淺談惡劣環境自動氣象站的儀器維護

易建平++張禮林++李雪蓮++肖研++廖蕓

摘 要：自動氣象站主要由傳感器、數據采集器、微機、電源、專用電纜和相關軟件等組成，部分自動氣象站高濕，多冰凍，多大風，強雷暴，對儀器造成影響。南岳從2003年自動站運行以來，傳感器、采集器等經常出現故障，筆者對故障原因、解決辦法進行了總結，為臺站人員儀器維護保養提供參考。

關鍵詞：自動氣象站 故障 儀器維護

中圖分類號：P415.12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（a）-0224-01

1 自動氣象站正常運行的基本保障

儀器出廠要嚴把質量關，其性能完全符合“地面氣象觀測遙測自動化功能需求書”標準，安裝嚴格規范，確保電纜、分采集器電源插頭與傳感器、分采集器連接良好，并定期檢查，防止個別要素缺測。防雷必須符合氣象行業規定的防雷技術標準的要求；雷暴過后，檢查DZZ4采集器電源空氣開關，如果跳閘，應及時合上，防止時間長全部要素缺測。

2 惡劣環境自動氣象站儀器維護要點

2.1 溫濕度傳感器的維護

由于溫濕度傳感器制作缺陷，在高濕多霧水的臺站，霧水容易從上端縫隙流進溫濕度傳感器內部，造成數據異常，因此，應用防水膠帶密封上端縫隙，另外取小號礦泉水瓶，在瓶口下7 cm處剪下截取上部，套在溫濕度傳感器中下部位，用防水膠布把礦泉水瓶口與感應器身繃緊，防止霧水流進傳感器內。

檢查發現感應器上有灰塵，應用軟毛刷清除。

2.2 關于風傳感器維護

2.2.1 安裝之前

風速傳感器安裝之前一定要給軸承注入精密儀表油，方法是：拆下風速架或風向帽，將儀表油從傳感器的上軸承處多次、少量、緩慢注入，然后裝上風速架或風向帽，這樣能延長軸承正常運轉時間。因大風磨損，啟動風速增大時，應更換風速傳感器，對換下的風速傳感器按上述方法注油，再倒轉向下，轉動軸承，用脫脂棉吸出殘渣，注油...吸出殘渣，如此重復多次，直到殘渣清除為止，再注入精密儀表油，轉動軸承摩擦聲應很小，如摩擦聲仍較大，則此風速傳感器不能使用。

2.2.2 安裝時

安裝風速傳感器時，切記只能一邊順時針旋轉風橫臂上的風速航空插頭套環，一邊推擠航空插頭，直到連接牢固為止；如因操作不當把航空插頭上兩個接線腳扭脫了焊，風速會顯示0.0，應把風橫臂拆下來，重新把線焊好，裝上后風速即可恢復正常。

2.2.3 安裝避雷針

避雷針必須安裝在風傳感器橫臂的中間，否則風向傳感器格雷碼盤容易遭雷擊，造成風向錯亂。

2.3 雨量傳感器的維護

雨量傳感器解凍后重新使用時，應按規范調試儀器使其采集正常，校準雨量測量精度。雨量傳感器使用久了，一般雨量記錄會偏大，原因是計數翻斗粘上污垢占據了計量翻斗的微量體積，使得實際雨量不到0.1 mm即翻動一次，相同雨量時記錄增多。因此，每約2個月在無雨天氣，應清洗傳感器和檢查雨量記錄誤差，方法是拆下外筒，把電源接線柱一個接頭擰下或進入雨量維護狀態，用脫脂棉醮洗潔精擦洗承水器、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數翻斗，然后把清水緩緩倒入承水器，順次清洗上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數翻斗等，重復導洗幾遍即可，再檢查雨量測量精度，超出誤差重新調整，然后擰上電源接頭，裝上外筒。雨量傳感器如因雷擊不記錄，可能干簧管兩簧片吸合在一起，擰下外筒，擰下傳感器的一個接線頭，用手指輕輕敲擊傳感器支架，使簧片分離，把萬用電表撥到電阻檔，表筆分別觸到兩接線柱，人為翻動記數翻斗一次，若指針擺動，則表明干簧管恢復正常；把二芯電纜兩個接頭碰一下，看計算機是否有0.1的記錄，若有，表明二芯電纜、采集器正常，否則，電纜或采集器故障，需更換或維修。若干簧管、二芯電纜、采集器正常，則擰上傳感器接線頭，人為翻動記數翻斗一次，看計算機是否有0.1的記錄，若沒有，則電纜接頭與傳感器接觸不良，需用細砂布擦去銹跡再用螺母擰緊，即可恢復采集。

