國家級(jí)氣象站常用儀器故障篩查及解決方法

趙超++李炳昆++米雷+趙剛++肇振國++范存飛

摘要 國家級(jí)氣象站比較重要的氣象儀器包括溫度傳感器、翻斗雨量傳感器和稱重式降水傳感器，一旦因儀器故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失，對(duì)氣象觀測工作的開展影響非常大，如何篩查儀器故障并提供解決辦法至關(guān)重要?？偨Y(jié)了國家級(jí)氣象站常用儀器故障篩查及解決方法，包括氣溫傳感器、翻斗式雨量傳感器、稱重式雨量傳感器等，以期為氣象站常用儀器的故障修復(fù)提供參考。

關(guān)鍵詞 國家級(jí)氣象站；傳感器；故障；解決方法

中圖分類號(hào) P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）11-0212-01

國家級(jí)氣象站包括氣候站、基本站、一般站等，工作職責(zé)有所不同，但是所有國家級(jí)氣象站都有共同的而且極為重要的觀測項(xiàng)目，即氣溫和降水?，F(xiàn)階段，國家級(jí)氣象站大部分觀測設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且2套自動(dòng)氣象站雙軌運(yùn)行，但是觀測設(shè)備尚未實(shí)現(xiàn)完全雙軌運(yùn)行，一旦雙套自動(dòng)站觀測傳感器故障且在沒有人工觀測設(shè)備的情況下，會(huì)直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失，嚴(yán)重影響觀測工作。

1 氣溫傳感器

中國華云生產(chǎn)的DZZ5型自動(dòng)氣象站目前普遍投入業(yè)務(wù)使用，配套使用的溫濕度傳感器（45D）經(jīng)過改進(jìn)之后實(shí)現(xiàn)了氣溫與相對(duì)濕度獨(dú)立采集的功能，氣溫傳感器的構(gòu)造與地溫和草溫傳感器完全相同，可以進(jìn)行互換，一旦出現(xiàn)故障，節(jié)省了問題篩查的時(shí)間。

氣溫傳感器是由鉑電阻和傳輸導(dǎo)線構(gòu)造而成，傳輸導(dǎo)線連接采集器端有4股銅線分別插入相應(yīng)插口，氣象站安裝時(shí)氣溫傳感器已經(jīng)安裝完畢，每2年更換1次，基本不會(huì)出現(xiàn)故障。但是在使用過程中若氣溫傳感器采集的數(shù)據(jù)突然跳變、出現(xiàn)野值或缺測應(yīng)立即采取以下措施。

一是打開氣象站采集器保護(hù)箱，找到氣溫傳感器插件的位置，檢查線路連接處是否松動(dòng)，若連接處沒有問題則進(jìn)行下一步；二是關(guān)閉采集器電源，拔掉氣溫傳感器插件，用萬用表蜂鳴檔的一端隨意搭連傳感器線頭，用另一端任意搭連其他線頭，出現(xiàn)蜂鳴音時(shí)再用同樣的方法測試其余2根線頭，發(fā)出同樣的聲音后，按順序?qū)⒊霈F(xiàn)聲音的線頭一一插入采集器插槽內(nèi)，打開采集器電源[1-2]；三是采集器供電后，等待2 min，看觀測軟件的氣溫?cái)?shù)據(jù)是否恢復(fù)正常，若依然不正常，立即更換氣溫傳感器，按照以上步驟將線路正確連接后觀察ISOS觀測軟件氣溫?cái)?shù)據(jù)是否正確；四是通過上述步驟篩查，氣溫?cái)?shù)據(jù)基本可以恢復(fù)正常，如果仍出現(xiàn)缺測、跳變或野值的現(xiàn)象，只能更換采集器，新型站采集器為完全集成電路，除了更換返廠別無他法；五是地溫和草溫傳感器的更換方法與氣溫傳感器相同，但需要注意在積雪覆蓋時(shí)草溫傳感器容易在冰水混合物臨界點(diǎn)的位置，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)一直在0 ℃左右恒定，會(huì)被誤認(rèn)為儀器故障，因而在出現(xiàn)這種問題時(shí)，將傳感器從雪中取出，手握2 min后，若溫度會(huì)變成20 ℃左右，則傳感器沒有故障，放回原處即可。

2 翻斗式雨量傳感器

翻斗式雨量傳感器簡稱翻斗雨量計(jì)，基本工作原理為每產(chǎn)生0.1 mm降水，雨量計(jì)翻斗翻動(dòng)1次。翻斗雨量計(jì)自從自動(dòng)氣象站普及全國以來一直沿用至今，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確、故障篩查簡易是其兩大特點(diǎn)。下面就其容易出現(xiàn)的故障進(jìn)行簡要說明。

