區域自動站儀器設備常見故障及排除方法

李建軍

（尼勒克縣氣象局，新疆 尼勒克835700）

1 要素曲線顯示異常

1.1 監控主機上各氣象要素曲線顯示異常時,主要原因有以下3 點

1.1.1 監控主機與采集器的內部時間不一致

其排除方法是按規范在晚19:00 進行對時, 確保兩者時間誤差在規定范圍內。

1.1.2 監控主機硬盤故障

由于主機24h 不間斷的接收和處理數據,數據量巨大,容易造成磁道碎片,從而影響了數據的接收,應及時進行數據的備份、存儲,定時進行硬盤整理,確保數據接收。

1.1.3 監控主機系統程序或氣象自動站監控軟件部分文件損壞

對此故障最直接的解決方法是重新安裝系統程序或監控軟件。

1.2 當監控軟件顯示全部數據表現異常時,除檢查通訊故障外,絕大部分原因出在采集器上,主要有以下幾種情況

1.2.1 數據采集連續失敗,監控軟件未能完成初始化

此故障多為采集器工作異常引起的,應打開采集箱,檢查采集器是否正常工作,如工作狀態指示燈時間間隔不對時,先關閉直流輸出,再關閉交流輸入,等采集器燈滅后,再重新供電啟動采集器即可成功初始化; 如工作狀態指示燈不亮時, 則重點檢查電源控制部分是否正常工作,具體先檢查交流電是否正常供電,再者是保險管是否燒毀,最后檢查電池輸出電壓是否正常。

1.2.2 某個要素采集數據不正確或無數據

此類故障的排除,主要應檢查相應的通訊線路及采集要素在防雷板上的相應通道,最后檢查相應的傳感器。

1.2.3 多個要素采集數據連續發現異常或出現非法值

出現這種故障時,應按照以下步驟進行排除。 ①如果采集器通訊狀態正常,可采取對其終端進行檢測,判斷采集器工作是否異常。 ②檢查防雷板相應采集要素的通道是否對地短路或斷路,相鄰通道間是否短路。 ③通訊線路是否斷路或短路。 ④相應傳感器是否正常工作。

2 采集器故障

采集器故障對于自動氣象站來說是致命的打擊,因此各站必須存有備份采集器,并且平時要做好采集器的維護。 采集器一般不會出現問題,但是由于自動氣象站在我國建成的時間不長,在采集器的研制過程中可能有些因素沒有考慮,或者由于各級臺站的一些主觀和客觀因素的影響,從而造成采集器出現異常。

尼勒克氣象站在2012 年2 月28 日24∶00 以后采集數據無法正常讀入計算機, 此種情況是因江蘇無線電研究所有限責任公司的ZQZ-Ⅱ型系列自動氣象站采集器在對閏年處理時有錯誤而造成的(將3 月1 日記載為2 月29 日),采集器對非法日期進行了過濾,從而造成數據無法寫入采集數據文件和上傳數據文件,各站接到上級通知后將日期進行修改,數據恢復正常。 尼勒克氣象站受影響的數據通過自動站質量控制軟件的RTD 文件進行恢復。 因此,以后遇到自動氣象站所有數據未卸載時,首先應查看采集器數據是否正常,如果采集器正常,再檢查采集器與計算機連接是否正常,接下來檢查采集軟件是否正常,但在沒有查明原因時不要長時間地關閉采集軟件,更不要輕易的將采集器清零,否則將會造成氣象數據無法挽回的損失。 采集器故障會造成所有實現自動觀測的數據缺測,這時如果未影響正點數據,則只對小時內的極值數據進行處理,如果影響1h 的數據,則用前后定時數據內插求得,按正常數據統計;若連續2 個或以上定時數據缺測時,不能內插,各數據仍按缺測處理。

