淺析大氣自動站幾點(diǎn)常見問題的處理
摘 要 自動監(jiān)測作為一項(xiàng)新的技術(shù)引入大氣監(jiān)測以來，一改以往人工采樣、做樣既費(fèi)時又費(fèi)力的狀況，使得獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)較之以前有了極大的提高。由于自動監(jiān)測儀器處于不間斷運(yùn)行狀態(tài)。如何確保儀器的正常運(yùn)行便成了大氣自動監(jiān)測日常工作中的一個重要環(huán)節(jié)。本文就日常維護(hù)工作中所遇到的問題及解決方法提出一些自己的看法，并嘗試提出一些改進(jìn)的建議。
美國OnsetHOBO儀器儀表目錄
昆明市是國家劃定的“二氧化硫、酸雨控制區(qū)“(簡稱“兩控區(qū)”)和43個大氣污染防治的重點(diǎn)省會城市之一。為進(jìn)一步加強(qiáng)昆明市的大氣污染防治工作，提高環(huán)境監(jiān)測為政府在環(huán)境管理和污染控制決策服務(wù)的時效性和準(zhǔn)確性，昆明市環(huán)境監(jiān)測中心先后采用美國“大西比” 、“熱電子”兩家公司的設(shè)備完成了“關(guān)上”、“東風(fēng)東路”、“馬街”、“龍泉鎮(zhèn)”四個大氣自動站的建立。自動站建成至今總體運(yùn)行良好，但在巡檢維護(hù)中也遇到了一些問題，其中有的問題具有一定的代表性，下面就維護(hù)工作中常遇到的幾點(diǎn)問題談一下自己的看法。
1 電源系統(tǒng)
大氣自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范要求系統(tǒng)中的大氣自動子站應(yīng)24小時不間斷的運(yùn)行，這勢必對電源系統(tǒng)提出較高的要求，面對可能出現(xiàn)的斷電現(xiàn)象，電源系統(tǒng)應(yīng)能自動復(fù)電，并對可能出現(xiàn)的異常情況(諸如火警、溫度超限等)做出相應(yīng)的反應(yīng)。此外，噪聲干擾也應(yīng)是電源系統(tǒng)必須解決的一個問題。
為保證自動監(jiān)測儀器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，昆明市環(huán)境監(jiān)測中心選用了MDG7100型大氣自動站智能電源系統(tǒng)。該電源系統(tǒng)不但能夠提供整個自動站所需電源，而且還能夠電話遙控開關(guān)機(jī)、超溫及火災(zāi)(煙霧)報(bào)警自動切斷電源，根據(jù)自動站設(shè)備的工作特點(diǎn)，該系統(tǒng)能按時間順序分別提供三路220V／50Hz單相電源：一個不延時、不穩(wěn)壓的備用電源；兩個可分別在0～l0min范圍內(nèi)調(diào)整接通時間的、并經(jīng)過穩(wěn)壓的電源，提供給儀表、計(jì)算機(jī)和泵等分別使用。經(jīng)過半年多的運(yùn)行，該電源系統(tǒng)總體運(yùn)行良好，但其間斷電后不能自動復(fù)位的現(xiàn)象便出現(xiàn)了好幾次。通過查看電源系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們了解到該系統(tǒng)在電網(wǎng)與電源系統(tǒng)之間使用了第一級時間繼電器，而電源系統(tǒng)與儀器之間則通過另兩個時間繼電器實(shí)現(xiàn)了二級通斷。通過第一級繼電器的延時作用，降低了恢復(fù)通電時較高電壓對系統(tǒng)的沖擊。在延遲了一段時間后，通過電源系統(tǒng)輸出相對穩(wěn)定的電壓對儀器供電，同時還可防止因短時頻繁通斷電對系統(tǒng)造成的損壞。
