自動(dòng)氣象站現(xiàn)場維護(hù)方法淺析

于偉民 魯長海 張昊喆 王雪松 孫文博

摘 ? 要：自2000年以來，吉林省內(nèi)自動(dòng)氣象站已陸續(xù)建設(shè)使用，在自動(dòng)站的運(yùn)行過程中，也出現(xiàn)形式多樣的故障。了解自動(dòng)站整個(gè)業(yè)務(wù)流程和設(shè)備的基本原理，為日常保障及維護(hù)自動(dòng)站起到必不可少的作用。出現(xiàn)故障，第一時(shí)間判斷問題出處、及時(shí)維護(hù)，是關(guān)系自動(dòng)氣象站能否正常發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站 ?維護(hù) ?傳感器

中圖分類號：P415 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0119-02

1 ?引言

我省國家基礎(chǔ)站所用的是中環(huán)天儀氣象儀器有限公司出品的DZZ6型自動(dòng)氣象站，它是以自動(dòng)氣候站為基礎(chǔ)，采用當(dāng)今成熟的、穩(wěn)定的、先進(jìn)的電子測量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計(jì)基于現(xiàn)代總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的自動(dòng)氣象站[1]。多要素傳感器將測量得到的數(shù)據(jù)經(jīng)采集器上傳至臺站電腦終端，通過軟件顯示并將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地傳回信息中心。DZZ6型自動(dòng)氣象站由供電系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，采集器，傳感器組成。如圖1所示。在整個(gè)運(yùn)行的過程中，除雷擊之外，保障維護(hù)的重點(diǎn)在采集器和傳感器。

2 ?采集器的維護(hù)

采集器是自動(dòng)氣象站的核心，由硬件和嵌入式軟件組成。能夠采集實(shí)時(shí)的溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、氣壓等要素。如圖2所示。

多年的維護(hù)中，采集器與計(jì)算機(jī)不通訊問題較多。出現(xiàn)此類問題應(yīng)檢查（1）采集器供電是否正常;（2）計(jì)算機(jī)通信參數(shù)設(shè)置是否正確;（3）采集器與計(jì)算機(jī)的通信電纜是否正常;（4）采集器是否損壞。如果是采集器損壞，則以更換為主。

3 ?傳感器的維護(hù)

3.1 風(fēng)向風(fēng)速傳感器

風(fēng)向風(fēng)速傳感器是一種三杯式的感應(yīng)器，當(dāng)風(fēng)向風(fēng)速傳感器的數(shù)據(jù)超差比較大或數(shù)據(jù)缺失時(shí)，可能是以下情況導(dǎo)致的。（1）風(fēng)向風(fēng)速傳感器的屏蔽地線沒接好，解決方法是將風(fēng)線的屏蔽地線用螺絲刀擰在傳感器接口的螺絲釘上。（2）風(fēng)速數(shù)據(jù)不正確或缺失，首先判斷底座連接是否正常，再檢查檢定證書是否超期導(dǎo)致了軸承磨損過大影響性能。（3）風(fēng)向的數(shù)據(jù)超差較大，需判斷傳感器是否損壞，方法是使用外用表調(diào)節(jié)到電壓檔，將一頭接在風(fēng)橫臂的接線盒中的7位格雷碼接口上，另一頭接在電源地上，轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)向標(biāo)至0°、90°、180°、270°，檢查對照格雷碼表電壓是否一致。

3.2 雨量傳感器

雨量傳感器由承水器、上翻斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗等構(gòu)成。雨量傳感器是自動(dòng)氣象站中最易發(fā)生故障的部分，當(dāng)觀測數(shù)據(jù)與實(shí)際降水量對比時(shí)，很容易發(fā)現(xiàn)雨量傳感器的故障問題。此時(shí)傳感器內(nèi)部接線柱無法測量出真實(shí)的雨量[2]。在檢定有效期內(nèi)，則主要考慮“堵塞”問題。應(yīng)經(jīng)常清理承水器內(nèi)的雜物，防止堵塞承水口的漏水孔。

3.3 溫度傳感器

溫度傳感器的精度和穩(wěn)定性依賴于Pt100鉑電阻元件，溫度傳感器測量是通過鉑電阻隨溫度升高而增加的特性實(shí)現(xiàn)的，輸出信號為四線制電阻。氣溫傳感器放置在百葉箱內(nèi)，有效的檢定周期除接線松動(dòng)外，一般不會(huì)出現(xiàn)其他問題。地溫傳感器在地面下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)積水現(xiàn)象，對地溫傳感器的使用壽命影響嚴(yán)重。而由于維護(hù)較難，所以在使用地溫傳感器前，應(yīng)仔細(xì)觀察傳感器頭部導(dǎo)體和角質(zhì)保護(hù)套有無明顯外傷導(dǎo)致密閉性降低，發(fā)現(xiàn)需要及時(shí)更換。

3.4 濕度傳感器

濕度傳感器禁止劇烈搖動(dòng)和磕碰，以免損壞敏感元件，傳感器頭部有保護(hù)性過濾網(wǎng)，防止感應(yīng)元件被灰塵污染，每月應(yīng)拆開傳感器頭部的網(wǎng)罩進(jìn)行清洗。如果濕度顯示值與實(shí)際值偏差較大，用萬用表測量傳感器的輸出端和地之間的電壓值，可以判斷傳感器本身是否損壞。濕度傳感器是模擬信號輸出的，輸出電壓為 0V～1V之間，對應(yīng)的濕度值是0～100%。

3.5 氣壓傳感器

PTB330是完全補(bǔ)償?shù)臄?shù)字氣壓表，具有較寬的工作溫度和氣壓測量范圍，并且穩(wěn)定性高。氣壓傳感器安裝于機(jī)箱內(nèi)，用過靜壓管與外界大氣相通。日常中應(yīng)經(jīng)常檢查氣壓傳感器的通氣嘴不得有異物和污染。

4 ?結(jié)束語

氣象站通過對地球表面一定范圍內(nèi)的氣象狀況及其變化過程進(jìn)行系統(tǒng)的、連續(xù)的觀察和測定，為天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供了重要依據(jù)[3]。作為保障工作者，面對問題要積累沉淀，不斷學(xué)習(xí)與實(shí)踐。做好儀器的日常維護(hù)，要從點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起。

參考文獻(xiàn)

[1] 中環(huán)天儀（天津）氣象儀器有限公司.DZZ6型自動(dòng)氣象站[Z].自動(dòng)氣象站培訓(xùn)資料，2013.

[2] 車萬新.談自動(dòng)氣象站維護(hù)與保障[J].中國科技期刊，2016.

[3] 田錦濤.自動(dòng)氣象站保障與維修[J].天文與地理，2016.