2.1 漏斗堵塞

翻斗雨量計(jì)最頂端有1個(gè)滲水漏斗，斗口狹窄容易堵塞，尤其在空氣質(zhì)量不好、風(fēng)沙較大的地區(qū)，連續(xù)多日不降雨的情況下，更容易堵塞，這就要求工作人員在每次降水來臨之前對(duì)漏斗進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)堵塞立即用樹枝或其他細(xì)物捅開即可。

2.2 干簧管失效

干簧管是由2個(gè)薄鐵片安裝在密閉空間內(nèi)的小部件，靠翻斗翻動(dòng)時(shí)，翻斗中的磁鐵吸引2個(gè)薄鐵片相吸后形成電流回路，進(jìn)而在終端微機(jī)中顯示出現(xiàn)0.1 mm降水?dāng)?shù)據(jù)。干簧管出現(xiàn)故障時(shí)一般有2種情況，具體如下。一是線路連接處脫落。翻斗雨量計(jì)常年在室外放置，干簧管的線路連接處在熱脹冷縮的作用下容易出現(xiàn)松動(dòng)或者脫落的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)雨量后無法形成回路，進(jìn)而沒有雨量數(shù)據(jù)產(chǎn)生。二是干簧管破損。干簧管內(nèi)部鐵片失效，導(dǎo)致翻斗磁鐵無法吸引2個(gè)鐵片觸碰，無法形成回路。發(fā)現(xiàn)上述2種問題后，應(yīng)立即篩查是哪一種，倘若干簧管破損，就必須更換新的干簧管，或用電烙鐵焊接干簧管兩側(cè)焊接點(diǎn)，由于操作空間狹小，注意不要讓電烙鐵碰到翻斗，以免燙壞而無法使用。安裝完畢后，用數(shù)字萬用表蜂鳴檔測試雨量傳感器。首先，將數(shù)據(jù)連接線拆掉，將萬用表的2個(gè)指針分別插入2個(gè)接線口中；其次，用手翻動(dòng)翻斗，翻動(dòng)1次，蜂鳴檔會(huì)響一聲，表示連接正常；最后，將上、下2個(gè)翻斗調(diào)整至同一個(gè)方向，將數(shù)據(jù)線路連接好后，蓋上雨量傳感器保護(hù)桶，儀器可以正常使用[3-4]。

3 稱重式雨量傳感器

稱重式雨量傳感器主要在北方降雪期間使用，基本工作原理是用儀器自帶電子秤通過稱量固態(tài)或液態(tài)降水的重量來計(jì)算降水量，是氣象儀器中精密度比較高的儀器，但是簡單的故障還是可以很快處理的。

3.1 桶內(nèi)結(jié)冰

由于防凍液失效或者沒有按照溶液調(diào)配比例調(diào)配，稱量桶內(nèi)液體容易在冬季結(jié)冰，一旦結(jié)冰高度超過紅外感應(yīng)高度，傳感器就會(huì)失效，無法測量降水量。出現(xiàn)這種問題之

后，應(yīng)立即關(guān)閉稱重降水傳感器電源，拿下稱量桶，清除桶中物體后將2 L全新防凍液倒入桶中，而后倒入1層抑制蒸發(fā)油，待抑制蒸發(fā)油布滿表層之后將稱量桶放入原位置，放好后將傳感器通電，蓋上固定架，套上防風(fēng)桶，合上防風(fēng)罩，儀器即可以正常使用。

3.2 紅外孔堵塞

如果桶內(nèi)結(jié)冰時(shí)間過長，切割降水的紅外線放射孔會(huì)出現(xiàn)霜，進(jìn)而結(jié)冰堵塞，直接影響對(duì)體積小的降水的切割效果，當(dāng)有降水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)降水量偏小或者無降水量的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況后，首先斷電，然后拆下稱量桶，用熱風(fēng)筒將紅外孔烘干重新安裝使用即可[5-6]。

3.3 主板問題

主板使用一段時(shí)間后有的需要升級(jí)或者更換，可以靈活掌握，但是傳感器在使用過程中出現(xiàn)故障后，發(fā)現(xiàn)是主板問題時(shí)應(yīng)立即聯(lián)系廠家進(jìn)行現(xiàn)場維修，避免數(shù)據(jù)長時(shí)間缺失。

4 結(jié)語

氣象儀器簡單故障篩查和排除是每個(gè)值班員必須掌握的技能，希望本文可以對(duì)一線工作人員提供一些幫助，解決工作中的實(shí)際問題。

5 參考文獻(xiàn)

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