马山县大气负离子观测站设备的维护和维修

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摘要：【摘 要】文章介绍了马山县大气负离子观测站的硬件结构，包括大气负离子监测系统和太阳能供电系统，同时探讨了大气负离子观测站设备的日常维护和常见故障维修，为台站维修人员提供了有力保障。 【关键词】大气负离子;观测站;系统结构;维护维修;马山 0 引言

　　【摘 要】文章介绍了马山县大气负离子观测站的硬件结构，包括大气负离子监测系统和太阳能供电系统，同时探讨了大气负离子观测站设备的日常维护和常见故障维修，为台站维修人员提供了有力保障。

　　【关键词】大气负离子;观测站;系统结构;维护维修;马山

　　0 引言

　　空气是由无数个分子组成的，由于自然界的紫外线、宇宙射线、土壤和空气放射线的作用，有些空气分子被电离而成为自由电子，大部分自由电子被氧气所获取，导致氧气带负电荷，形成“负氧离子”，也就是我们通常所说的“负离子”[1，2]。

　　负离子有降尘、灭菌、净化空气等作用，因其能提供负电荷，具有较强的抗氧化作用。医学研究表明，负离子具有降解中和空气中的有害气体、调节人体生理机能、消除疲劳、改善睡眠、预防呼吸道疾病、改善心脑血管疾病、降血压、增进人的食欲、增强皮肤弹性及抗衰老等作用，被誉为“空气中的维生素”[3]。

　　由于负离子对人体的健康有重要作用，以及它与大气污染有着密切的相关性，因此大气负离子浓度成为评价空气质量的重要指标。

　　大气负离子观测系统可用于测量单位体积内大气负离子浓度、空气温度和空气相对湿度，能自动、连续、长期、全天候地监测大气负离子浓度变化，它具有测量准确、灵敏度高、环境适应能力强、能长期在野外不间断工作的特点，满足采集高精度和高稳定性的观测数据，能适应气象观测的业务需求。

　　1 大气负离子观测站简介

　　马山县大气负离子观测站引用的是美国Epex系列大气负(氧)离子监测系统(如图1所示)。该系统主要用于测量迁移率K≥0.4 cm2/V·s的小粒径负离子浓度值，也能测量空气温度和相对湿度两个气象要素。马山县大气负离子观测站安装在水锦顺庄景区内，采用GPRS无线通信传输，太阳能供电系统供电，为野外无人值守观测提供了便利。

　　大气负离子观测站由大气负离子监测系统和太阳能供电系统组成。

　　1.1 大气负离子监测系统

　　大气负离子监测系统包括数据采集器、离子传感器、温湿度传感器、无线GPRS通信模块等。该观测系统采用“电容式吸入法”原理[4]进行负离子检测，测量空气中的负离子浓度值。在离子传感器(或称采集筒)的极化板上加载定量的极化电压，再让被测空气按设定的速度匀速通过传感器。空气中特定的小粒径负离子在电场的作用下发生偏转，被采集板所捕获。采集到的负离子负电荷量经过采集器处理，即可计算出负离子的浓度值。

　　大气负离子监测系统采集箱内部结构如图2所示。

　　1.2 太阳能供电系统

　　太阳能是一种干净的可再生新能源，具有无噪声、无污染、无动部件、可靠性高等特点。太阳能供电系统(如图3所示)由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池组组成，其供电系统箱内部组成结構如图4所示。各部件功能介绍如下。

　　(1)太阳能电池组件：太阳能电池组件是太阳能供电系统中的核心部分，其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

　　(2)太阳能控制器：太阳能控制器是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过放电保护和过充电保护的作用。

　　(3)蓄电池组：由4个蓄电池组成，每个蓄电池为100 AH的免维护蓄电池，其作用是在有光照时将太阳能电池组件所供出的电能储存起来，等到需要的时候再释放出来。

　　2 大气负离子观测站日常维护和常见故障维修

　　大气负离子观测站安装在景区，站点附近有较多植被，昆虫较多，而且马山雨量充沛，需定期对站点做好日常维护，如果维护不到位，将会影响大气负离子观测站的正常稳定运行和观测数据的连续性。

　　2.1 日常维护

　　定期对大气负离子观测站进行日常维护，我们一般将设备维护周期定为一个季度一次，做好维护记录，如果发现数据异常时需采取有效措施进行处理，保证设备长期、稳定运行，确保大气负离子观测资料的连续性、可靠性、准确性。日常维护步骤如下。

　　(1)打开大气负离子监测系统机箱，查看设备运行状况。检查主板显示屏状态，显示是否完整，时间运行是否正常，采集数是否在3 000～16 000，空气温度、相对湿度值是否正常。检查通信模块指示灯是否运行正常。

　　(2)清理设备进风口、出风口，注意清理蜘蛛网、昆虫等杂物，保证设备风道通畅。

　　(3)清理采集筒内壁和采集棒之间连接件的灰尘、蜘蛛网等杂物，最好用酒精擦洗并吹干，确保设备的稳定运行。

　　(4)检查风扇运行状况，清理风扇灰尘、杂物等。

　　(5)线缆检查。检查空气开关、浪涌保护器等接线部分连接是否牢固;检查采集器、风扇、极化电压、加热线、数据采集电缆等接线端子连接是否牢固;检查设备通信天线接口是否拧紧。

　　(6)测量电压值。测量电源输入电压是否为220 V，测量电源输出电源是否为12 V，测量极化电压(采集筒与地之间的电压)是否为38 V，测量除湿电压(加热端与地之间的电压)是否在6～12 V。

　　2.2 常见故障维修

　　由于设备长期不间断地在野外工作，因此发生的故障现象复杂多变。现结合日常工作中可能出现的故障进行分析，并给出解决方案。

　　(1)设备屏幕没有点亮。检查输入电压220 V是否正常，检查空开、防雷模块;检查输出电压是否为12 V，检查绿色接线端子是否牢固;如均正常，则需更换主板[5]。

　　(2)设备时间不正确。如果时间能运行，关机后时间又变乱，则更换主板的纽扣电池;如果是设置时间不能正常显示，则是时钟芯片或晶振有问题，需更换主板。

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