儀器每月至少定期檢查一次，清除過濾網上的塵沙、小蟲等以免堵塞管道，特別要注意保持節流管的暢通。

冰凍期長的地區，在初冰前將感應器的承水器口加蓋，修改軟件參數設置，不必收回室內，并拔掉電源。

2.4 蒸發傳感器維護

正點后右鍵點擊SMO監控軟件左邊菜單欄下方的蒸發傳感器→維護（選取、輸入有關內容）→再點“維護”→清洗蒸發桶，加水沒過了連通管時，從蒸發室內加水，以排出管內氣泡及小蟲、樹葉，用網勺撈出小蟲、樹葉等，再沿著桶壁緩慢加水至規定部位（溢流孔以下3.5～6.5 cm）→右鍵點擊SMO軟件蒸發傳感器→結束維護→分鐘蒸發水位穩定后，進入AWS業務軟件的“自動觀測”→點擊“蒸發水位”右邊的“調整”，完成維護。清洗蒸發最好過了正點后進行40 min內做完。平時蒸發桶中有小蟲、樹葉等或水位超出規定范圍，也應按上述流程進行舀水、撈雜物或加水維護。注意維護后的第一個小時蒸發量是否正常，如果異常，應按規定處理。

冰凍期長的臺站，停用蒸發傳感器，修改軟件參數設置，舀盡蒸發桶內水，并加蓋。

2.5 能見度儀維護

巡視能見度儀鏡頭臟污或鏡筒前端有積冰時，正點后右鍵點擊SMO監控軟件左邊菜單欄下方的能見度傳感器→維護（選取、輸入有關內容）→再點“維護”→用眼鏡清潔布擦拭能見度儀鏡片或用工具清除鏡筒前端積冰→右鍵點擊SMO軟件能見度傳感器→結束維護。

因雷擊等引起能見度數據異常，打開能見度儀電源箱，把蓄電池插頭拔下再插上，空氣開關關閉再開啟，一般可恢復正常。

2.6 地溫傳感器維護

冰凍嚴重臺站，地面雨凇積冰融化導致表層土膨脹，引起0～20 cm深地溫傳感器上移。因此，需用約35 cm長鋼條垂直打入土中，用銅線把地溫傳感器框架或板條與鋼條綁定。

2.7 蓄電池維護

每1～2個月或有雷暴時趁機關閉交流電源，給蓄電池放電約1 h，以延長蓄電池使用壽命。

3 結語

該文針對惡劣環境自動氣象站維護工作進行了歸納總結，除了不可抗拒的因素外，為避免儀器故障的發生，臺站業務人員平時應做好儀器維護。為適應惡劣環境，對儀器提出如下改進建議：一是制作密封性能良好的溫濕度傳感器，防止霧水流入內部；二是大風多，風速傳感器使用1年左右，風速?。? m/s）時風杯有時不轉動，因此風杯軸承應采用耐磨的金屬材料制作；三是嚴重冰凍時風杯容易凍壞，故建議用金屬材料制作風杯和風標，增加風傳感器融冰裝置，以便抗凍壓和增強傳熱融冰效果。

參考文獻

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