淺談無人值守自動氣象站的維護保障

王震

（靈臺縣氣象局，甘肅 靈臺 744400）

隨著近些年來氣象觀測自動化技術的發展，地面氣象觀測無人值守逐步實現。2020年4月1日，全國2423個國家級地面氣象觀測站完成自動化改革，氣象觀測業務從全國試運行順利切換調整為正式業務運行，標志著我國正式邁入地面氣象觀測全面自動化時代，氣象觀測員的工作重心自此從氣象數據觀測轉變為氣象觀測儀器的日常維護和維修保障，氣象觀測員的崗位變為氣象綜合業務崗，這就要求我們的氣象觀測人員具備一定的氣象觀測設備的保障能力。在早期的氣象裝備保障工作中，觀測員只需掌握儀器日常維護，簡單故障維修，但隨著氣象自動化改革，更多探測設備投入業務運行，增加了氣象裝備保障的難度，基層保障任務更加艱巨。

1 新型自動站常見故障

1.1 雷擊后自動站出現故障

自動站如果遭受雷擊，輕則會導致自動站觀測數據有明顯跳變，數據可用性降低，重則導致自動站完全癱瘓，造成觀測數據缺失。

自動站遭受雷擊后，如果發現全要素數據缺測，首先應立即啟用備份站，確保觀測數據正常上傳，待雷暴結束后再進入觀測場。故障發生后，檢查業務軟件的通訊參數和時間校對是否正常，然后通過業務軟件的維護終端向主采集器發送終端操作命令，讀取供電電壓及供電主體；檢查主采集器供電是否正常，若不正常，則檢查自動站供電箱內的供電系統，可用萬用表測量輸入、輸出交流電壓及直流供電電壓；檢查數據傳輸，利用萬用表的蜂鳴檔測試各傳感器在防雷板上的上下接口，是否能聽到蜂鳴聲，便可得出主采集器與各分采集器的信號傳輸是否正常，排查出主采防雷模塊是否損壞；檢查溫濕度采集器可使用萬用表直流電壓檔測量電壓，可判斷溫濕度采集器是否損壞；檢查地溫采集器可使用萬用表測量地溫得電阻值，判斷地溫采集器是否正常，最后檢查各設備的防雷模塊（浪涌保護器），逐一排查雷擊故障點。

國家氣象觀測站應鋪設符合標準的接地地網，每個觀測儀器都做接地，像風塔這類較高的設備都配備避雷針，并且DZZ6新型自動站在主采集器和分采集器上裝有防雷模塊，氣象站設備維護人員必須嚴格遵照相關規定，對每個儀器的防雷模塊定期進行巡檢。對于觀測設備雷電防護這方面，為排除設備的雷擊隱患，每年汛期前都應進行防雷檢測，確保接地電阻在技術規范的要求內。

1.2 溫濕度傳感器的故障

DZZ6型自動氣象站使用WZP-2型溫度傳感器，采用Pt100電阻作為感應原件，在氣溫為0℃時電阻值為100Ω，其精確度和穩定性依賴于鉑電阻元器件的特性，溫度傳感器輸出的信號為模擬電阻值。濕度傳感器為DHC1型，濕度在（0-100）%RH范圍內輸出的是（0-1）V的直流電壓，濕度傳感器相比于溫度傳感器更為敏感，在平時維護時，禁止劇烈搖晃，且每月都得對保護傳感器頭部的網罩進行清洗，拆卸網罩時禁止用手觸摸濕敏電容。

如果溫濕度數據顯示缺測，可用萬用表直流20檔測量溫度或者濕度的防雷板第6腳和第七腳之間的電壓，查看電壓值是否在12V左右的正常范圍內，如果以上測量數據異常，則表示溫濕度傳感器損壞，直接更換傳感器即可，反之，則是傳感器未發生故障，直接檢查主采集器。

1.3 地溫傳感器的故障

地溫傳感器采用的是WZP-1型鉑電阻溫度傳感器，其測量原理和WZP-2型溫度傳感器一樣。如果地溫數據出現間歇性異常，則可能是低溫變送器手都干擾或者是地溫變送器的接線端松動導致的，檢查并緊固即可解決；由于地溫數據傳輸通過分采集器通過CAN總線連接到主采集器，如果是某一層地溫數據異常或缺側，則說明時那一層的傳感器發生故障，檢查地溫分采對應的插座是否松動，插緊后查看數據如果恢復正常，則說明故障是接線接觸不良造成的，否則就斷開分采電源，拔下故障地溫采集器對應的插頭，替換正常的地溫傳感器，重啟分采集器后，如果數據恢復正常，則說明地溫采集器故障，更換傳感器即可。

1.4 雨量傳感器的故障

雙翻斗雨量傳感器的型號為SL3-1型，原理是采用干簧管感應計數翻斗上的小磁鋼，輸出脈沖信號，計數翻斗翻動一次，則發送一次信號。所以，雨量傳感器不需要電源供電便可工作。如果雨量傳感器發生故障，首先可以用萬用表的紅、黑表筆風別插入傳感器的紅、黑接線柱的孔內，將萬用表調至蜂鳴檔，用手翻動雨量傳感器的計數翻斗，每翻動一次翻斗會聽到萬用表發出“嘀”的響聲，否則就更換干簧管；如果以上測試正常，則檢查雨量通訊線的各個接頭是否連接牢固，用校準器對雨量傳感器進行校準，檢查傳感器的通道是否正常；如果以上檢查均正常，則更換雨量電路板。

1.5 氣壓傳感器的故障

氣壓傳感器所用型號為PTB330，使用RS232/485信號輸出，傳感器安裝在主采集器機箱，與外界大氣通過一根靜壓壓力連接管相通。如果氣壓數出現異常，首先檢查氣壓傳感器電源指示燈是否正常點亮；檢查傳感器接線是否有松動；卸下傳感器接頭，有萬用表直流電壓20V檔測量傳感器接頭電壓是否為12V。若以上均無異常，則更換氣壓傳感器。

2 新型自動站儀器的日常維護

新型自動站的儀器都使用的是比較精密的傳感器，但是受各種自然環境因素的影響，每個傳感器都長期處于各種惡劣的環境當中，觀測儀器出現各種問題的頻率會非常高，所以，這就要求我們維護人員對各個傳感器的工作原理以及常見故障的排查維修技能必須爛熟于心，而且，一定要加強平時對傳感器的巡檢力度，做好周，月，年維護，保證傳感器能在各種環境下都能正常工作。自動站的傳感器損壞后必須得第一時間更換，因此傳感器備件的檢定和倉儲工作一定要做好，以備不時之需。

3 結語

氣象觀測實現無人值守后，觀測員的日常業務工作從保障數據到了保障設備，換句話說，基層氣象人員面臨著一次業務轉型，觀測業務重心向觀測裝備維護、現場核查和設備標校等方面轉變，業務人員在鞏固原有的業務基礎上，必須得努力學習各類裝備保障知識，以保證遇到突發狀況有一定的處置能力。