區域自動氣象站常見故障分析及處理

畢明林 于躍 劉志鵬 劉鵬飛 謝華光 蘇華 姚維華 劉帥

摘要? 為充分發揮區域自動氣象站在氣象防災減災工作中的作用，結合區域自動氣象站維修經驗，對其常見故障進行分析，并提出故障處理辦法，供相關維修保障人員參考。

關鍵詞 區域自動氣象站;防災減災;故障分析;故障處理

中圖分類號：P415.12 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）06-121-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.057

Analysis and Treatment of Common Faults of Re gional Automatic Weath er Stations

BI Ming-lin? et al（Chaoyang Meteorological Bureau， Chaoyang， Liaoning 122000）

Abstract In order to give full play to the role of regional automatic weather stations in meteorological disaster prevention and reduction， combined with the maintenance experience of regional automatic weather stations， the common faults of regional automatic weather stations were analyzed， and the methods of fault treatment were proposed for the reference of relevant staff.

Key words? ?Regional automatic weather station; Disaster prevention and mitigation; Fault analysis; Fault treatment

區域氣象自動站是氣象現代化建設的基礎，是氣象防災減災、預報預警的科學依據，是我國綜合氣象觀測系統的重要組成部分，具有分布面積廣、獲取資料準確度高、時空分辨率強、傳輸及時、減小探測盲區等優勢，在氣象服務中得到廣泛應用，特別是在農村氣象防災減災服務中發揮重要作用。區域自動氣象站能夠對各站風速、風向、降水、溫度等氣象要素進行準確有效的連續監測，為精細化預報提供詳實資料，大大提高了對中小尺度天氣系統的監測和局地強對流等災害性天氣的監測能力，在氣象預報預警、防災減災中發揮重要作用。但是隨著建設時間的推移，自動站故障問題也隨之顯現。為了切實提高維修保障人員在區域自動氣象站維修過程中的效率，保障自動氣象站數據連續性和準確性，充分發揮區域自動氣象站設備效益，筆者對區域自動氣象站故障維修經驗進行了總結，為更準確、迅速解決區域氣象自動站故障奠定基礎。

1 區域自動氣象站的工作原理

區域氣象自動站有硬件和軟件部分，主要是由傳感器、數據采集器、電源部分、通訊模塊、數據存儲和處理部分組成，傳感器感應氣象要素值，數據采集器采集感應值，感應值形成一種規定的報文格式的實時數據，這個實時數據被保存到數據存儲內。采集器同時將實時數據傳送到通訊模塊，經過GPRS傳輸方式上傳到中心站服務器上，預報員可以通過區域氣象自動站數據查詢系統查詢區域氣象站監測資料，目前區域站數據每10 min采集上傳1次。

2 常見故障分析及排除方法

由于區域自動氣象站長期處于室外工作環境中，而且大部分區域氣象自動站建設在農村偏遠地區，雖然現在有鄉鎮信息員負責維護，但是維護精力和水平有限，加上使用年限的增長，故障發生難以避免。快速維修故障的關鍵在于如何準確找到故障原因，對故障原因進行認真分析。區域氣象自動站可分為電源、數據信號傳輸和采集3個部分。通過原理的邏輯分析，采用替換方法排除故障，縮短故障時間，保證資料獲取及時。值得注意的是在更換過程中嚴禁帶電操作，避免人為損壞設備。

2.1 供電系統故障

區域自動氣象站采用太陽能板對蓄電池充電，蓄電池為區域氣象自動站供電，所以判斷供電故障一般就是查找太陽能板或蓄電池故障，可能出現的問題有電池老化、電池電量耗盡、太陽能電池板損壞等[1]。一般電池最佳使用壽命為2年左右，也可能連續陰天造成太陽能電池板不能對電池充電，在太陽能板無法對蓄電池充電的情況下，四要素站可工作7～15 d。有時自動站會發生白天運行正常，但晚上出現數據缺測現象，這是因為電池性能下降，白天充電量不足導致故障，此時檢查如果太陽能板無問題，即為電池故障，需要更換電池排除故障。斷開太陽能電池板，使用萬用表測量電池電壓和太陽能板輸入電流可以具體判斷為電池或太陽能板故障。

