自動(dòng)氣象觀測站故障診斷與處理

（1大連旅順口區(qū)氣象局，遼寧 大連 116041;2錦州市氣象局，遼寧 錦州 121001;

3大連市氣象局，遼寧 大連 "116000;4盤錦市氣象局，遼寧 盤錦 124011）

摘 要：自動(dòng)氣象觀測站是比較先進(jìn)的地面氣象遙測系統(tǒng)，在提高地面氣象觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性等方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，而且能減輕業(yè)務(wù)人員的工作量，提高工作效率，同時(shí)也為氣象防災(zāi)減災(zāi)、氣象預(yù)報(bào)預(yù)測、公共氣象服務(wù)和氣候變化研究提供重要的基礎(chǔ)資料。由于自動(dòng)氣象觀測站科技含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，對相關(guān)業(yè)務(wù)人員提出了更高的要求。本文探討了如何確保業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，及時(shí)準(zhǔn)確的處理各種突發(fā)問題，確保其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，充分發(fā)揮地面氣象觀測自動(dòng)化的效益滿足氣象業(yè)務(wù)和服務(wù)需求。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象觀測;故障診斷;處理維護(hù)

0 引言

自動(dòng)氣象觀測站是比較先進(jìn)的地面氣象遙測系統(tǒng)，為氣象防災(zāi)減災(zāi)、氣象預(yù)報(bào)預(yù)測、公共氣象服務(wù)和氣候變化研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。加強(qiáng)對自動(dòng)站進(jìn)行有效的日常維護(hù)，掌握故障分析和判斷的基本原則，當(dāng)自動(dòng)站出現(xiàn)故障時(shí)，臺站業(yè)務(wù)人員只有具備專業(yè)的基礎(chǔ)知識和經(jīng)驗(yàn)，才能盡快找到故障和排除故障，確保業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，及時(shí)準(zhǔn)確的處理各種突發(fā)問題，確保其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，充分發(fā)揮地面氣象觀測自動(dòng)化的效益滿足氣象業(yè)務(wù)和服務(wù)需求。

1 故障分類

1.1 氣象要素測量性能下降

一般所說的超差或測量數(shù)據(jù)嚴(yán)重錯(cuò)誤，其特征是自動(dòng)站正常。這類故障的判斷和排除比較容易，故障原因大多是由于傳感器性能下降引起的。

1.2 自動(dòng)氣象觀測站工作不正常

自動(dòng)氣象站無法正常完成采集、計(jì)算、存儲、顯示、輸出數(shù)據(jù)等功能。這類故障原因非常多，故障的判斷和排除比較困難。屬于軟件方面的，多半是強(qiáng)干擾引起的，例如雷電等，尤其是強(qiáng)雷電能損壞采集器，導(dǎo)致自動(dòng)站不能正常工作。屬于硬件方面的，大多是由于電源系統(tǒng)故障引起的。

1.3 業(yè)務(wù)測報(bào)軟件運(yùn)行中存在的問題

使用業(yè)務(wù)測報(bào)軟件進(jìn)行采集編報(bào)、數(shù)據(jù)維護(hù)、報(bào)表處理時(shí)會出現(xiàn)一些小的錯(cuò)誤。

1.4 計(jì)算機(jī)等外設(shè)故障

因人為處理不當(dāng)或?qū)τ?jì)算機(jī)等儀器設(shè)備等維護(hù)不當(dāng)?shù)仍斐傻淖詣?dòng)站運(yùn)行異常。如通訊軟件的端口設(shè)置出現(xiàn)不正確、微機(jī)與采集器設(shè)置的時(shí)間不一致等。

2 故障診斷與處理實(shí)例

2.1 草溫傳感器故障的判斷和處理

故障描述：在ISOS軟件界面中草溫?cái)?shù)據(jù)缺測，其他數(shù)據(jù)正常。

故障診斷過程：草溫是通過淺層地溫轉(zhuǎn)接板，連接到地溫分采采集器的，主采集器通過CAN總線與地溫分采進(jìn)行通信連接，從而采集地溫?cái)?shù)據(jù)。本次故障由于只有草溫?cái)?shù)據(jù)缺測，故障原因應(yīng)該為地溫分采的草溫采集通道損壞、草溫傳感器線路被老鼠咬斷、草溫傳感器線接錯(cuò)和草溫傳感器損壞等原因。

故障解決過程：（1）首先使用萬用表測量地溫傳感器接入分采集器的四根線中同端、異端的電阻值是否正常;測量結(jié)果顯示草溫傳感器正常。（2）將草溫傳感器與0cm地溫傳感器對換后，ISOS界面則顯示0cm地溫缺測。因此判斷為地溫分采的草溫通道故障，更換地溫分采后，草溫采集正常。

