摘 要：本文主要根據(jù)山西省大同市氣象局大氣成分觀測實際，對觀測中常見的問題分析，并提出相關處理措施，給出大氣成分觀測儀器維護建議，以供相關部門參考借鑒。

關鍵詞：大氣成分；觀測；常見問題；分析處理

近年來，隨著我國的社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市大氣環(huán)境污染問題也日益突出。空氣質(zhì)量問題事關人類健康和生存，一直是人們關心的熱點。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)，大氣污染問題再度引起了社會各個部門的高度關注。而大氣成分觀測數(shù)據(jù)能夠為地方政府以及環(huán)保部門開展對污染措施的制定以及大氣環(huán)境的改善提供重要指導依據(jù)。所以，做好大氣成分觀測業(yè)務就顯得十分重要。當前，我國經(jīng)常用到的大氣成分觀測儀器為GRIMM180顆粒物監(jiān)測儀。該儀器的使用在很大程度上提升大氣成觀測資料的有效性和完整性。但是，該儀器的長期使用也會出現(xiàn)一些故障問題，本文著重對大氣成分觀測中的常見問題進行分析，并提出科學有效的應對措施，以確保大氣成分觀測業(yè)務的順利開展。

一、觀測儀系統(tǒng)結構和工作原理

1.系統(tǒng)結構。GRIMM180顆粒物監(jiān)測儀系統(tǒng)結構主要硬件和軟件兩部分構成，其中硬件部分包括主機、溫濕度傳感器、采樣管及其連接件、數(shù)據(jù)線、防漏杯以及數(shù)據(jù)卡等，其主要憑借數(shù)據(jù)線和計算機保持連接。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)境空氣吸到測量室，隨后半導體激光源憑借高頻率形成激光脈沖。若在某一個是時間段，測量室內(nèi)無顆粒物，那么激光便透過樣品室有吸收井進行吸收；若有顆粒物分布，那么激光對其照射會形成散射，而后通過反射境（和激光照射方向形成90°角）聚集之后至對應的檢測器，在結合該檢測裝置所接收到脈沖信號的強弱以及頻次等信息，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、常見問題分析處理

1.溫濕度數(shù)據(jù)異常。大氣成分觀測過程中，溫濕度傳感器有時也會出現(xiàn)故障。一是溫濕度傳感器所觀測到的溫度數(shù)據(jù)長時間保持固定不變。通過檢查發(fā)現(xiàn)溫濕度傳感器故障，更換后，溫度數(shù)據(jù)觀測恢復正常狀態(tài)；二是濕度數(shù)據(jù)存在偏差。通過查看發(fā)現(xiàn)溫濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)和自動站所觀測到的濕度值偏差，濕度數(shù)據(jù)偏低，且除濕泵停止工作。通過對主機查看，加載模擬采樣頭，發(fā)現(xiàn)主機運行正常，可能是溫濕度傳感器故障。對其檢測發(fā)現(xiàn)溫濕度傳感器沒有受損，這是由于儀器內(nèi)設置的除濕啟動值是40%。當溫濕度傳感器觀測到的環(huán)境濕度≤40%時，那么除濕泵會停止工作。在短時間內(nèi)無備用儀器進行換取的時候，可以把除濕閾值設置為0，也就是說除濕屬于常開狀態(tài)，確保儀器以及時恢復正常工作，等到溫濕度傳感器進行換取之后，再對除濕閾值重新設定，使?jié)穸葦?shù)據(jù)觀測恢復正常。

2.采樣泵故障問題。在觀測業(yè)務開展中，若監(jiān)測儀遠程監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)報警，對監(jiān)測儀進行檢查時發(fā)現(xiàn)屏幕上做出以下提升“AIR PUMP PROBLEM CURRENT TOO HIGH”，也就是說空氣泵脈沖電壓太高。這個時候同樣需要先查看主機，并加載模擬采樣頭。自檢依然未成功，表明主機存在故障問題；查看主機采樣系統(tǒng)，并對采樣泵進行檢測，發(fā)現(xiàn)采樣泵出現(xiàn)受到損壞，此時對采樣泵進行換新之后，則大氣監(jiān)測儀恢復正常運行狀態(tài)。