2.2 通信傳輸故障

通信故障表現為終端顯示故障和數據未上傳故障，包括通信卡故障、通信網絡故障和通信模塊故障，針對終端顯示故障和數據未上傳故障可以首先測試區域站參數回復是否正常，如果無回復或回復錯誤，則可以初步判斷為通信模塊故障，或者檢查通信模塊指示燈情況，如果指示燈閃爍異常或NET不亮，則可能是通信模塊損壞，需要更換排除故障，更換后不要忘記重設參數。確認通信模塊正常則需要判斷通信卡是否處于正常運行狀態，避免因卡費停機造成故障，可通過撥打該卡號確定;其次，檢查通信卡與卡槽接觸是否良好，可以適當清理通信卡接觸點。有時也會因為通信網絡原因造成數據無法上傳，可通過手機上網確定信號是否穩定，也有可能是附近有信號干擾導致網絡不穩定。此外，需要檢查天線是否松動、損壞，接口是否腐蝕[2]。

2.3 采集系統故障

采集系統是區域站的核心部分，采集器故障通常表現為死機、采集程序亂等。正常狀態下閃爍，如間隔閃爍時間不規律或常亮、長滅狀態則采集系統故障，可以拔下傳感器接頭，只留供電，重啟采集器看工作是否正常，若正常依次接插傳感器，判斷由哪個傳感器引起故障。

2.3.1 雨量傳感器故障 雨量傳感器故障情況比較常見，主要表現在雨量線路損壞、雨量桶盛水器或匯集漏斗堵塞、干簧管損壞。如果其他數據正常，而雨量數據不正常時，需要檢查雨量傳感器接線是否松動，如若接觸不良需要重新緊固;檢查雨量筒是否被雜物堵塞，如果堵塞需要將雜物清理干凈，同時對翻斗和漏斗進行清洗;若清洗后依然無法正常顯示雨量，則應對干簧管兩端進行測量，用萬用表蜂鳴檔測量干簧管焊點上下2個空焊點，翻動翻斗時無蜂鳴聲則干簧管損壞。

2.3.2 風傳感器故障 風傳感器故障通常表現為風向、風速無數據，風向出現固定值無變化或者格雷碼錯誤，風速出現異常值或者固定無變化[3]。風向、風速傳感器出現故障后，同樣要首先檢查連線，如連線無誤，可以通過萬用表檢測風向、風速電壓，測量風向信號線和地之間電壓范圍是否符合0～2.5 V，對飲0～360°風杯停止時風速信號和地之間測量值為0或者接近工作電壓。此外還應對傳感器北線進行檢查校正。

2.3.3 溫度傳感器故障 目前，區域氣象自動站使用的溫度傳感器基本都是PT？鄄100型鉑電阻制作的，該傳感器有5根線，對應電路板標識為*+-R和G。溫度傳感器通過鉑金屬對溫度變化使其電阻率發生變化從而測量溫度，溫度傳感器發生故障時，表現為溫濕度不符合正常范圍數值，大部分原因為溫度傳感器連接線斷路引起，首先要檢查傳感器接線是否正確，接線無誤則采用替代法，更換備份溫度傳感器排除故障，并將換下的傳感器重新檢定確認是否故障。

3 結論

隨著區域自動氣象站的廣泛應用，保障區域自動氣象站穩定運行尤為重要。該文總結了區域自動氣象站維修中一些常見故障，分系統進行了分析，并針對性提出了解決辦法，保障人員可對其進行維修參考，以提高維修效率。同時要加強日常維護、保養，在工作中不斷積累經驗，總結實踐中遇到的問題，從而實現準確熟練地判斷故障，解決故障。

參考文獻

[1] 盧雪勤，黃薈，鐘祥平.區域自動氣象站常見故障分析處理[J] .氣象研究與應用，2018，39（3）：101-103，115.

[2] 馮日升，張永梅.區域自動站常見故障處理與保障措施[J].北京農業，2013（5）：183-184.

[3] 胡本剛，孫百茹.區域自動站故障判斷與維護[J].農林勘查設計，2015（2）：92-93.

[4] 趙廷斌，陳慧玲，張超.區域自動氣象站常見故障判斷及排除技巧[J].南方農業，2015，9（33）：194-195.