因此它的好壞直接關(guān)系到電源系統(tǒng)工作與否。既然一級時間繼電器是與電網(wǎng)電源直接相連，電網(wǎng)電源接通后，智能電源系統(tǒng)的自動開機(jī)便交由一級時間繼電器控制。自動開機(jī)失控，故障也許就出在延時接通電路部分。通過查閱電源系統(tǒng)說明書，我們也得到了一級時間繼電器出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致電源系統(tǒng)工作不正常的說明。我們據(jù)此初步斷定問題出在了一級時間繼電器上，為了進(jìn)一步確定故障所在，我們對兩臺相同電源系統(tǒng)復(fù)電時第一級時間繼電器的運(yùn)行 作對比，對比顯示，時間繼電器正常工作時面板上的“UP”和“ON”兩個指示燈都應(yīng)點(diǎn)亮(“ON”為電網(wǎng)對繼電器的供電狀態(tài)指示，“UP”為繼電器工作的狀態(tài)指示)，而出現(xiàn)問題的電源系統(tǒng)的繼電器開關(guān)“UP”指示燈并沒點(diǎn)亮，接下來我們又改變了相應(yīng)的延時設(shè)置，還是模擬斷電后復(fù)電的情況，這次我們發(fā)現(xiàn)在沒有延時的情況下，故障電源系統(tǒng)的二級時間繼電器直接就開始工作了，對比實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了我們的判斷，正是由于該時間繼電器的延時部分損壞導(dǎo)致了斷電后無法實(shí)現(xiàn)自動復(fù)位現(xiàn)象的發(fā)生。問題根源找到后，我們更換了該部件，之后電源系統(tǒng)一切恢復(fù)正常。
電源系統(tǒng)中另一個容易被忽視的問題是電氣噪聲干擾，電氣噪聲可以由電源線路本身產(chǎn)生，也可以由電子電氣設(shè)備產(chǎn)生。它一般有兩種類型，一種是電磁干擾，它是輸電線路中產(chǎn)生的。另一種是射頻干擾，它是由電氣設(shè)備中的元、器件產(chǎn)生的[1]。對于這個問題除非表現(xiàn)得很嚴(yán)重，否則很難意識到它的存在。而這其中更為困難的是，由于其特殊性，我們往往很難把出現(xiàn)的問題與之聯(lián)系起來。我們就曾遇到過斷電后MODEM無法撥通，必須到子站重啟方能正常使用的情況。對這一現(xiàn)象，我們首先想到的當(dāng)然是MODEM的損壞；，但對該MODEM檢查后并沒發(fā)現(xiàn)有任何損壞。另外，此現(xiàn)象的發(fā)生也不頻繁，并且重啟后便能恢復(fù)正常，于是MODEM損壞的可能便被排出。但最終在對相關(guān)線路的檢查中，我們發(fā)現(xiàn)了MODEM電源接入與采樣泵共用一個插座，會不會是采樣泵的開啟對MODEM產(chǎn)生了沖擊?抱著疑問我們改動了MODEM的接入相，將MODEM的電源接入另外的插座。至此問題得以解決。
我們分析出現(xiàn)上述情況的原因，正如我們所分析的，采樣泵的工作處于時斷時開的狀態(tài)，且它的接通將產(chǎn)生較大的瞬時啟動電流，相對于
分析儀器需要相對穩(wěn)定的電源供應(yīng)而言，這勢必造成巨大的影響。而子站中安裝的計(jì)算機(jī)、MODEM相對來說更易受到噪聲的干擾。因此，這一沖擊導(dǎo)致了MODEM的死機(jī)，可見儀器分相接入的重要。MDG7100采用三路單相電源輸出，其中的兩路可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓延時輸出。這便為我們的分相接入提供了必要的條件，假設(shè)A、B為帶延時輸出的兩相，我們應(yīng)將儀器接于A相，采樣泵則應(yīng)接到B相，B相電源先啟動，A相電源延遲啟動。這樣做的目的除實(shí)現(xiàn)了分相接入，又避免了電網(wǎng)電壓對儀器的直接沖擊。鑒于上述原因，計(jì)算機(jī)、MODEM也應(yīng)接入A相。正是由于電噪聲的特殊性，我們往往很難直接判斷出問題的原因，因此在自動站儀器維護(hù)、維修的過程中，因充分考慮電噪聲造成的影響，才能防范于未然。