3.除濕泵故障問題。在大氣成分觀測工作中，對檢測儀進行巡檢時發(fā)現(xiàn)，屏幕英文做出提示“VACUUM NOT LK！PLEASE CHECK”，除濕系統(tǒng)的負壓存在異常，有報警提醒；開機進行檢查時顯示“Self test not ok”，儀器工作時，“D ryer”始終為紅色，。對主機進行查看，加載模擬采樣頭。自檢依然未成功，這表明主機發(fā)生了故障問題；查看主機除濕系統(tǒng)，并對除濕泵進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)除濕泵出現(xiàn)了損壞，此時換取新的除濕泵之后，觀測業(yè)務恢復正常。

4.升降桿接觸黃片故障問題。在對監(jiān)測儀進行維護時，若開機以后儀器顯示屏幕上出現(xiàn)“Self Test lift not ok”，則表示自檢沒有成功。此時需要對問題進行認真剖析，查看主機，并加載模擬采樣頭。自檢依然未成功，則表明主機存在故障問題。查看主機采樣管升降系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)升級扳手柄處于主機箱內(nèi)的感應接觸簧片出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。對簧片進行換取之后，則儀器運行恢復到正常狀況。

5.計算機CP-10ULV2卡故障問題。在大氣成分觀測中，若監(jiān)測儀以及計算機均保持正常運行狀態(tài)，但是計算機卻沒有采集數(shù)據(jù)顯示。則表明監(jiān)測儀連接數(shù)據(jù)線路或者是CP-10ULV2卡存在故障問題，通過對二者進行檢測，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，對其進行換新之后，計算機便能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進行正常顯示。

6.前端下載軟件存在差錯。在大氣成分觀測業(yè)務開展中，若發(fā)現(xiàn)監(jiān)測儀遠程監(jiān)控出現(xiàn)報警，對其進行巡查時計算機和監(jiān)測儀均保持正常運行狀態(tài)，但是計算機的監(jiān)測儀前端下載軟件存在差錯，無法對數(shù)據(jù)進行正常采集（NSD、PM）。計算機做出錯誤提醒：運行時錯誤“55”，文件已經(jīng)打開。那么對其進行判斷分析發(fā)現(xiàn)是前端下載軟件和監(jiān)測儀在開展信息交流業(yè)務過程中發(fā)生差錯。極有可能是儀器對軟件所傳送的對數(shù)據(jù)卡進行清空的指令失效，還有可能是存儲卡內(nèi)所保存的數(shù)據(jù)太多，下載時間太少，進而造成儀器無暇接收后續(xù)數(shù)據(jù)卡清空等指令。此時需要對監(jiān)測儀存儲卡進行清除之后，對儀器進行重啟，然后啟動前端下載軟件便能夠使數(shù)據(jù)采集恢復正常。

三、大氣成分觀測儀器的維護建議

對于大氣成本觀測所用到的儀器以及元器件應該安排專門人員進行清潔維護。維護人員應該嚴格遵守儀器維護操作規(guī)范，依據(jù)儀器操作運行時限的具體要求安排人員更換光盤、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)故障問題。另外，要對軟件系統(tǒng)經(jīng)常優(yōu)化升級，增加計算機對監(jiān)測儀的校時功能，確保監(jiān)測儀和計算機的時間相符，防止因為時間的問題影響觀測數(shù)據(jù)的準確性。再者，在雷暴季節(jié)到來之前，應該對大氣成分觀測儀器的防雷裝置進行檢查，要確保儀器性能的完好性，避免儀器被雷擊損壞，在強雷暴發(fā)生時，還應該注意關機和斷電。

四、結語

在大氣成分觀測業(yè)務開展過程中，難免會出現(xiàn)各類故障問題，導致觀測數(shù)據(jù)異常。為此，觀測人員必要加強操作規(guī)范以及儀器維護技巧的學習，不斷提升操作技能以及故障應急處理能力，確保大氣成分觀測業(yè)務的高效開展。

參考文獻：

[1]袁婧，王楠. GRIMM180儀器常見故障分析及處理技巧[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2016（26）.

[2]田紅衛(wèi)；高娟；大氣成分監(jiān)測儀器常見故障排除和維護技巧 [A]；第27屆中國氣象學會年會大氣物理學與大氣環(huán)境分會場論文集[C]；2010年.

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