自動氣象站儀器故障的分析處理

劉云華

湖南省冷水江市氣象局 417500

自動氣象站儀器故障的分析處理

劉云華

湖南省冷水江市氣象局 417500

自動氣象站儀器放置外面用于測量和觀察日常天氣的變化，儀器受到日曬雨淋很容易造成各種故障和損壞，因此本文通過對當前自動氣象站的采集器、風向傳感器等設備進行分析和故障檢測，通過詳細闡述故障出現的原因和解決的方案，用以避免這些儀器的今后發生故障之后無法及時維修的困境。

自動氣象站；風向傳感器；采集器

隨著信息時代的發展，計算機已經應用到社會發展的各個角落，我國的各大氣象站已經開始使用了自動氣象儀來統計和分析氣象數據，使用自動化的氣息設備不但能夠提高觀測點的數據檢測，而且能夠迅速將各處的數據統一分析和檢測，這比人工觀測更加能夠方便與快捷。而且由于采用自動觀測，說獲得的數據更加準確和完善，并且可以通過觀測系統，直接對觀測到的數據進行初步的分析。但由于氣象觀測儀器使用的設備具有一定的特殊性，它相比人工觀測更具有一定的敏感性和易損性，因此在整個觀測的過程當中，氣象站的自動觀測出現的問題主要出現于采集器與傳感器的故障，其中包括了傳輸數據、分析數據的故障。本文將主要介紹幾種儀器故障進行分析：

1.氣象采集器存在的問題

氣象采集器出現問題對于整個自動氣象站檢測與核對屬于嚴重故障，故障出現的主要原因在于整個采集器在研制過程中，可能存在不存客觀或者主觀因素的影響，從而導致采集器在使用過程中出現問題。由于采集器的數據是實時記錄和保存數據的，因此當采集器出現故障時，首先應當檢查采集器是否正常工作，然后在檢查采集器和計算機連接線是否能夠正常工作，接著在確認采集器軟件已經能夠正常運行，最后確定計算機是否運行正常。在沒有查明故障原因時，是不能沒查清楚問題是任意的關閉采集軟件和采集器，甚至在采集器出現儀器損壞、失靈等問題時，直接把采集器采集的數據清零，則有可能造成采集器內部數據全部為空，而如果采集器上傳數據不及時，則造成幾小時甚至幾天的數據全部遺失，形成嚴重的氣象數據損失。

自動氣象采集器在采集過程中，其在制高點會遭受到雷擊的情況在氣象站各個觀測點也經常發生，由于采集器位置處于最高點，而且氣象儀器避雷措施并不完善，當自動氣象站采集器遭受到雷擊時，氣象備份采集器將會自動運行，如果設備存在故障時，采集器將會自報警，發出“嗡嗡”的連續鳴叫聲，計算機顯示設備也將會實時出現遙測數據報警，同時計算機將會啟動自動保護，這起到了資料保護措施。一旦出現此情況應當按照以下方法進行恢復：

1）恢復采集器的運行。按采集器的復位鍵，檢查采集器是否能恢復運行，保證采集器的數據能夠及時收集。

2）將計算機重啟，并檢查“地面氣象測報業務軟件”中的數據是否存在損壞或者破壞。

3）將備份采集器的數據進行備份。將備份采集器的數據保存至計算機內，保證在重啟期間數據不存在丟失。

采集器故障主要是存在已經觀測到的數據遺失，這不僅僅是會影響到觀測結果，而且對于當前氣象信息的數據的嚴重損失；如果因此而影響到整個氣象觀測的數據采集，將會形成嚴重的數據后果，根據當前氣象數據計算的遺失計算，在1小時內的數據，可以在其前后插入定時數據，計算出遺失的數據，但如果連續2個小時或者以上的氣象數據遺失時，就不能夠進行內插算法，只能按照缺測處理，形成損失。