2 廢氣排放改造 “關(guān)上”子站是昆明市環(huán)境監(jiān)測中心最早建立的采用美國大西比儀器的站點(diǎn)。子站建成的最初幾月，昆明正值秋冬時節(jié)，氣溫相對較低，所以儀器的運(yùn)行相對穩(wěn)定，未發(fā)生不正常的現(xiàn)象，但隨著天氣的日漸變暖，已不時出現(xiàn)儀器溫度升高影響到正常運(yùn)行的情況，每次子站巡檢，打開站房門便是一股熱浪，刺鼻的氣味隨之而來，進(jìn)到站房內(nèi)部感覺更是明顯，特別到了下午，溫度更高，有的儀器已到了不得不取下機(jī)殼拉出機(jī)箱以降低溫度的地步。進(jìn)入夏季溫度進(jìn)一步升高，儀器的正常運(yùn)行得不到保障，NOx
分析儀cooler板溫度就曾高出常范圍10多攝氏度，出現(xiàn)了實(shí)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，通過分別在早晨和下午較低溫度和較高溫度下兩次校標(biāo)，同樣在儀器顯示通過的情況下，我們觀察到溫度較高條件下校標(biāo)后儀器所得明顯高于正常溫度下校標(biāo)后所得數(shù)據(jù)，可見溫度對于儀器的正常運(yùn)行是至關(guān)重要的。
NOx的分析本就是在高溫的環(huán)境下進(jìn)行，它內(nèi)部催化還原室溫度正常范圍為280℃～290℃之間，這么高的溫度如果沒有正常的冷卻，儀器分析必將受到影響。會不會是溫度過高導(dǎo)致了前述的一系列問題?對比隨后建成的使用“熱電子”儀器的子站，我們明顯感覺到這幾個站房的溫度都能保持在20℃——28℃內(nèi)，相比之下，“關(guān)上”子站站房內(nèi)溫度確實(shí)過高。分析出現(xiàn)的現(xiàn)象，我們認(rèn)為正是由于加裝了廢氣排放管路，使用“熱電子”儀器的站房的溫度才能維持正常，“關(guān)上”子站溫度的異常正是由于室內(nèi)聚集的廢氣不能及時的排出，廢氣聚集到一定程度，較為密封的室內(nèi)環(huán)境所致�！瓣P(guān)上”子站室內(nèi)溫度的升高最終造成了儀器工作的不正常。
分析了故障的原因，我們認(rèn)為只要廢氣得以及時排出，溫度升高的問題就能解決，溫度降低了，儀器運(yùn)行不正常的現(xiàn)象也可解決了。于是我們決定對關(guān)上子站進(jìn)行改造�？紤]到儀器每次產(chǎn)生的廢氣量并不是很大，溫度的升高只是累積的結(jié)果，因此我們決定采用分時段排氣的方法，同時這也能滿足站房相對密封的要求。為實(shí)現(xiàn)分時段的功能，我們買來了10段定時控制器，該控制器能分別對被控制器進(jìn)行一天10次開關(guān)控制，被控制器我們選用了換氣扇，該換氣扇工作時平時關(guān)閉的扇片將被打開，而停止工作時則處于關(guān)閉狀態(tài)，安裝后，該套設(shè)備便投入了使用。針對昆明氣候的特點(diǎn)，我們將控制器下午開啟的次數(shù)增多，每次運(yùn)行15分鐘。改造運(yùn)行至今，關(guān)上子站的溫度始終能維持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，儀器運(yùn)行也恢復(fù)了正常，運(yùn)行結(jié)果證明我們的改造是成功的。
3 結(jié)論 綜上所述，“電源”和“站房環(huán)境”在大氣自動站的正常運(yùn)行中已占到了非常重要的位置。特別是其中容易被忽視的電氣噪聲干擾，由于其特殊性和隱蔽性，我們很難將故障的發(fā)生與之相聯(lián)系，前文中所述問題發(fā)生到解決的過程使我們深刻認(rèn)識到，只有遵循相關(guān)規(guī)范才能從根本上最大限度的杜絕它的發(fā)生：“站房環(huán)境”是否達(dá)到儀器正常運(yùn)行所需的要求，這也可能影響到儀器的正常運(yùn)行，通過對站房的適當(dāng)改造，使子站內(nèi)部環(huán)境近可能滿足儀器正常運(yùn)行時環(huán)境要求，將能有效的減少環(huán)境因素對儀器造成的影響，也能降低儀器發(fā)生故障的機(jī)會。
業(yè)務(wù)：