自動氣象站運(yùn)行故障分析及維修處理

柳云雷+韓亞靜+張龍斌

摘 要：本文簡要探討自動氣象站組成結(jié)構(gòu)，分析自動氣象站運(yùn)行中常見故障，提出針對性處理對策，給出自動氣象站觀測儀器設(shè)備日常維護(hù)建議，以提升地面測報(bào)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動氣象站；運(yùn)行故障；維修處理；日常維護(hù)

中圖分類號：P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170733200

隨著科學(xué)技術(shù)水平快速提升，自動氣象站在各級氣象部門廣泛使用，降低了觀測人員工作強(qiáng)度，氣象觀測準(zhǔn)確性水平得到提升。由于受到工作環(huán)境和長期持續(xù)工作影響，自動氣象站運(yùn)行過程中極易出現(xiàn)故障，降低觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性，影響氣象站正常運(yùn)行。

1 自動氣象站的組成結(jié)構(gòu)

自動氣象站由采集器、傳感器、外圍設(shè)備和外部總線組成。采集器是自動氣象站核心控制元件，用于實(shí)時天氣各種氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息采集、處理和存儲，還可借助自動氣象站監(jiān)控軟件采集各個氣象要素?cái)?shù)據(jù)；傳感器與主采集器和各個分采集器進(jìn)行連接，借助感應(yīng)元件觀測氣象要素?cái)?shù)據(jù)；外圍設(shè)備包括CF卡、Flash存儲器、CAN總線、TCP/IP通訊協(xié)議、以太網(wǎng)接口和多個RS232/RS485串口；外部總線實(shí)現(xiàn)多個數(shù)據(jù)間處理，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的通訊傳輸。

2 自動氣象站運(yùn)行故障分析和維修處理

2.1 軟件接收數(shù)據(jù)異常

采集器面板指示燈不能正常閃爍，面板上沒有氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息顯示，用手按壓氣象要素按鈕仍沒有任何反應(yīng)，通訊系統(tǒng)和軟件無異常，重啟采集器后仍無反應(yīng)。這是采集器內(nèi)保存氣象要素?cái)?shù)據(jù)芯片紊亂，應(yīng)將芯片內(nèi)所有數(shù)據(jù)信息清除，后重啟采集器，確保面板有數(shù)據(jù)信息顯示。

2.2 地溫傳感器故障

地溫測量過程中，只需將地溫傳感器數(shù)據(jù)信息向計(jì)算機(jī)上反饋即可。如果測報(bào)人員發(fā)現(xiàn)地溫傳感器故障，應(yīng)檢查地溫傳感器中是否有水，還是其它原因。若地溫傳感器可正常工作，說明連接地溫傳感器和計(jì)算機(jī)線纜異常，此時可找出一根網(wǎng)線檢測或使用替代法查看采集器是否異常，如果線路連通，說明采集器故障，反之則是其它部件故障，之后進(jìn)行逐段分析，找出故障原因。

2.3 風(fēng)向傳感器故障

風(fēng)向傳感器是自動氣象站重要組件之一，用于區(qū)域內(nèi)風(fēng)向監(jiān)測，將采集的風(fēng)向數(shù)據(jù)信息傳遞到氣象站計(jì)算機(jī)上。當(dāng)風(fēng)向傳感器故障，會影響自動站風(fēng)向數(shù)據(jù)正常采集，使風(fēng)向數(shù)據(jù)異常。若僅依靠判斷方式很難找到風(fēng)向傳感器是否故障，可使用替代法，利用好的風(fēng)向傳感器進(jìn)行替換，若數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，說明風(fēng)向傳感器故障，更換新的即可；如果更換后傳感器仍不能正常使用，則要檢查采集系統(tǒng)通道是否故障。

2.4 溫濕度傳感器故障

自動氣象站溫濕度傳感器故障概率較小，只要做好日常維護(hù)工作，確保其處于良好運(yùn)行狀態(tài)，就不會影響溫濕度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。如果發(fā)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)異常，可能是溫濕度傳感器損壞，及時更換即可；若分鐘觀測的溫度數(shù)據(jù)異常，則是溫度傳感器接地裝置異常導(dǎo)致采集器釋放電流受阻，造成數(shù)據(jù)混亂，可重新處理溫濕度傳感器接地裝置，使其恢復(fù)正常。若濕度數(shù)據(jù)異常，也可能是濕度數(shù)值超出溫濕度傳感器自身測量范圍，需要對缺測數(shù)據(jù)補(bǔ)測，確保濕度數(shù)據(jù)完整。

2.5 雨量傳感器故障

雨量傳感器翻斗容易有降雨積水出現(xiàn)，會降低靈活性，出現(xiàn)滴水、防雷二極管損壞和通訊線路接觸不良等，使得采集器降水量與實(shí)際降水量有很大誤差。業(yè)務(wù)人員應(yīng)定期檢查和清理雨量傳感器翻斗、濾網(wǎng)。同時，還要檢查連接傳感器線纜是否接觸不良。汛期前后可使用1次標(biāo)校雨量傳感器，這樣因故障問題造成的誤差較小時，只需更換局部零件即可；如果誤差較大，可以直接更換雨量傳感器。

3 自動氣象站觀測儀器日常維護(hù)

3.1 采集器

采集器的主要功能是對氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行一系列采集、處理、儲存和傳輸，它是新型自動氣象站核心部件。工作人員不需單獨(dú)進(jìn)行維護(hù)，可使用毛刷定期清理采集器內(nèi)灰塵、雜物等，認(rèn)真查看采集器底部進(jìn)線孔包裝完好程度，避免在采集器上放置其它物品。禁止帶電對采集器接線端口進(jìn)行拔插操作或更換傳感器。

3.2 地溫傳感器

在多雨季節(jié)或潮濕的環(huán)境中會增加地溫傳感器出現(xiàn)故障概率，因淺層地溫傳感器長時間處于潮濕的環(huán)境中，極易生銹，損壞接頭。工作人員應(yīng)在多雨季節(jié)做好地溫傳感器日常維護(hù)，定期檢查各個連接外露線纜是否破損，淺層地溫支架是否與地面平齊，地溫傳感器是否一半掩埋在地下，一半在地上。在降雨天氣結(jié)束后應(yīng)及時查看地溫場土壤是否板結(jié)。

3.3 風(fēng)傳感器

工作人員應(yīng)每年定期檢查風(fēng)傳感器軸承，首先卸掉風(fēng)向標(biāo)，查看軸是否可以靈活轉(zhuǎn)動，有無噪聲。通過目測方法轉(zhuǎn)動傳感器手柄，將風(fēng)杯卸下，查看中心軸是否可以靈活轉(zhuǎn)動，有無明顯噪聲產(chǎn)生。每年還要密封清洗軸承，做好風(fēng)向標(biāo)指北方位檢查和校準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉海玉，王志軍.自動氣象站故障分析和維護(hù)方法[J].北京農(nóng)業(yè)，2012（05）.

作者簡介：柳云雷（1987-），男，黑龍江省牡丹江市人，碩士研究生，助理工程師，從事工作氣象設(shè)備維護(hù)維修工作。