自動(dòng)氣象站維護(hù)及普通故障排查方法

紀(jì)春艷，公芙萍

（山西省臨汾市氣象局，山西 臨汾 041000）

地面氣象觀測(cè)技術(shù)已由人工儀器觀測(cè)向自動(dòng)化采集邁進(jìn)，了解自動(dòng)氣象站的工作原理，熟悉自動(dòng)站的維護(hù)和故障排查方法，對(duì)保障自動(dòng)站正常運(yùn)行從而保證業(yè)務(wù)正常運(yùn)行具有重要的意義。

1 自動(dòng)氣象站工作原理

自動(dòng)氣象站由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)、電源和通信網(wǎng)絡(luò)等組成。它的工作原理是：傳感器把氣象要素的變化情況通過數(shù)據(jù)采集器預(yù)處理后，形成各個(gè)氣象要素的實(shí)時(shí)值，經(jīng)過通信接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，監(jiān)控軟件負(fù)責(zé)在屏幕上顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，測(cè)報(bào)軟件負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，完成編發(fā)報(bào)文、編制報(bào)表、格式轉(zhuǎn)換、形成上傳文件、數(shù)據(jù)打印等任務(wù)，通訊組網(wǎng)接口軟件負(fù)責(zé)把需要上傳的文件通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行恼?。見圖1，從其工作原理可以看出，傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)氣象站的重要環(huán)節(jié)，維護(hù)要從此入手。

圖1 自動(dòng)氣象站工作原理

2 自動(dòng)氣象站維護(hù)

2.1 傳感器的定期檢查維護(hù)

2.1.1 風(fēng)向、風(fēng)速傳感器

觀察風(fēng)杯和風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、平穩(wěn)，如有異常要馬上進(jìn)行處理，正常情況下，每年應(yīng)清洗1次傳感器軸承。在冰雹、雷電、大風(fēng)等天氣過后要仔細(xì)檢查風(fēng)傳感器有無受損；在冬季有冰凍或出現(xiàn)雨凇、霧凇、降雪時(shí)，要注意風(fēng)傳感器感應(yīng)部分是否凍結(jié)或轉(zhuǎn)動(dòng)異常。

2.1.2 溫、濕度傳感器的維護(hù)

溫、濕度傳感器安裝在百葉箱內(nèi)，百葉箱要定期清洗保持清潔。對(duì)溫、濕度傳感器也要定期進(jìn)行檢查，溫、濕度傳感器的頭部有保護(hù)罩防止感應(yīng)元件被塵埃污染，若發(fā)現(xiàn)傳感器防護(hù)罩內(nèi)的濾紙有灰塵時(shí)，要輕輕旋下防護(hù)罩，用干軟毛刷輕輕刷去灰塵。每月應(yīng)用軟毛刷清掃防塵罩，不要用手或不清潔的物體接觸溫濕傳感器的護(hù)罩，不能使用的應(yīng)及時(shí)更換。大風(fēng)、大雨過后，要及時(shí)檢查百葉箱內(nèi)有無積水；冬季降雪或有雨凇、霧凇待時(shí)，也要及時(shí)清除百葉箱內(nèi)外凍結(jié)物，保證自然通風(fēng)良好。

2.1.3 氣壓傳感器的維護(hù)

氣壓傳感器安裝在采集器箱內(nèi)，在日常維護(hù)中只需定期檢查通氣孔是否暢通，不得有異物和污染，使其保持與周圍環(huán)境空氣一致。每月應(yīng)把緩沖盒分子篩取出，其干燥后再置于盒中，并密封好。

2.1.4 雨量傳感器的維護(hù)

雨量筒的進(jìn)水漏斗孔易被灰塵、樹葉、草葉、昆蟲等堵塞過濾網(wǎng)，造成雨量誤測(cè)或缺測(cè)。巡視儀器時(shí)發(fā)現(xiàn)異物要及時(shí)清除，必要時(shí)可用細(xì)絲將漏斗孔疏通，保證雨水順利進(jìn)入翻斗。每月應(yīng)拆下雨量外筒進(jìn)行檢查和清洗，保證安裝牢固，器口水平。清洗時(shí)要斷開雨量傳感器的電纜，翻斗內(nèi)壁嚴(yán)禁用手擦拭，以免沾上油污。

2.1.5 地溫傳感器維護(hù)

（1）地溫場(chǎng)要保持疏松、平整、無草，地面溫度傳感器的探頭部分應(yīng)一半在土中，一半在空氣中，埋入土中的感應(yīng)部分與土壤要緊密接觸，不可留有空隙，露在空氣中的部分要保持清潔，不得有雜物或雨露。淺層地溫安裝支架的零標(biāo)志線要與地面齊平，雨后要及時(shí)對(duì)地溫場(chǎng)進(jìn)行疏松、平整。

（2）每月或雨后、雪融后應(yīng)檢查深層地溫硬橡膠套管內(nèi)是否有積水，如有積水，應(yīng)用頭部綁有棉花或海綿的竹竿插入管內(nèi)將水吸干，如發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)經(jīng)常積水，要及時(shí)進(jìn)行維修。

