區(qū)域自動氣象站常見故障與維護(hù)

石煜 薛耀 李春燕 席琪 周瑞琴

摘要：區(qū)域自動氣象站數(shù)量多，運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)儀器故障頻發(fā)，影響了觀測資料的連續(xù)性。為了更好地做好區(qū)域自動氣象站的維護(hù)工作，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對區(qū)域自動氣象站常見的故障進(jìn)行了分析，以期為區(qū)域自動氣象站維修與維護(hù)中提供技術(shù)參考

關(guān)鍵詞：區(qū)域自動氣象站;維護(hù);常見故障;處理

引言

隨著氣象業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，區(qū)域自動氣象站（以下簡稱區(qū)域站）建設(shè)已逐步覆蓋西和縣轄區(qū)20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)已建立1個兩要素區(qū)域氣象自動觀測站，其中有6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)已經(jīng)升級為6要素自動觀測站，其余14個位兩要素觀測站，單要素24個分布在具有泥石流、滑坡等自然災(zāi)害風(fēng)險較高的自然村。目前實(shí)現(xiàn)了氣象要素的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測，提高了氣象監(jiān)控的時空精度，增強(qiáng)了對中小尺度災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)測能力。但是維護(hù)任務(wù)日益繁重。本文就西和縣自動氣象站的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)與大家一起分享，希望能夠進(jìn)一步提升我局氣象技術(shù)人員對區(qū)域自動站的維護(hù)能力。

1區(qū)域站常見故障與維護(hù)

1.1雷擊故障

雷電季節(jié)，在雷雨天氣過后，區(qū)域站數(shù)據(jù)若出現(xiàn)異常，如風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)連續(xù)缺測，應(yīng)對該區(qū)域站的防雷系統(tǒng)進(jìn)行檢測，確定是否受到雷擊。若受到雷擊應(yīng)對該站的防雷系統(tǒng)從新布設(shè)，防止再次受到雷擊。應(yīng)該從接閃、分流、蔽屏、均壓、合理布線、接地等幾個方面做好直擊雷和感應(yīng)雷的防護(hù)工作。

進(jìn)行綜合防護(hù)治理：要將避雷針與金屬管作等電位連接，并利用金屬管合理的設(shè)置引下線和信號線，防止避雷針雷電流反擊風(fēng)向風(fēng)速儀和引下線上的雷電流反擊信號線。

在制作接地地網(wǎng)時，要確保接地電阻小于4歐姆，并遵循接地共網(wǎng)不共線的原則。要經(jīng)常檢查接地線是否松動、銹蝕，保證接地線與地網(wǎng)或接地銅版良好接觸。采集器、百葉箱、雨量器系統(tǒng)的接地應(yīng)和風(fēng)桿接地分開，單獨(dú)接地，并確保接地電阻小于4歐姆。

1.2供電系統(tǒng)的故障與維護(hù)

由于自動站采集器每分鐘都要采集、存儲和傳輸數(shù)據(jù)，因此必須保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、連續(xù)、無干擾。若某區(qū)域站數(shù)據(jù)全部缺測時間較長，可考慮電源系統(tǒng)出了故障。

測量太陽能板在正常日照情況下的空載電壓，正常情況下輸出電壓四要素是12V左右。檢查太陽能電源線是否有破損或者有斷開的地方;檢查電池是否有漏液現(xiàn)象。

蓄電池是出現(xiàn)故障率較高的部件之一，若檢測到電壓低于12V，不符合使用要求時應(yīng)更換，更換蓄電池不可使用新老蓄電池結(jié)合的方式，而應(yīng)全部更換新的。蓄電池的規(guī)格和數(shù)量必須正確，不同規(guī)格不同批號的不要混淆，以免影響蓄電池的整體壽命。在正確的維護(hù)環(huán)境下蓄電池的使用壽命一般為2-3年。

1.3采集器故障與維護(hù)

采集器發(fā)生故障，氣象要素監(jiān)測數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)缺測。通常在重新啟動采集器后，能夠正常工作。檢查到如果指示燈不亮，供電正常，應(yīng)更換采集器（注意在接插各種接線端子、撤換或安裝傳感器時，應(yīng)斷開電源）。定期檢查采集器、傳感器各接頭是否牢固，并及時處理。采集器是自動站系統(tǒng)的核心部分，巡視時除觀察指示燈是否正常外，參數(shù)設(shè)置是否正確，定期用毛刷清理采集器上的灰塵。

1.4傳感器故障的維護(hù)

1.4.1雨量傳感器故障率最高。若在降雨天氣雨量數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，應(yīng)及時對雨量器進(jìn)行維護(hù)。雨量傳感器雨量傳感器故障主要由灰塵或小蟲等雜物堵塞漏斗所致，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行清潔，特別是當(dāng)預(yù)測有降水時，應(yīng)在降水前進(jìn)行一次清潔，這可大大降低故障率。清潔時應(yīng)用軟毛刷和清水清洗雨量筒內(nèi)部，注意檢查承水口漏斗和內(nèi)部漏斗是否堵塞。在清潔雨量傳感器時應(yīng)將兩根信號線斷開，同時將雨量信號線從采集器上撥掉，以避免清潔時產(chǎn)生不正常數(shù)據(jù)。出現(xiàn)故障時首先檢查漏斗、翻斗等部位是否有堵塞，翻斗翻動是否靈活，線路連接是否正常，再用萬用表測量干簧管，導(dǎo)通次數(shù)與計數(shù)翻斗翻動次數(shù)是否一致，若翻動后無數(shù)據(jù)說明干簧管已經(jīng)損壞或翻斗中心處磁鐵失去磁性，如判斷為干簧管損害，則應(yīng)更換干簧管。