2.2 風(fēng)傳感器故障的判斷和處理

故障描述：本站6月27日08時(shí)24分出現(xiàn)極大風(fēng)速24.4m/s;30日15時(shí)56分出現(xiàn)極大風(fēng)速18.3m/s;7月8日9時(shí)38分出現(xiàn)極大風(fēng)速16.1m/s;實(shí)際風(fēng)速要小很多，經(jīng)查分鐘數(shù)據(jù)，同時(shí)對比備份站數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行人工數(shù)據(jù)分析，確定上述數(shù)據(jù)均為異常數(shù)據(jù)，根據(jù)近期情況判斷此現(xiàn)象頻發(fā)，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

故障診斷過程：自動(dòng)站測量的風(fēng)速值與備份站儀器測量的風(fēng)速值之間的差值比較大或起動(dòng)風(fēng)速明顯變大，則懷疑是風(fēng)速傳感器故障。風(fēng)向傳感器與其連接的電纜、風(fēng)速傳感器與其連接電纜均采用航空插頭座連接，如果臺站使用塔式風(fēng)桿時(shí)，需人員到風(fēng)桿頂上去進(jìn)行裝拆，臺站使用倒伏式風(fēng)桿時(shí)，只需把風(fēng)桿倒下來后再裝拆。

2.3 溫度傳感器故障的判斷和處理

故障描述：由于周清理時(shí)對百葉箱進(jìn)行了清潔維護(hù)，13時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)跳變，分鐘數(shù)據(jù)跳變達(dá)到7、8度，連續(xù)兩個(gè)小時(shí)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，其他數(shù)據(jù)無影響，說明溫度傳感器故障。

故障診斷過程：由于溫度和濕度敏感元件裝在同一只傳感器中，也就是芬蘭Vaisala公司制造的HMP45D濕度與溫度探頭。分析一段時(shí)間內(nèi)自動(dòng)站測量的溫度數(shù)據(jù)和人工測量的溫度數(shù)據(jù)之差值，若差值較大，則懷疑溫度傳感器損壞。

故障解決過程：更換備件后恢復(fù)。

3 日常維護(hù)

自動(dòng)氣象觀測站在業(yè)務(wù)運(yùn)行中，基層臺站要加強(qiáng)對自動(dòng)站有效的日常維護(hù)。尤其注意對數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、自動(dòng)站微機(jī)設(shè)備、電纜等硬件設(shè)備的維護(hù)。

（1）每日檢查傳感器的外觀、運(yùn)行狀態(tài)，注意分析判斷各類數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，如有疑問，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場測試。

（2）維護(hù)傳感器之前，應(yīng)先斷開與自動(dòng)氣象站采集器連接的數(shù)據(jù)線，再斷開傳感器電源;維護(hù)完畢后，先恢復(fù)電源供電，再連接數(shù)據(jù)線。傳感器工作期間，禁止任何物體進(jìn)入傳感器觀測區(qū)域。

（3）按照《自動(dòng)氣象站場室防雷技術(shù)規(guī)范》對自動(dòng)氣象站觀測場和值班室的防雷設(shè)施、信號線纜、自動(dòng)氣象站地溫采集系統(tǒng)等設(shè)施的接地電阻進(jìn)行維護(hù)，確保觀測場內(nèi)所有儀器在避雷裝置的保護(hù)范圍內(nèi)。接地電阻均符合防雷技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

（4）加強(qiáng)自動(dòng)氣象站的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對出現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)及時(shí)刪除，避免異常數(shù)據(jù)上傳。遇有降水等重大天氣過程要加強(qiáng)值守，確保及時(shí)監(jiān)控自動(dòng)氣象站運(yùn)行情況，對異常數(shù)據(jù)要及時(shí)進(jìn)行控制，避免異常數(shù)據(jù)給預(yù)報(bào)服務(wù)工作帶來影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003.

[2]中國氣象局.地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)軟件操作手冊[M].北京：氣象出版社，2005.

[3]陳明.自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)錯(cuò)情分析與處理方法[J].遼寧氣象，2005 （02）：44-45.

[4]陳明，樊新宇，蓋曉波等.自動(dòng)氣象站Z文件的異常處理及臺站級質(zhì)量控制[J].貴州氣象，2011（03）.

作者簡介：

李倩（1962—），男，遼寧大連人，本科，工程師，主要從事大氣探測和氣候資料服務(wù)工作。