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大氣負氧離子氣象監測站由空氣負氧離子濃度傳感器、溫濕度傳感器、數據采集器、無線GPRS通訊模塊和電源控制系統組成。負氧離子監測站能實時測量大氣負氧離子含量（包括正負離子濃度）及空氣溫濕度等氣象要素。系統采用“電容式吸入法"原理進行負離子檢測，測量空氣中的負離子濃度值。在離子傳感器（或稱采集桶、采集筒）的極化板（或稱偏壓板）上加載定量的極化電壓，再讓被測空氣按設定速度勻速通過傳感器。空氣中特定的小粒徑負離子在電場的作用下發生偏轉，被采集板所捕獲。采集到的負離子負電荷量經過采集器的處理，即可計算出負離子的電荷濃度值。

大氣負氧離子氣象監測站降水較多的地區，四周可修建排水溝，以盡可能減少強 降水時造成觀測場內積水。排水溝的寬度約為 30cm-50cm， 深度約為 20cm-30cm，并采取必要的安全措施。應按《地面氣象觀測規范》要求在觀測場附近平坦、開 闊的地方設臵積雪觀測地段。 觀測場內不得安裝裝飾燈。 總體布局 以 15m×15m 大小觀測場為例，由于云能天等觀測項目 尚未實現自動化，目前按照過渡階段觀測場布局安裝儀器設 施，過渡階段觀測場兼顧了今后地面氣象觀測自動化設備布 設，為云、能見度、天氣現象和雪深等自動觀測設備的布設 預留空間；待觀測自動化后按照自動化觀測場布局安裝儀器 設施。輻射觀測儀器必須設臵在觀測場南擴 10m（南北向）× 25m（東西向）地段內，位于觀測場南北中心軸線上，距地 溫場南邊緣垂距約 8m 處，避開支架和儀器陰影對地溫觀測 的直接影響。 GPS/MET 儀器基座不得安裝在觀測場。 臺站沒有的觀測項目，可將其布設位置預留，以便今后 地面氣象觀測自動化發展需要，但不得隨意增加儀器設備。 觀測場內儀器設施的布臵要注意互不影響，便于觀測操 作。各儀器設施東西排列成行（風塔除外），南北布設成列，觀測場四周一般應設大約 1.2m 高的稀疏圍欄。一般只在圍欄立柱處建設基座，基座要保證圍欄安裝的牢固。為了對觀測場地的標識，可在觀測場四周建設完整的基座，其寬度高度均以 15-20cm為宜。