引起了社会各个部门的高度关注。而大气成分观测数据能够为地方政府以及环保部门开展对污染措施的制定以及大气环境的改善提供重要指导依据。所以，做好大气成分观测业务就显得十分重要。当前，我国经常用到的大气成分观测仪器为GRIMM180颗粒物监测仪。该仪器的使用在很大程度上提升大气成观测资料的有效性和完整性。但是，该仪器的长期使用也会出现一些故障问题，本文着重对大气成分观测中的常见问题进行分析，并提出科学有效的应对措施，以确保大气成分观测业务的顺利开展。
一、观测仪系统结构和工作原理
1.系统结构。GRIMM180颗粒物监测仪系统结构主要硬件和软件两部分构成，其中硬件部分包括主机、温湿度传感器、采样管及其连接件、数据线、防漏杯以及数据卡等，其主要凭借数据线和计算机保持连接。软件系统部分包括采集数据软件、质控信息软件、前端数据下载软件以及传输数据软件，所采集到的数据为PM1、PM2.5、PM10以及数浓度NSD。
2.工作原理。GRIMM180颗粒物监测仪主要是利用恒定流量凭借仪器抽气泵把环境空气吸到测量室，随后半导体激光源凭借高频率形成激光脉冲。若在某一个是时间段，测量室内无颗粒物，那么激光便透过样品室有吸收井进行吸收；若有颗粒物分布，那么激光对其照射会形成散射，而后通过反射境（和激光照射方向形成90°角）聚集之后至对应的检测器，在结合该检测装置所接收到脉冲信号的强弱以及频次等信息，获取颗粒物的数量以及所属粒径范围，最后得到颗粒物的浓度。
二、常见问题分析处理
1.温湿度数据异常。大气成分观测过程中，温湿度传感器有时也会出现故障。一是温湿度传感器所观测到的温度数据长时间保持固定不变。通过检查发现温湿度传感器故障，更换后，温度数据观测恢复正常状态；二是湿度数据存在偏差。通过查看发现温湿度传感器采集的湿度数据和自动站所观测到的湿度值偏差，湿度数据偏低，且除湿泵停止工作。通过对主机查看，加载模拟采样头，发现主机运行正常，可能是温湿度传感器故障。对其检测发现温湿度传感器没有受损，这是由于仪器内设置的除湿启动值是40%。当温湿度传感器观测到的环境湿度≤40%时，那么除湿泵会停止工作。在短时间内无备用仪器进行换取的时候，可以把除湿阈值设置为0，也就是说除湿属于常开状态，确保仪器以及时恢复正常工作，等到温湿度传感器进行换取之后，再对除湿阈值重新设定，使湿度数据观测恢复正常。
2.采样泵故障问题。在观测业务开展中，若监测仪远程监控系统出现报警，对监测仪进行检查时发现屏幕上做出以下提升“AIR PUMP PROBLEM CURRENT TOO HIGH”，也就是说空气泵脉冲电压太高。这个时候同样需要先查看主机，并加载模拟采样头。自检依然未成功，表明主机存在故障问题；查看主机采样系统，并对采样泵进行检测，发现采样泵出现受到损坏，此时对采样泵进行换新之后，则大气监测仪恢复正常运行状态。
3.除湿泵故障问题。在大气成分观测工作中，对检测仪进行巡检时发现，屏幕英文做出提示“VACUUM NOT LK！PLEASE CHECK”，除湿系统的负压存在异常，有报警提醒；开机进行检查时显示“Self test not ok”，仪器工作时，“D ryer”始终为红色，。对主机进行查看，加载模拟采样头。自检依然未成功，这表明主机发生了故障问题；查看主机除湿系统，并对除湿泵进行监测，发现除湿泵出现了损坏，此时换取新的除湿泵之后，观测业务恢复正常。
4.升降杆接触黄片故障问题。在对监测仪进行维护时，若开机以后仪器显示屏幕上出现“Self Test lift not ok”，则表示自检没有成功。此时需要对问题进行认真剖析，查看主机，并加载模拟采样头。自检依然未成功，则表明主机存在故障问题。查看主机采样管升降系统，发现升级扳手柄处于主机箱内的感应接触簧片出现断裂现象。对簧片进行换取之后，则仪器运行恢复到正常状况。
5.计算机CP-10ULV2卡故障问题。在大气成分观测中，若监测仪以及计算机均保持正常运行状态，但是计算机却没有采集数据显示。则表明监测仪连接数据线路或者是CP-10ULV2卡存在故障问题，通过对二者进行检测，发现是CP-10ULV2卡出现了损坏，有可能是雷击造成的损坏，对其进行换新之后，计算机便能够对采集数据进行正常显示。
