自動氣象站的常見故障分析及維修維護

曾貴權 張志華

自動氣象站的推廣和使用是實現氣象觀測自動化和氣象改革的重要步驟，一方面能夠對能見度、溫度、降雨、風向、風速等氣象要素進行全自動收集，極大提高了地面氣象觀測業務的質量和服務水平，另一方面能夠精簡氣象觀測工作的內容，使氣象工作人員能夠把有限的時間放在關鍵環節上，切實避免人工觀測存在的錯誤或誤差。雖然自動氣象站具有操作方便、穩定性強、維護簡單等特點，但是在其長期運作的過程中，難免不會受到外界條件的影響，特別是在極端氣候條件下，自動氣象站的各種設備容易出現損壞或腐蝕，造成觀測數據的缺失或錯誤。因此，強化對自動氣象站的故障分析及維修維護是新形勢下氣象工作的基本要求，這不僅需要氣象工作人員能夠對各種設備的工作原理和結構特點進行準確的把握，而且需要根據設備的具體要求來對各種傳感器進行校準和維護，確保氣象數據的準確性和可靠性。

1.自動氣象站的結構特征

當前投入使用的自動氣象站均采用了國際標準，其具備標準性和開放性的特點，根據構成設備的不同，總的可以分為硬件設備和軟件兩類。硬件設備主要包括了采集器、傳感器、外部設備和線路四個部分，其中采集器分為一個主采集器和若干個分采集器，主要針對溫度、濕度、輻射等要素進行采集，傳感器主要針對雨量、氣壓、風向、風速等要素進行采集。在軟件方面，自動氣象站具備物理層、數據鏈路層和應用層的標準定義，當需要添加傳感器或更換觀測要素時，只需要對原有采集器和傳感器進行改動即可，而不需要在連接和布線上再次做出更改。

2.自動氣象站設備故障的分析原則

一是安全原則。確保維護人員的人身安全和設備安全是故障分析的首要原則，其中采集器、傳感器、內部線路、計算機、打印機等都是帶電設備，在進行故障分析和維修維護時需要先切斷電源，避免帶電操作，降低安全事故發生的概率。二是邏輯原則。邏輯原則即通過電路原理來判斷發生故障的可能性，必要時可以盡量保留故障現象，以故障現象來推導故障部位的大致范圍，避免不必要的操作。三是分解原則。因為自動氣象站設備的構成元件較多，大多時候只能根據故障現象精確到故障發生的范圍，然后再對其范圍內的元件進行逐一排查，減少無意義的故障檢測。四是替代原則。當判斷出故障范圍，而還沒有得到最終證實前，可以使用好的部件替代可能出現問題的部件，如果故障消失即可證實該部件確實存在故障問題，便于后續設備維修工作的開展。

3.自動氣象站的常見故障及維修維護

3.1出現異常觀測數據

當某一觀測數據出現異常時，需要對傳感器進行檢查，查看傳感器是否受損或線路松動，必要時可以切斷電源后重新拔插線路，查看設備重啟后是否還存在數據異常情況。

3.2采集器故障

采集器是自動氣象站的核心部件，其直接影響著對氣象要素的收集，所以想要提高觀測數據的準確性，就需要及時對采集器進行日常維護。比如當采集器出現故障時，首先要對通電情況進行檢查，查看電源是否連接，保險絲是否燒毀。然后檢查采集器內是否存在灰塵、蟲子和樹葉，如有就需要清理干凈。最后可以對采集器進行復位或清理內存后重啟，查看故障是否解決。如果上述措施仍不能解決故障問題，即需氣象工作人員做好故障記錄，及時上報故障情況。

3.3風向風速傳感器故障

風向風速傳感器是對平均風速、風向、最大風速、極大風速進行自動觀測的設備，當其出現故障問題時，首先需要檢查接線頭是否存在松動，其次檢查電纜是否通電，是否受到雷擊，最后檢查轉動軸的摩擦情況，是否因摩擦力過大影響設備轉動。因為風向風速傳感器的安裝位置較高，容易受到外界氣候條件的影響，在特殊天氣發生時，氣象工作人員要加強對風向風速傳感器故障的檢查和維護工作。特別是遇到降雪天氣，其轉動軸容易發生凍結現象，這需要氣象工作人員及時清除冰晶，避免因設備故障導致觀測數據的丟失。

3.4雨量傳感器故障

雨量傳感器是用于收集降水量、降水強度、降水起止時間的設備，因其主要安裝在野外，容易受到氣候條件和生物的干擾。當發生雨量筒和漏洞堵塞時，需要對其內部的沙子、落葉、蟲子等進行清洗，要避免用手直接觸摸內壁，以免留下油污影響觀測結果。當出現翻斗不能正常翻動時，要對其干簧管進行檢查，查看是否安裝到位或出現損壞。

3.5溫度傳感器故障

溫度傳感器故障多發于高溫潮濕的季節，由于其內部元件和金屬部位出現生銹而導致接頭受損，最終影響對溫度的觀測結果，特別是當觀測到的溫度數據與附近自動氣象站觀測的數據差距過大時，即應該檢查溫度傳感器是否發生故障。首先要檢查溫度線是否正常，其與溫度傳感器的接觸是否良好，其次檢查周圍環境是否對溫度產生干擾，比如較強的反射光和通風口等，最后用電阻表測量溫度傳感器的電阻大小，查看其電阻大小是否符合當前溫度下的標準值。

近些年，國內因極端氣候引發的自然災害越發頻繁，其造成的經濟損失和人員傷亡逐漸增加。因此，為了切實提高氣象防災減災能力，強化對中小尺度天氣情況的觀測和預報準確性，自動氣象站得以快速推廣和使用。從上文的分析可以發現，自動氣象站常見的故障種類較多，這就需要廣大氣象工作者加強對各種設備的學習和認識，提高自身的日常維護能力，只有這樣才能保障設備的正常運作，促進氣象數據的有效收集。

（作者單位：644000 四川省宜賓市氣象局）