區(qū)域自動氣象站故障排查及維修指南

姚　君，王懷澤，馮　亮（.寶清縣氣象局，黑龍江寶清55600；.集賢縣氣象局，黑龍江集賢55900）

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區(qū)域自動氣象站故障排查及維修指南

姚君1，王懷澤2，馮亮1
（1.寶清縣氣象局，黑龍江寶清155600；2.集賢縣氣象局，黑龍江集賢155900）

摘要：區(qū)域自動氣象站是國家級氣象觀測站的重要補(bǔ)充，是彌補(bǔ)空間區(qū)域上氣象探測數(shù)據(jù)空白的重要手段。在中小尺度天氣預(yù)報中有著極其重要的作用，也是對國家氣象觀測網(wǎng)觀測資料的補(bǔ)充累積，在實際工作中有著重要意義。及時、準(zhǔn)確地處理突發(fā)故障，有效地保證區(qū)域站的正常運(yùn)行極為重要。本文針對區(qū)域站硬件部分（供電系統(tǒng)、傳感器、采集器、通訊設(shè)備和參數(shù)設(shè)置等）故障，總結(jié)提出了如何進(jìn)行故障檢查、故障排除，為技術(shù)人員在維修區(qū)域自動氣象站提供維修維護(hù)指南，明確維修思路，也為國家級自動氣象站維修維護(hù)遇到類似問題提供解決方法。

1　引言

判斷自動氣象站是否工作正?？梢愿鶕?jù)無線通訊模塊傳送回來的數(shù)據(jù)來判斷?？焖僭\斷和排除自動氣象站的故障，是一項技術(shù)性、操作性很強(qiáng)的工作，掌握其結(jié)構(gòu)和工作原理及工作參數(shù)是前提條件，懂得萬用表的常規(guī)使用，還需掌握常用軟件（串口調(diào)試軟件和超級終端）的使用。

2　維修工具

現(xiàn)場維修維護(hù)，除了必須攜帶的五金工具箱和萬用表之外，還需要攜帶手提筆記本電腦及專用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換連接線。手提電腦應(yīng)裝有超級終端或串口調(diào)試軟件和必要的設(shè)置說明；兩根數(shù)據(jù)線：USB轉(zhuǎn)DB9 RS232串口（公頭）、DB9 RS232串口（母頭）轉(zhuǎn)三口接線端子。手提電腦和數(shù)據(jù)線用于連接設(shè)備，現(xiàn)場查看和設(shè)置采集器和通信模塊的參數(shù)以及查看采集器觀測數(shù)據(jù)返回。

3　故障判別基本方法

⑴依據(jù)電原理分析方法。

⑵先近后遠(yuǎn)，分段檢查測試，斷開部分連接線，縮小范圍檢查方法。

⑶替換方法。

⑷維修過程記錄備案方法。

要養(yǎng)成對每一次維修維護(hù)過程記錄備案的好習(xí)慣，要對故障的發(fā)生現(xiàn)象、分析思路、排查過程、故障解除等作出細(xì)致的總結(jié)，積累經(jīng)驗，必將對日后的維修維護(hù)工作有著很大幫助。

4　故障排查

4.1供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)故障主要有蓄電池、太陽能板和充電保護(hù)器三類。

(1)蓄電池故障。它是依靠太陽能板對兩節(jié)12 V18 Ah的蓄電池進(jìn)行充電來維持蓄電池電量進(jìn)行工作的。蓄電池故障主要有電池電量耗盡、蓄電池漏液、不能充電、蓄電池報廢等。

排查方法：斷開充電部分，使用萬用表直流電壓20 V檔測量蓄電池電壓，正常應(yīng)為13 V左右。

(2)太陽能板故障。太陽能板是經(jīng)過采集板中的充電模塊來完成對蓄電池的充電。故障主要表現(xiàn)在：太陽能板安裝朝向和高度以及是否有異物遮擋或覆蓋、太陽能電池板線路老化、太陽能板到充電保護(hù)器端正負(fù)端子接反而致使太陽能板未能對蓄電池進(jìn)行充電、太陽能板充電模塊損壞無法對蓄電池進(jìn)行充電等。

排查方法：檢查太陽能板的朝向應(yīng)向多陽光的南方，安裝高度適宜無異物遮擋。測試太陽能板的好壞主要是看有無電壓輸出，好的太陽能板在晴朗的白天，輸出電壓一般可達(dá)到18-19 V，即使在有較薄云層的白天，一塊正常的太陽能板的輸出電壓也可達(dá)到16 V左右。所以當(dāng)太陽能板的功率無法達(dá)到以上數(shù)值，則表明其已不能滿足維持自動氣象站設(shè)備運(yùn)行所需的電量，需要更換太陽能板。

(3)充電保護(hù)器故障。充電保護(hù)器是連接太陽能板、蓄電池和采集器的充電放電保護(hù)整流供電裝置，由太陽能板給蓄電池整流充電，蓄電池給采集器供電從而進(jìn)行設(shè)備工作的。充電保護(hù)器故障主要有：充電保護(hù)器端子接口脫焊或腐爛、充電模塊損壞無法充電、整流模塊損壞無法供給蓄電池正常的工作電壓和電流、放電模塊無法供給采集器正常工作電壓等。

排查方法：分段排查，查看各部分工作電壓。

4.2傳感器故障

傳感器故障主要有溫濕傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、雨量傳感器三類故障。

（1）溫濕傳感器故障。溫濕傳感器出現(xiàn)故障的幾率是很小的，一般就是檢查線路連接和測量工作參數(shù)。

（2）風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障。風(fēng)向風(fēng)速傳感器出現(xiàn)故障的幾率也是很小的，一般就是檢查線路連接和插頭是否松動，檢查傳感器內(nèi)部脫焊現(xiàn)象，檢查傳感器轉(zhuǎn)動軸承是否干磨卡滯等。