6.前端下载软件存在差错。在大气成分观测业务开展中，若发现监测仪远程监控出现报警，对其进行巡查时计算机和监测仪均保持正常运行状态，但是计算机的监测仪前端下载软件存在差错，无法对数据进行正常采集（NSD、PM）。计算机做出错误提醒：运行时错误“55”，文件已经打开。那么对其进行判断分析发现是前端下载软件和监测仪在开展信息交流业务过程中发生差错。极有可能是仪器对软件所传送的对数据卡进行清空的指令失效，还有可能是存储卡内所保存的数据太多，下载时间太少，进而造成仪器无暇接收后续数据卡清空等指令。此时需要对监测仪存储卡进行清除之后，对仪器进行重启，然后启动前端下载软件便能够使数据采集恢复正常。
三、大气成分观测仪器的维护建议
对于大气成本观测所用到的仪器以及元器件应该安排专门人员进行清洁维护。维护人员应该严格遵守仪器维护操作规范，依据仪器操作运行时限的具体要求安排人员更换光盘、清洁光筒、换滤芯、滤带膜以及做好数据备份等工作，避免因操作失误而出现故障问题。另外，要对软件系统经常优化升级，增加计算机对监测仪的校时功能，确保监测仪和计算机的时间相符，防止因为时间的问题影响观测数据的准确性。再者，在雷暴季节到来之前，应该对大气成分观测仪器的防雷装置进行检查，要确保仪器性能的完好性，避免仪器被雷击损坏，在强雷暴发生时，还应该注意关机和断电。
四、结语
在大气成分观测业务开展过程中，难免会出现各类故障问题，导致观测数据异常。为此，观测人员必要加强操作规范以及仪器维护技巧的学习，不断提升操作技能以及故障应急处理能力，确保大气成分观测业务的高效开展。
参考文献：
[1]袁婧，王楠. GRIMM180仪器常见故障分析及处理技巧[J].农业科技与信息，2016（26）.
[2]田红卫；高娟；大气成分监测仪器常见故障排除和维护技巧 [A]；第27届中国气象学会年会大气物理学与大气环境分会场论文集[C]；2010年.
作者简介：张昊（1988-），男，汉族，山西省大同市灵丘县人，本科学历，助理工程师，从事地面观测工作。
关键词：大气成分；观测；常见问题；分析处理
近年来，随着我国的社会经济的飞速发展，城市大气环境污染问题也日益突出。空气质量问题事关人类健康和生存，一直是人们关心的热点。尤其北方地区持续出现大范围的雾霾天气，大同市的雾霾天气也频繁出现，大气污染问题再度引起了社会各个部门的高度关注。而大气成分观测数据能够为地方政府以及环保部门开展对污染措施的制定以及大气环境的改善提供重要指导依据。所以，做好大气成分观测业务就显得十分重要。当前，我国经常用到的大气成分观测仪器为GRIMM180颗粒物监测仪。该仪器的使用在很大程度上提升大气成观测资料的有效性和完整性。但是，该仪器的长期使用也会出现一些故障问题，本文着重对大气成分观测中的常见问题进行分析，并提出科学有效的应对措施，以确保大气成分观测业务的顺利开展。
一、观测仪系统结构和工作原理
1.系统结构。GRIMM180颗粒物监测仪系统结构主要硬件和软件两部分构成，其中硬件部分包括主机、温湿度传感器、采样管及其连接件、数据线、防漏杯以及数据卡等，其主要凭借数据线和计算机保持连接。软件系统部分包括采集数据软件、质控信息软件、前端数据下载软件以及传输数据软件，所采集到的数据为PM1、PM2.5、PM10以及数浓度NSD。
2.工作原理。GRIMM180颗粒物监测仪主要是利用恒定流量凭借仪器抽气泵把环境空气吸到测量室，随后半导体激光源凭借高频率形成激光脉冲。若在某一个是时间段，测量室内无颗粒物，那么激光便透过样品室有吸收井进行吸收；若有颗粒物分布，那么激光对其照射会形成散射，而后通过反射境（和激光照射方向形成90°角）聚集之后至对应的检测器，在结合该检测装置所接收到脉冲信号的强弱以及频次等信息，获取颗粒物的数量以及所属粒径范围，最后得到颗粒物的浓度。
二、常见问题分析处理
1.温湿度数据异常。大气成分观测过程中，温湿度传感器有时也会出现故障。一是温湿度传感器所观测到的温度数据长时间保持固定不变。通过检查发现温湿度传感器故障，更换后，温度数据观测恢复正常状态；二是湿度数据存在偏差。通过查看发现温湿度传感器采集的湿度数据和自动站所观测到的湿度值偏差，湿度数据偏低，且除湿泵停止工作。通过对主机查看，加载模拟采样头，发现主机运行正常，可能是温湿度传感器故障。对其检测发现温湿度传感器没有受损，这是由于仪器内设置的除湿启动值是40%。当温湿度传感器观测到的环境湿度≤40%时，那么除湿泵会停止工作。在短时间内无备用仪器进行换取的时候，可以把除湿阈值设置为0，也就是说除湿属于常开状态，确保仪器以及时恢复正常工作，等到温湿度传感器进行换取之后，再对除湿阈值重新设定，使湿度数据观测恢复正常。