3 地溫傳感器故障

地溫傳感器分為地面地溫傳感器、淺層地溫傳感器和深層地溫傳感器,尤其是淺層地溫傳感器最容易出現故障。 由于淺層地溫傳感器直接埋入土中,長期受土壤的腐蝕,難免會生銹,影響測量精度,有時出現地溫逐漸偏高或偏低,而無野值出現,所以很難發現,只有經過一段時間的對比才能察覺。 另外,疏松地溫場也容易造成地面或淺層地溫傳感器采集數據的不正常,一是因為地溫場疏松后土質松軟造成地面和5cm 地溫傳感器溫度偏高,還有在疏松地溫場的過程中有可能碰到地面溫度傳感器或淺層地溫傳感器,造成數據的不規律。 例如,尼勒克晚上5cm 地溫高出10cm 地溫5℃左右,中午高出10℃以上,正常天氣情況下5cm 地溫高于10cm 地溫,但差值較小,經連續觀測此種情況屬異常現象,隨后查明這種現象是疏松地溫場時碰到5cm 地溫傳感器造成的,立即換下5cm 地溫傳感器,檢查后發現其表面已生銹,并非純外力影響,外力只是一個誘因。 夏季降水頻繁,地溫傳感器長期受潮,很容易造成地面和淺層地溫傳感器性能下降。 因此,在雨季應增加地溫傳感器的維護和巡視,并定期檢查各處外露電纜有無破損,淺層支架是否與地面齊平,地面溫度傳感器是否半露半埋,特別是大風、雨后觀察土壤是否出現板結,隨時保證地溫傳感器符合規范要求。

4 風向風速傳感器故障

我國新疆冬季風沙較大,自動氣象站的風向和風速傳感器容易臟,如果再加上氣溫低和雨雪天氣,風向和風速器容易凍結。 尼勒克氣象站2010 年2 月28 日10∶25 開始降雨,隨著冷空氣的到來,氣溫下降,天空開始飄雪,風速明顯加大,值班員監視過程中發現風速顯示0.0m/s,跟蹤監視發現風速一直保持0.0m/s, 與EN 型測風儀數據進行比較發現兩者存在明顯的偏差,到觀測場查看風杯轉動情況,發現自動站風杯停轉,確定為風速傳感器凍結。 值班員隨即召集人員放倒風桿進行維修,經過半個多小時的維修,風速數據在下一個正點來臨前恢復正常。 新疆臺站冬季出現這種情況的臺站不在少數,但是有的臺站卻沒有及時發現而造成數據的大量丟失。 因此,各站在做好儀器維護的同時,要加強儀器的巡視和采集數據的監視。

5 雨量傳感器故障

雨量傳感器故障主要分為漏斗堵塞和翻斗故障2 種情況。尼勒克氣象站2012 年6 月15 日10∶36 有雷暴,10∶43 開始降陣雨,10∶50 巡視時發現虹吸雨量計已經上升0.5mm, 回到值班室發現自動站監控界面內雨量欄仍無顯示,檢查采集軟件內其他氣象要素數據均正常,隨即返回觀測場檢查雨量傳感器,發現漏斗堵塞,沒有翻斗計數,經過幾分鐘的檢查調試,很快使雨量傳感器恢復正常。 尼勒克氣象站預審員發現月內幾次降水過程自動站雨量傳感器觀測的總量值與人工站雨量筒觀測的總雨量差值較大,已經超出允許范圍,而人工站虹吸雨量計測量值與雨量筒測值一致。 因此,判斷為自動站雨量傳感器問題,分析發現降水緩和時兩者差值較小, 降水急時差值大, 卸下雨量傳感器外罩檢查,發現固定翻斗的螺絲松動,雨勢急時通過慣性帶動翻斗多翻計數,從而造成自動站雨量傳感器測值偏大。 因臺站沒有計量鑒定設備,因此應先換用備份雨量傳感器,待區局鑒定部門來鑒定時再進行修復。

隨著自動站的業務運行,將會有更多新的故障和問題出現。 只有在實踐中不斷探索和積累經驗,逐步提高對運行中出現的各種問題的處理及維護能力,才能更好地保障自動站資料準確、及時的收集和傳輸,真正地發揮好自動氣象站的優勢。