（3）雨量傳感器故障。在實際維修維護(hù)過程中，雨量傳感器經(jīng)常出現(xiàn)問題或發(fā)生故障，主要有：承水器和漏斗以及集水盒堵塞、翻斗故障、干簧管故障、線路故障、防雷管故障和其他故障等。

排查方法：檢查承水器上方是否有植物阻擋，承水器出口下水是否通暢；檢查漏斗和集水盒是否堵塞；檢查上翻斗、下翻斗、計數(shù)翻斗跳翻是否靈活，是否卡滯，調(diào)整固定翻斗的兩端螺絲，計數(shù)翻斗下不要有異物阻礙翻斗回位跳翻；檢查干簧管，用萬用表通斷檔測試傳感器接線樁部分，或翻動計數(shù)翻斗俯身近耳聽干簧管是否有閉合的清脆聲響；檢查線路，用萬用表通斷檔分段檢查信號電纜是否開路，檢測傳感器接線樁部分，再檢測采集器接線部分；檢查主板防雷管，檢測采集器主板上連接雨量的兩個防雷二極管，根據(jù)二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟脑?，用萬用表通斷檔測量；檢查其他方面，由于區(qū)域自動站安裝較偏僻，維護(hù)較差，周邊環(huán)境雜草叢生，經(jīng)常發(fā)生蜘蛛網(wǎng)纏死翻斗的狀況，清除并放置除蟲干片，也可噴灑除蟲劑。

4.3采集器主板故障

采集器主板故障主要有采集器死機(jī)、采集器內(nèi)部線路老化、供電等。排查方法一般是查看主板指示燈是否正常、測試供電、采集器重啟、查看采集器數(shù)據(jù)返回和參數(shù)設(shè)置。

查看采集器數(shù)據(jù)返回和參數(shù)設(shè)置，用手提電腦、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線連接設(shè)備，打開超級終端或串口調(diào)試軟件，把光標(biāo)移動到超級終端窗口中，一直按住空格鍵，然后給設(shè)備加電，直到窗口出現(xiàn)正常提示，選擇正確的波特率和端口設(shè)置（波特率一般是4800 bps），即可查看數(shù)據(jù)返回和參數(shù)設(shè)置。

4.4通信模塊故障

通訊模塊故障主要體現(xiàn)在設(shè)備供電、SIM卡欠費停機(jī)、移動公司變更業(yè)務(wù)、該地區(qū)信號弱、天線放置、SIM卡槽接觸不良、模塊損壞、參數(shù)設(shè)置等。

排查方法：檢查供電和查看指示燈。查看指示燈：當(dāng)NET指示燈長亮，表明尚未找到GSM網(wǎng)絡(luò)。對于終端是否登錄上GPRS網(wǎng)絡(luò)，用戶可通過PWR指示燈的閃爍頻率來判斷。如果PWR指示燈閃爍頻率較快(4次/s)，則尚未登錄上GPRS網(wǎng)絡(luò)；如果PWR指示燈閃爍頻率較慢(1次/s)，則已登錄上GPRS網(wǎng)絡(luò)；檢查SIM卡是否欠費停機(jī)；將天線外露與機(jī)箱；擦拭SIM卡和卡槽；檢查參數(shù)設(shè)置。

查看通訊模塊參數(shù)設(shè)置，用手提電腦、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線連接設(shè)備，打開超級終端或串口調(diào)試軟件，把光標(biāo)移動到超級終端窗口中，一直按住空格鍵，然后給設(shè)備加電，直到窗口出現(xiàn)正常提示，選擇正確的波特率和端口設(shè)置（波特率一般是57600 bps），即可查看參數(shù)設(shè)置。

4.5參數(shù)故障

按上述連接方法連接設(shè)備，檢查和設(shè)置參數(shù)。

主要有采集器參數(shù)和通信模塊參數(shù)，兩個參數(shù)一般情況下不會變化，不用重新設(shè)置，只有在維修維護(hù)時造成的參數(shù)設(shè)置故障，或接收主機(jī)地址發(fā)生變化，有時設(shè)備死機(jī)也會造成參數(shù)變化，才能對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改。

采集器參數(shù)設(shè)置主要查看幾個觀測要素是否勾選上，查看、設(shè)置和修改系統(tǒng)時間參數(shù)。

通信模塊參數(shù)設(shè)置主要查看終端設(shè)置列表身份識別碼（SIM卡號）和網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)置表中幾個通道的DSC IP地址、DSC通訊端口等設(shè)置，可使用“？”命令查看設(shè)置命令進(jìn)行參數(shù)修改和設(shè)置。

5　小結(jié)

同樣的故障現(xiàn)象，可能由不同的原因造成，要靈活地進(jìn)行分析。在實際工作中，要提高自動氣象站的運(yùn)行質(zhì)量，必須加強(qiáng)自動氣象站的運(yùn)行狀況的監(jiān)控，加強(qiáng)自動氣象站的備件庫建設(shè)，加強(qiáng)自動站每年使用前的巡檢工作，由于區(qū)域站沒有上級檢定部門的檢定任務(wù)，所以臺站自身的巡檢維護(hù)尤為重要，重點檢查太陽能電池板、蓄電池、數(shù)據(jù)采集器及傳感器的性能和工作狀態(tài)，并進(jìn)行必要的清洗、擦拭、部件軸承上油和標(biāo)校。

第一作者簡介：姚君（1968-），男，黑龍江省寶清縣人，南京信息工程大學(xué)，?？粕?，工程師.

收稿日期：2016－1－1

文章編號：1002－252X(2016)01－0031－02