2020年來賓市區域氣象站故障及解決方法分析

譚光平，胡祖權，蘇慶紅，王永明，劉 熾

（來賓市氣象局，廣西壯族自治區 來賓 546100）

區域自動氣象站是我國地面自動觀測設備，在綜合氣象觀測系統中發揮著重要作用，具有布局合理、分布廣泛、不需要人工值守、24 h 連續不間斷運行等特點。區域自動氣象站的建立可為氣象人員提供分辨率較強的觀測資料，增強天氣預報的精準度，提升對天氣系統特別是中小尺度天氣系統和災害性天氣監測能力。區域自動氣象站有效地提高了氣象監測整體水平，為防災減災以及生產生活提供了重要的氣象數據依據，是發揮氣象防災減災的第一道防線。

1 區域自動氣象站組成及工作原理

區域自動氣象站由氣象數據中心、室外采集器和GPRS網絡組成，其中采集器是區域自動氣象站的核心部件。區域自動氣象站硬件包括數據處理、電源、顯示單元、串行接口、采集通道等，其作用是采集、儲存和傳輸氣象要素數據信息。

區域自動氣象站的工作原理是借助傳感器將氣象數據轉為電信號，因單片機控制整個數據采集器，可以對觀測數據進行線性和定標處理，在提升觀測數據質量的同時，實現工程量與要素量之間的轉換；隨后經過預處理模塊轉換成實時氣象要素，再利用通訊模塊傳輸觀測數據。

2 來賓市區域自動氣象站的構架

來賓市現有區域自動氣象站126 個（含移動自動氣象站），其中興賓區36 個、合山市6 個，這42 個區域自動氣象站由來賓市氣象信息與技術保障中心負責維保。來賓市現有區域自動氣象站有3 種型號，包括DSD14 型自動站、CAWS100型自動站、多要素區域自動站。采集器包含多要素自動站采集器QML201、CAWS100 型自動站采集器HY324、DSD14型自動站采集器、骨干站采集器HY1100。

3 區域站常見故障及解決方法分析

3.1 采集器故障及其解決方法

數據采集器右上角有工作狀態指示燈，若采集器正常，紅色指示燈會間隔3 s 閃爍1 次。若紅色指示燈閃爍間隔時間異常，標志著出現故障，進而會打破采集器的程序，降低氣象要素數據采集的準確性，重啟采集器即可解決；傳感器故障也會對采集器程序造成影響，可以拔掉采集器傳感器插頭，保留供電端，檢查采集器能否正常運行。若采集器可以正常工作，應將傳感器插頭逐一連接，找出故障傳感器，直接更換即可。

3.2 濕度傳感器故障及解決方法

濕度數據異常是濕度傳感器故障主要表現形式之一，如天氣晴朗或中午，觀測的空氣濕度數值為100%，說明濕度傳感器故障，觀測人員應及時找出故障原因并處理。濕度傳感器主要利用鉑金屬的電阻率對空氣中的溫度和濕度的變化進行測量。在測量空氣中的相對濕度時，濕敏電容對濕度變化感知較為敏感，若空氣濕度發生變化，高分子濕敏電容介質會上下波動，根據這種變化可以測量空氣濕度值。若濕度傳感器性能下降或使用年限較長，則需要更換濕度傳感器。

3.3 雨量傳感器故障及解決方法

當站點與鄰近站點相比，降水明顯出現異常時，先查看雨量筒的出水口是否堆積雜物，雨量傳感器漏斗是否堵塞。若有堵塞，則需除去污物并清潔過濾網。清洗后，嚴禁用手觸摸雨量傳感器的翻斗內部。

4 2020年來賓市區域氣象站故障實例分析

2020 年1 月—9 月，來賓保障與信息中心負責維保的42個區域自動氣象站共出現故障30 余次，其中雨量故障20 多次，占比80%以上；風故障3 次，占比10%。下文對這2 類故障進行分析并討論解決方法。

4.1 雨量故障表現及解決方法探討

2020 年1 月—9 月，來賓市興賓區和合山市區域自動氣象站雨量故障20多次，其中因雨量傳感器翻斗失靈或漏斗出水口堵塞有16次，約為雨量故障的80%。7月29日南泗氣象觀測站雨量故障，見圖1。

圖1 雨量傳感器故障Fig.1 The rain sensor fault

監測發現該站周邊站點均有雨量，但該站雨量為0，通過現場檢查發現，造成該故障的原因為螞蟻在傳感器內駐窩，堵住了傳感器排水口，計數翻斗無法翻轉，見圖2。

圖2 雨量傳感器結網Fig.2 The rain sensor networking

封好雨量傳感器導線口可大大降低此類故障。來賓縣主要作法：用電工膠纏繞雨量線致雨量線剛好能通過進線孔，把雨量傳感器導線口堵封好。

4.2 來賓風故障表現及解決方法探討

2020年以來，來賓市興賓區和合山市區域自動氣象站風故障3 次，占區域站自動氣象站年故障數的10%。其中儀器老化故障1次，因老鼠咬斷風線導致風故障2次，見圖3。8月10 日興賓大灣國家氣象觀測站故障，表現為風向長時間不變，風速時有時無，氣溫為0；8 月13 日合山北泗氣象觀測站故障，表現為風向長時間不變，風速為0，氣溫為0。現場檢查均為風線被老鼠咬壞，以致風線短路造成故障。

通過現場檢查發現，老鼠是從風桿底部，順著風線住上爬，把風線咬壞。因此，只要封堵好風桿底部就可以避免此類故障發現。

圖3 風故障Fig.3 The wind fault

5 常見故障的快速解決方法

區域自動氣象站的維護，要遵守預防為主、搶修為輔的原則。技術人員應了解區域自動站的基本結構和工作原理,進而可以快速判斷出故障的部位。一般可以通過以下3種方法快速解決區域自動氣象站故障。

5.1 直觀法

通過看、摸、聽等直觀方法判斷設備是否有電，接線是否脫落，元件是否開焊、銹蝕，是否出現受雷擊等現象，判斷故障部位，為下一步檢修服務。

5.2 測量法

電路測量方法是用萬用表電壓、電阻、電流、二極管蜂鳴等檔位測量電路元件、線路通斷，依照設備參數快速準確地發現故障。

5.3 代替法

代替法是在萬用表不能準確判斷的情況下，懷疑某元件有問題，就要用好的元件替換所懷疑的元件，看故障現象是否消除。如果儀器正常，就說明所替換下來的元件已損壞。