2.2 外轉(zhuǎn)接盒的維護(hù)

每班儀器巡視時(shí)，要檢查外轉(zhuǎn)接盒的密封性是否完好，接入及接出的數(shù)據(jù)線是否正常。

2.3 數(shù)據(jù)采集器的維護(hù)

（1）定期用毛刷清理采集器的灰塵，不要帶電開啟采集器機(jī)箱以及拔插電纜。

（2）每天檢查采集器與計(jì)算機(jī)、外轉(zhuǎn)接盒的連接是否松動(dòng)、是否正確，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)或錯(cuò)誤及時(shí)更正。

（3）發(fā)現(xiàn)采集器數(shù)據(jù)異常應(yīng)及時(shí)對(duì)采集器復(fù)位，如果復(fù)位不能解決，要對(duì)采集器內(nèi)存進(jìn)行清除。

2.4 供電系統(tǒng)的維護(hù)

（1）當(dāng)電池電壓低于11 V時(shí)，供電系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，并及時(shí)充電。

（2）UPS應(yīng)每個(gè)月放電1次，當(dāng)UPS右側(cè)電量標(biāo)示降到20%（只有兩個(gè)燈亮）時(shí)，UPS連續(xù)報(bào)警，此時(shí)應(yīng)立即停止放電，并及時(shí)充滿電。

2.5 計(jì)算機(jī)的維護(hù)

（1）注意開機(jī)順序。開機(jī)順序：供電系統(tǒng)——UPS電源——數(shù)據(jù)采集器——計(jì)算機(jī)。

關(guān)機(jī)順序：計(jì)算機(jī)——采集器——UPS電源——供電系統(tǒng)。

（2）計(jì)算機(jī)連續(xù)工作72 h后，必須關(guān)機(jī)1次，重新啟動(dòng)，以便消除系統(tǒng)電子碎片。

（3）盡量不要在計(jì)算機(jī)讀寫數(shù)據(jù)時(shí)關(guān)機(jī)。

（4）50至整點(diǎn)時(shí)間內(nèi)不可對(duì)時(shí)、不能修改時(shí)間，避免丟失整點(diǎn)數(shù)據(jù)。

（5）降雨時(shí)不可對(duì)時(shí)、不可修改時(shí)間，避免丟失累計(jì)的雨量數(shù)據(jù)。

2.6 通信網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)

局域網(wǎng)中出現(xiàn)的故障大部分與網(wǎng)卡和網(wǎng)線接觸不良有關(guān)，局域網(wǎng)中，傳輸?shù)亩际且恍┤跣盘?hào)，如果操作稍有不當(dāng)或者路由器電源的零地電壓不對(duì)，會(huì)造成數(shù)據(jù)包經(jīng)常丟失，做PING連接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞。我們?cè)谑褂镁W(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，要經(jīng)常定期地檢查電源的零地電壓和網(wǎng)線的接頭情況，否則將會(huì)給我們的工作帶來很大的麻煩。

2.7 防雷設(shè)施的維護(hù)

（1）每年雨季前對(duì)觀測(cè)場(chǎng)、測(cè)報(bào)室及所有儀器的接地線進(jìn)行一次檢查，并對(duì)地阻進(jìn)行測(cè)試，把地阻控制在4 Ω以內(nèi)，發(fā)現(xiàn)地線有脫落或虛接的應(yīng)及時(shí)連接好。

（2）觀測(cè)場(chǎng)、值班室內(nèi)新增儀器設(shè)備，應(yīng)對(duì)金屬外殼做接地處理，接地線應(yīng)并入統(tǒng)一地網(wǎng)，并入地網(wǎng)時(shí)若用電焊連接，則焊接前應(yīng)摘掉觀測(cè)場(chǎng)、值班室內(nèi)所有儀器的接地線，否則將損壞儀器設(shè)備。

（3）數(shù)據(jù)采集對(duì)零地電壓要求嚴(yán)格，一般不超過2 V，零地電壓過高會(huì)影響到采集器的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還會(huì)影響到分鐘數(shù)據(jù)的正常卸載，我們?cè)谄挚h氣象站的一次故障排除中就遇到分鐘數(shù)據(jù)時(shí)有時(shí)無，不能正常卸載，在排除了其他硬件及軟件故障后，發(fā)現(xiàn)采集器的零地電壓竟為80 V，把地線重新接地后故障排除。

3 自動(dòng)氣象站故障排查方法

3.1 替換法

替換法是常見的快速有效的方法，使用當(dāng)前好的備用件把可疑的器件進(jìn)行替換，找出問題所在。

3.2 排除法

如果對(duì)問題的位置沒有把握，則可以先從能確定沒有問題的設(shè)備入手，逐漸排除好的設(shè)備，經(jīng)過逐一排除，剩余的就是有問題的設(shè)備了。

3.3 測(cè)試法

用儀表（最常用的是萬用表）對(duì)懷疑的設(shè)備進(jìn)行電阻、電壓等要素的測(cè)試，從而找出故障位置，更換損壞的零件。此方法在檢查儀器故障的時(shí)候經(jīng)常用到，并且效率高、效果好。