新型自動氣象站風(fēng)傳感器故障分析及維修

摘 要：本文主要根據(jù)海南省陵水縣氣象局使用新型自動氣象站的實(shí)際，對新型自動氣象站風(fēng)傳感器運(yùn)行故障進(jìn)行分析，并探討了相應(yīng)的維修方法，最后給出了風(fēng)傳感器的日常維護(hù)建議，以供有關(guān)部門進(jìn)行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：新型自動氣象站；風(fēng)傳感器故障；維修處理；維護(hù)

隨著氣象事業(yè)的快速發(fā)展進(jìn)步，氣象要素觀測自動化程度的不斷提升，新型自動氣象站在我國各個(gè)區(qū)域得到了廣泛普及應(yīng)用，陵水縣氣象局自新型自動氣象站投入使用以來，在提升地面常規(guī)氣象要素?cái)?shù)據(jù)采集和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性以及時(shí)效性的同時(shí)，還在很大程度上拓寬了氣象臺站測報(bào)的運(yùn)行監(jiān)控功能，能夠?qū)崟r(shí)對自動氣象站的運(yùn)行動態(tài)情況以及采集信息進(jìn)行自動監(jiān)控，大大滿足了大家對于氣象業(yè)務(wù)更多的需求。然而，新型自動氣象站雖說在氣象要素采集、分析、儲存、處理以及傳輸?shù)确矫娑及l(fā)生了極大變化，并取得一些成效。但自動站內(nèi)的測報(bào)儀器能否長期保持正常工作狀態(tài)對氣象要素測報(bào)質(zhì)量的好壞會產(chǎn)生直接影響。在新型自動氣象站運(yùn)行過程中，也時(shí)常會發(fā)生風(fēng)傳感器問題，影響地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。基于此，本文著重對新型自動氣象站風(fēng)傳感器故障問題進(jìn)行分析及維修，并積極做好風(fēng)傳感器的日常維護(hù)工作，以推動新型自動氣象站能夠全天候保持正常運(yùn)行，確保氣象觀測業(yè)務(wù)的穩(wěn)定、高效開展，從而為社會公眾提供更有效的氣象服務(wù)。

一、新型自動氣象站風(fēng)傳感器故障分析

在新型自動氣象站測報(bào)業(yè)務(wù)中，風(fēng)的測報(bào)業(yè)務(wù)一般涵蓋2類：風(fēng)向觀測與風(fēng)速觀測。在具體的氣象觀測業(yè)務(wù)操作中，風(fēng)傳感器故障出現(xiàn)幾率較高。無論是風(fēng)傳感器故障，亦或是線路連接問題所產(chǎn)生的整體故障，均會對自動氣象站風(fēng)向風(fēng)速的有效性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生不同程度的影響。若氣象觀測人員無法及時(shí)對異常問題進(jìn)行判斷與解決，勢必會導(dǎo)致采集器把存在差錯(cuò)的風(fēng)速風(fēng)向觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，影響測報(bào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而對氣候分析、氣象預(yù)報(bào)等氣象服務(wù)的有效性產(chǎn)生影響。下面對風(fēng)傳感器故障進(jìn)行具體分析闡述。

1.風(fēng)速傳感器開啟風(fēng)速過大。在地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)中，風(fēng)速傳感器開啟風(fēng)速過大很少被觀測業(yè)務(wù)工作人員發(fā)現(xiàn)，有的情況下還會出現(xiàn)誤判。如新型自動站風(fēng)速、風(fēng)向傳感器都不部分均裝設(shè)于風(fēng)塔東邊，而備用的氣象臺站恰好處于相反區(qū)域。若發(fā)生偏西風(fēng)，自動站風(fēng)杯一般會處于滯后狀態(tài)，備用自動站的風(fēng)杯卻可以正常進(jìn)行轉(zhuǎn)動，如果滯后時(shí)間保持在1分鐘之內(nèi)同時(shí)風(fēng)速不超過1m/s，則這個(gè)時(shí)候自動站風(fēng)傳感器處于正常狀態(tài)。若發(fā)生微風(fēng)現(xiàn)象，自動站的風(fēng)杯則在相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，但備用自動站卻有風(fēng)速要素?cái)?shù)據(jù)存在，而自動站的風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)較大，此時(shí)能夠判斷故障問題為開啟風(fēng)速過大故障，這一般是儀器老化以及潤滑干澀等所引起的。

2.風(fēng)向傳感器風(fēng)向方位不全。在對風(fēng)向進(jìn)行觀測過程中，若某一風(fēng)向方位或者是若干風(fēng)向方位均未發(fā)生變化，則那么可以判斷為風(fēng)向傳感器風(fēng)向方位不全的故障問題。通常此類故障很難被值班人員發(fā)現(xiàn)，需要值班工作人員認(rèn)真巡視檢查對比，同時(shí)依據(jù)雷達(dá)、EWIPS、地面月報(bào)表等資料的分析之后才可以進(jìn)行判別。一般此故障的發(fā)生主要是風(fēng)向格雷碼盤受到損壞所造成的。

3.風(fēng)向傳感器風(fēng)向方位錯(cuò)亂。若在測報(bào)業(yè)務(wù)中，風(fēng)向方位發(fā)生較為顯著的異常問題時(shí)，通?？赡苁呛娇疹^至轉(zhuǎn)接盒線路連接錯(cuò)誤或者是風(fēng)向轉(zhuǎn)接盒內(nèi)部有線線路存在虛接現(xiàn)象兩類因素。