2.采样泵故障问题。在观测业务开展中，若监测仪远程监控系统出现报警，对监测仪进行检查时发现屏幕上做出以下提升“AIR PUMP PROBLEM CURRENT TOO HIGH”，也就是说空气泵脉冲电压太高。这个时候同样需要先查看主机，并加载模拟采样头。自检依然未成功，表明主机存在故障问题；查看主机采样系统，并对采样泵进行检测，发现采样泵出现受到损坏，此时对采样泵进行换新之后，则大气监测仪恢复正常运行状态。
3.除湿泵故障问题。在大气成分观测工作中，对检测仪进行巡检时发现，屏幕英文做出提示“VACUUM NOT LK！PLEASE CHECK”，除湿系统的负压存在异常，有报警提醒；开机进行检查时显示“Self test not ok”，仪器工作时，“D ryer”始终为红色，。对主机进行查看，加载模拟采样头。自检依然未成功，这表明主机发生了故障问题；查看主机除湿系统，并对除湿泵进行监测，发现除湿泵出现了损坏，此时换取新的除湿泵之后，观测业务恢复正常。
4.升降杆接触黄片故障问题。在对监测仪进行维护时，若开机以后仪器显示屏幕上出现“Self Test lift not ok”，则表示自检没有成功。此时需要对问题进行认真剖析，查看主机，并加载模拟采样头。自检依然未成功，则表明主机存在故障问题。查看主机采样管升降系统，发现升级扳手柄处于主机箱内的感应接触簧片出现断裂现象。对簧片进行换取之后，则仪器运行恢复到正常状况。
5.计算机CP-10ULV2卡故障问题。在大气成分观测中，若监测仪以及计算机均保持正常运行状态，但是计算机却没有采集数据显示。则表明监测仪连接数据线路或者是CP-10ULV2卡存在故障问题，通过对二者进行检测，发现是CP-10ULV2卡出现了损坏，有可能是雷击造成的损坏，对其进行换新之后，计算机便能够对采集数据进行正常显示。
6.前端下载软件存在差错。在大气成分观测业务开展中，若发现监测仪远程监控出现报警，对其进行巡查时计算机和监测仪均保持正常运行状态，但是计算机的监测仪前端下载软件存在差错，无法对数据进行正常采集（NSD、PM）。计算机做出错误提醒：运行时错误“55”，文件已经打开。那么对其进行判断分析发现是前端下载软件和监测仪在开展信息交流业务过程中发生差错。极有可能是仪器对软件所传送的对数据卡进行清空的指令失效，还有可能是存储卡内所保存的数据太多，下载时间太少，进而造成仪器无暇接收后续数据卡清空等指令。此时需要对监测仪存储卡进行清除之后，对仪器进行重启，然后启动前端下载软件便能够使数据采集恢复正常。
三、大气成分观测仪器的维护建议
对于大气成本观测所用到的仪器以及元器件应该安排专门人员进行清洁维护。维护人员应该严格遵守仪器维护操作规范，依据仪器操作运行时限的具体要求安排人员更换光盘、清洁光筒、换滤芯、滤带膜以及做好数据备份等工作，避免因操作失误而出现故障问题。另外，要对软件系统经常优化升级，增加计算机对监测仪的校时功能，确保监测仪和计算机的时间相符，防止因为时间的问题影响观测数据的准确性。再者，在雷暴季节到来之前，应该对大气成分观测仪器的防雷装置进行检查，要确保仪器性能的完好性，避免仪器被雷击损坏，在强雷暴发生时，还应该注意关机和断电。
四、结语
在大气成分观测业务开展过程中，难免会出现各类故障问题，导致观测数据异常。为此，观测人员必要加强操作规范以及仪器维护技巧的学习，不断提升操作技能以及故障应急处理能力，确保大气成分观测业务的高效开展。
参考文献：
[1]袁婧，王楠. GRIMM180仪器常见故障分析及处理技巧[J].农业科技与信息，2016（26）.
[2]田红卫；高娟；大气成分监测仪器常见故障排除和维护技巧 [A]；第27届中国气象学会年会大气物理学与大气环境分会场论文集[C]；2010年.
作者简介：张昊（1988-），男，汉族，山西省大同市灵丘县人，本科学历，助理工程师，从事地面观测工作。