2.典型故障錯誤和分析解決方案

2.1 采集器出現心道通信錯誤，此錯誤對與計算機和采集無法通過重啟設備解決

故障內容：當出現此類故障，主要是由于系統狀態參數設置不準確，出現的問題，其主要原因有可能是線路連接不良，采集器無法正常工作等。

主要解決方案：通過反復檢測通信端口線路是否能夠正常輸運數據，主要檢測采集器是否能夠正常閃爍，采集器硬盤是否能夠正常運行。如果采集器無法正常工作，或者無法正常運行硬盤數據，則可以重啟采集器、檢查采集器信號燈是否能夠正常閃爍等。如果還無法正常解決，可以通過檢查變壓器，電源防雷器是否存在故障。

如果儀器運行正常，則有可能存在采集器內部故障，一般都是采用萬能表檢測采集器當中的RS232，通過不同針腳檢測是否存在正常電壓。如果電壓正常，請去掉通訊線上的串口隔離器，檢查是否能夠正常通訊。如果正常通訊，則可以更換計算機進行嘗試，更換計算機如果還無法解決問題，著需要更換采集器進行檢測。做了這些檢查后，故障通常就會被一一替換排除。

2.2 氣壓值異常，較正常值偏高10hPa以上

檢查排除：當發生此類故障時，一般都要考慮到如何能夠解決干擾源，通過排除干擾源，則可以解決故障的繼續發生。

解決方案：打開采集器，關閉交流電源，檢查電源是否存在干擾，如果氣壓數據能夠正常運行，則可以判斷交流電產生的干擾直接影響到一起的使用。如果故障依然存在，則需要檢查各個接電插頭是否已經連接良好，如果接口插頭沒有能夠正常運行，則可能存在電源信號干擾。

2003年12 月27日，界首市氣象局曾遇到類似情況。氣壓值較正常值偏高9.3hPa，當拔下地溫插頭時，氣壓值恢復正常。檢查地溫插頭的18～24線的接觸良好，檢查地溫變送器發現接地不好，重新接地后恢復正常。這即表明，若地溫變送器的接地不良，將有可能會導致氣壓值異常。因此，通過檢測儀器是否能夠正常接地，是檢測自動氣象站避免各種故障的必要條件。

2.3 低溫檢測儀器中數據出現故障，甚至出現負值，比正常值偏差過大

故障分析原因：由于地溫傳感器主要是有9支小型傳感器組成，其主要有0CM、5CM、10CM、15CM、20CM、40CM、80CM、160CM、320CM等傳感器設備，其傳感器核心元件主要是通過電阻檢測，并依據電阻輸出值計算得出相應的溫度，此電阻的輸出主要是隨著溫度的變化而發生直接的變化。其溫度可以通過計算而得，公式為：Rt=R0?（1+At+Bt2），其中R0為100Ω，A、B為常數。

故障的排除方法：檢測地溫變送器，通過變送器內部的故障是否發生線路松動，而且使用萬用表檢測1～2線的電阻值是否存在1Ω～8Ω之間，3～4線電阻值存在1Ω～8Ω之間。如果不在不正常感應，主要是由于地溫傳感器出現故障，可能通過更換傳感器解決問題。但如果儀器正常，則有可能地溫變送板出現故障，需要更換整塊變動板。

2.4 風向標擺動明顯且正常，但其風向數據無法傳遞到計算機當中，重啟采集器和計算機都無法解決故障

分析：此故障主要可能是由于數據傳遞線路出現故障。

解決方法：由于風向標故障有可能出現在采集器無法感應到風向標的信號，有可能存在風向標工作電壓無法正常輸入感應器，因此需要檢測采集器中的工作電壓是否符合要求，詳細的檢測方法應當使用萬用表直接檢測感應儀器的設備，是否滿足工作電壓12V，如果輸入電壓存在差異，則有可能是風向傳感器出現故障，需要更換。

3.結語

以上是筆者在長期使用和維護中，氣象采集出現的一些典型事例，在整個故障出現時，應當根據儀器的主要特性進行分析傳感器和采集器的主要工作原理，來確定問題出現的區域，并通過反復檢測分析問題出現的原因和具體的解決方案。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.15.042