4.風(fēng)向傳感器風(fēng)向方位偏差。一般在北方冷空氣到來時(shí)，風(fēng)向傳感器所監(jiān)測到也為偏北風(fēng)，但實(shí)際測出的卻為偏西風(fēng)，

這可能是由于風(fēng)向傳感器風(fēng)向方位偏差故障。此類故障可能是在對風(fēng)向傳感器進(jìn)行安裝時(shí)沒有把風(fēng)向傳感器指北針對準(zhǔn)北面所致。

5.風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)沒有變化或者是風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動不靈活。通常導(dǎo)致風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動顯示數(shù)據(jù)沒有變化的原因按包括供電故障以及CAN總線故障，供電故障主要表現(xiàn)為電壓值與相關(guān)要求不符以及沒有電壓，CAN總線故障主要表現(xiàn)為開路或者是斷路的狀況；風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動不夠靈活，存在卡滯狀況的原因包括軸承干澀以及軸承太臟。因?yàn)轱L(fēng)傳感器的軸承拆卸比較復(fù)雜，通常需要專業(yè)人員操作，因而不可以自行進(jìn)行拆卸維護(hù)，在維護(hù)時(shí)需要報(bào)請上級儀器保障工作人員協(xié)助開展，有的時(shí)候觀測員為了圖省事而沒有及時(shí)對風(fēng)傳感器進(jìn)行維護(hù)，導(dǎo)致儀器不夠潔凈，從而引發(fā)故障問題。

二、風(fēng)傳感器故障的維修方法

1.風(fēng)速傳感器檢查法。針對風(fēng)速傳感器是否存在故障問題的判斷，一般要先對供電電壓進(jìn)行檢查，逐個(gè)對采集器、防雷板以及風(fēng)橫臂接線盒等區(qū)域電壓進(jìn)行測量，隨后測量接線盒端，若風(fēng)速傳感器1、2兩端各自增加了直流電壓5v之后，在出現(xiàn)靜風(fēng)的時(shí)候，風(fēng)速傳感器2、3兩端會有0VDC或者是5VDC電壓，如果對風(fēng)杯進(jìn)行慢慢轉(zhuǎn)動，則2、3端也會出現(xiàn)0.7-3.8VDC電壓。如果所檢測到的電壓值一直顯示為0VDC，則可以判斷傳感器受到損壞，需要及時(shí)對其進(jìn)行維修或者是換新。

2.供電電壓檢查法。借助于萬用表斷檔分別對風(fēng)向、風(fēng)速采集器正、負(fù)兩端與防雷板上方的10端至19端進(jìn)行檢測，查看其是否連接異常。若連接沒有異常情況，應(yīng)采用同樣的方法對防雷板10端至19端和采集器機(jī)箱CAN總線連接是否異常。還要查看CAN總線接口區(qū)域和風(fēng)橫臂接線盒之間的連接狀況，最后查看風(fēng)橫臂接線盒和航頭之間連接情況。假如所測量到防雷板所接入前端的電壓均沒有異常，則表明防雷板出現(xiàn)了損壞；如果測量到了風(fēng)橫臂接入前端的電壓，則可以判斷為風(fēng)線連接故障，需要及時(shí)對其進(jìn)行維修。

三、風(fēng)傳感器的日常維護(hù)建議

因?yàn)榭諝鈮m埃較多，會造成風(fēng)向標(biāo)以及風(fēng)杯的轉(zhuǎn)動不靈活，所以需要加強(qiáng)對風(fēng)向風(fēng)速傳感器進(jìn)行日常維護(hù)，每年應(yīng)定期維護(hù)風(fēng)傳感器一次，對風(fēng)傳感器的軸承進(jìn)行清理；時(shí)常查看風(fēng)杯、風(fēng)向標(biāo)是否可以靈活、平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動，風(fēng)傳感器在長期運(yùn)行中軸承難免會受到不同程度的莫算，導(dǎo)致風(fēng)杯轉(zhuǎn)動的靈敏性受到影響，所以應(yīng)定期維修維護(hù)；在大風(fēng)、臺風(fēng)天氣過后應(yīng)及時(shí)檢查風(fēng)向標(biāo)是否指向北方。而在遇到霧霾污染天氣時(shí)應(yīng)及時(shí)把堆積在轉(zhuǎn)動部件和靜止部件之間的污垢進(jìn)行清除干凈。應(yīng)在密封的狀態(tài)下對風(fēng)傳感器的滾動軸承進(jìn)行清洗。由于滾動軸承的兩側(cè)都配備有防塵蓋，在對其清洗的過程應(yīng)避免將防塵蓋取下。

四、結(jié)語

針對新型自動氣象站風(fēng)傳感器故障現(xiàn)象，測報(bào)人員應(yīng)該強(qiáng)化業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，掌握風(fēng)傳感器的運(yùn)用、測量以及維修維護(hù)方法，提升應(yīng)急處理能力。與此同時(shí)，要加強(qiáng)新型自動氣象站風(fēng)傳感器的日常維護(hù)，以提升儀器的使用壽命，降低風(fēng)傳感器故障頻率以及測報(bào)錯(cuò)情率，進(jìn)而不斷提升地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝建芳，何興林.新型自動氣象站風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障判斷及維修[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015，42（8）.

[2]蒲利榮，吳采霞，周冬梅.自動氣象站風(fēng)的故障分析處理和維護(hù)[J].氣象研究與應(yīng)用，2011，32（S2）.

作者簡介：羊其義（1962-），男，漢族，海南省儋州市人，中專學(xué)歷，助理工程師，從事氣象設(shè)備維修工作。endprint