1.4.2 溫、濕傳感器出現(xiàn)故障時，取下傳感器的接線端子，用萬用表200 Ω電阻檔測量，0 ℃時電阻值為100 Ω，其他溫度點(diǎn)電阻值近似為R=100+0.4 t，式中t為溫度值。例：10 ℃時電阻值為104 Ω左右，-10 ℃時電阻值為96 Ω左右;濕度傳感器，用萬用表直流檔測量濕度傳感器濕度信號輸出電壓，電壓為0～1 V對應(yīng)于相對濕度0～100%RH。溫、濕傳感器的頭部有保護(hù)罩，為防止感應(yīng)元件被塵埃污染，每月應(yīng)用軟毛刷清掃防塵罩，不要用手或不清潔的東西接觸溫濕傳感器的護(hù)罩。若發(fā)現(xiàn)污染嚴(yán)重，應(yīng)及時用軟毛刷清掃，不能使用的應(yīng)及時更換。

1.4.3氣壓傳感器安裝在采集器中，發(fā)生的故障率較低，但也不應(yīng)忽視，應(yīng)定期檢查氣孔口，防止昆蟲、蜘蛛網(wǎng)堵塞。氣壓傳感器有故障首先檢查靜壓氣孔口是否堵塞，再用萬用表直流檔測量傳感器信號輸出電壓，應(yīng)為0～2.5 V。

1.4.4風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)不正常，首先檢查電纜是否有破損，插頭插座是否擰緊，發(fā)現(xiàn)異常及時修復(fù)[1]。再檢查供電是否正常，用萬用表測試傳感器供電電壓應(yīng)隨著風(fēng)速風(fēng)向變化而相應(yīng)改變，否則是主控器或電源的毛病，應(yīng)分別診斷處理，風(fēng)杯不轉(zhuǎn)動、不靈敏或接頭問題則需放下風(fēng)桿檢測處理，檢查風(fēng)傳感器是否損壞等異常情況，發(fā)現(xiàn)已壞則更換風(fēng)傳感器。

1.5通訊系統(tǒng)故障的維護(hù)

通訊系統(tǒng)的工作就是傳輸數(shù)據(jù)。區(qū)域站數(shù)據(jù)不正常多數(shù)是由于通訊不暢，造成數(shù)據(jù)逾限。維護(hù)時先觀察通訊模塊顯示是否正?！，F(xiàn)在的通訊基本上是GPRS傳輸，通訊模塊PWR燈每隔3 s亮1次，表示正常登錄。DATA燈平時不亮，閃爍表示有數(shù)據(jù)收發(fā)。NET燈有網(wǎng)絡(luò)信號時常亮。如通訊模塊顯示異常，應(yīng)拔掉通訊模塊連接線，幾分鐘后重新連接，如果還不正常，再檢查網(wǎng)絡(luò)信號及SIM卡是否正常。查看天線是否正常，連接是否有問題，如果是天線出現(xiàn)故障，需要及時進(jìn)行處理或更換。判斷GPRS信號是否穩(wěn)定，可通過在當(dāng)?shù)赜靡苿邮謾C(jī)發(fā)彩信來判定[2]。再次查看SIM卡是否有故障，可將卡放到移動手機(jī)上發(fā)彩信，若發(fā)送不成功，說明卡有問題，否則可能就是手機(jī)卡欠費(fèi)。最后檢查通訊模塊，如模塊參數(shù)設(shè)置錯誤，應(yīng)及時調(diào)整參數(shù);否則通訊模塊故障，更換通訊模塊[3]。

2小結(jié)

不論是單要素或多要素區(qū)域站自動氣象站都是由防雷系統(tǒng)、電源供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、采集器系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)五部分構(gòu)成，熟悉并掌握這五部分面的功能，在出現(xiàn)故障后進(jìn)行維護(hù)時就容易入手，簡單易行，從而進(jìn)一步提高區(qū)域自動氣象站維護(hù)工作的效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 龐成，張潔，王堅.區(qū)域自動氣象站維護(hù)與常見故障的排除[J].甘肅科技，2010（22）：26.

[2] 侯永祥，居青春，王立.ZQZ-A系列中小尺度自動氣象站常見故障及排除方法[J].青海氣象，2008（4）：52-54.

[3] 金巖，王從卯.自動氣象站常見安全隱患及對策[J].山東氣象，2009，29（3）：61-62.

第一作者簡介：石煜（1975-）男，漢族，甘肅省隴南市成縣人，本科學(xué)歷，工程師，從事農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作。