自動氣象站維護及普通故障排查方法

紀春艷，公芙萍

（山西省臨汾市氣象局，山西 臨汾 041000）

地面氣象觀測技術已由人工儀器觀測向自動化采集邁進，了解自動氣象站的工作原理，熟悉自動站的維護和故障排查方法，對保障自動站正常運行從而保證業務正常運行具有重要的意義。

1 自動氣象站工作原理

自動氣象站由傳感器、數據采集器、計算機、電源和通信網絡等組成。它的工作原理是：傳感器把氣象要素的變化情況通過數據采集器預處理后，形成各個氣象要素的實時值，經過通信接口傳輸到計算機中進行數據存儲，監控軟件負責在屏幕上顯示實時數據，測報軟件負責對數據進行進一步處理，完成編發報文、編制報表、格式轉換、形成上傳文件、數據打印等任務，通訊組網接口軟件負責把需要上傳的文件通過網絡傳輸到中心站。見圖1，從其工作原理可以看出，傳感器、數據采集器、計算機、網絡是自動氣象站的重要環節，維護要從此入手。

圖1 自動氣象站工作原理

2 自動氣象站維護

2.1 傳感器的定期檢查維護

2.1.1 風向、風速傳感器

觀察風杯和風向標轉動是否靈活、平穩，如有異常要馬上進行處理，正常情況下，每年應清洗1次傳感器軸承。在冰雹、雷電、大風等天氣過后要仔細檢查風傳感器有無受損；在冬季有冰凍或出現雨凇、霧凇、降雪時，要注意風傳感器感應部分是否凍結或轉動異常。

2.1.2 溫、濕度傳感器的維護

溫、濕度傳感器安裝在百葉箱內，百葉箱要定期清洗保持清潔。對溫、濕度傳感器也要定期進行檢查，溫、濕度傳感器的頭部有保護罩防止感應元件被塵埃污染，若發現傳感器防護罩內的濾紙有灰塵時，要輕輕旋下防護罩，用干軟毛刷輕輕刷去灰塵。每月應用軟毛刷清掃防塵罩，不要用手或不清潔的物體接觸溫濕傳感器的護罩，不能使用的應及時更換。大風、大雨過后，要及時檢查百葉箱內有無積水；冬季降雪或有雨凇、霧凇待時，也要及時清除百葉箱內外凍結物，保證自然通風良好。

2.1.3 氣壓傳感器的維護

氣壓傳感器安裝在采集器箱內，在日常維護中只需定期檢查通氣孔是否暢通，不得有異物和污染，使其保持與周圍環境空氣一致。每月應把緩沖盒分子篩取出，其干燥后再置于盒中，并密封好。

2.1.4 雨量傳感器的維護

雨量筒的進水漏斗孔易被灰塵、樹葉、草葉、昆蟲等堵塞過濾網，造成雨量誤測或缺測。巡視儀器時發現異物要及時清除，必要時可用細絲將漏斗孔疏通，保證雨水順利進入翻斗。每月應拆下雨量外筒進行檢查和清洗，保證安裝牢固，器口水平。清洗時要斷開雨量傳感器的電纜，翻斗內壁嚴禁用手擦拭，以免沾上油污。

2.1.5 地溫傳感器維護

（1）地溫場要保持疏松、平整、無草，地面溫度傳感器的探頭部分應一半在土中，一半在空氣中，埋入土中的感應部分與土壤要緊密接觸，不可留有空隙，露在空氣中的部分要保持清潔，不得有雜物或雨露。淺層地溫安裝支架的零標志線要與地面齊平，雨后要及時對地溫場進行疏松、平整。

（2）每月或雨后、雪融后應檢查深層地溫硬橡膠套管內是否有積水，如有積水，應用頭部綁有棉花或海綿的竹竿插入管內將水吸干，如發現套管內經常積水，要及時進行維修。

2.2 外轉接盒的維護

每班儀器巡視時，要檢查外轉接盒的密封性是否完好，接入及接出的數據線是否正常。

2.3 數據采集器的維護

（1）定期用毛刷清理采集器的灰塵，不要帶電開啟采集器機箱以及拔插電纜。

（2）每天檢查采集器與計算機、外轉接盒的連接是否松動、是否正確，發現松動或錯誤及時更正。

（3）發現采集器數據異常應及時對采集器復位，如果復位不能解決，要對采集器內存進行清除。

2.4 供電系統的維護

（1）當電池電壓低于11 V時，供電系統自動報警，此時應立即停機，并及時充電。

（2）UPS應每個月放電1次，當UPS右側電量標示降到20%（只有兩個燈亮）時，UPS連續報警，此時應立即停止放電，并及時充滿電。

2.5 計算機的維護

（1）注意開機順序。開機順序：供電系統——UPS電源——數據采集器——計算機。

關機順序：計算機——采集器——UPS電源——供電系統。

（2）計算機連續工作72 h后，必須關機1次，重新啟動，以便消除系統電子碎片。

（3）盡量不要在計算機讀寫數據時關機。

（4）50至整點時間內不可對時、不能修改時間，避免丟失整點數據。

（5）降雨時不可對時、不可修改時間，避免丟失累計的雨量數據。

2.6 通信網絡的維護

局域網中出現的故障大部分與網卡和網線接觸不良有關，局域網中，傳輸的都是一些弱信號，如果操作稍有不當或者路由器電源的零地電壓不對，會造成數據包經常丟失，做PING連接時，會出現時好時壞。我們在使用網絡設備時，要經常定期地檢查電源的零地電壓和網線的接頭情況，否則將會給我們的工作帶來很大的麻煩。

2.7 防雷設施的維護

（1）每年雨季前對觀測場、測報室及所有儀器的接地線進行一次檢查，并對地阻進行測試，把地阻控制在4 Ω以內，發現地線有脫落或虛接的應及時連接好。

（2）觀測場、值班室內新增儀器設備，應對金屬外殼做接地處理，接地線應并入統一地網，并入地網時若用電焊連接，則焊接前應摘掉觀測場、值班室內所有儀器的接地線，否則將損壞儀器設備。

（3）數據采集對零地電壓要求嚴格，一般不超過2 V，零地電壓過高會影響到采集器的數據采集，同時還會影響到分鐘數據的正常卸載，我們在浦縣氣象站的一次故障排除中就遇到分鐘數據時有時無，不能正常卸載，在排除了其他硬件及軟件故障后，發現采集器的零地電壓竟為80 V，把地線重新接地后故障排除。

3 自動氣象站故障排查方法

3.1 替換法

替換法是常見的快速有效的方法，使用當前好的備用件把可疑的器件進行替換，找出問題所在。

3.2 排除法

如果對問題的位置沒有把握，則可以先從能確定沒有問題的設備入手，逐漸排除好的設備，經過逐一排除，剩余的就是有問題的設備了。

3.3 測試法

用儀表（最常用的是萬用表）對懷疑的設備進行電阻、電壓等要素的測試，從而找出故障位置，更換損壞的零件。此方法在檢查儀器故障的時候經常用到，并且效率高、效果好。