自動氣象站儀器設備保障及維護技術研究

（甘肅省華亭市氣局甘肅華亭，甘肅 華亭 744100）

近年來，我國氣象事業呈跨越式發展態勢，全國各個地紛紛開始投入使用新型自動氣象站，促使氣象觀測業務由人工觀測開始轉變為自動化觀測，這不僅降低了勞動量，而且還大大提升了氣象觀測數據資料的全面性以及準確性。但是，由于自動氣象站儀器設備每天處于24h不間斷運行狀態，長時間儀器設備本身損耗較大，給自動氣象站儀器設備保障及維護管理帶來了十分嚴峻的考驗。當前，自動氣象站儀器設備在運行過程中時常會出現一些儀器設備故障，對地面氣象觀測業務的順利開展造成不利影響[1-8]。基于此，自動氣象站儀器設備保障及維護工作特別重要，要加強自動氣象站儀器設備常見故障的分析處理，并注重日常保障及維護工作，以不斷提升自動氣象站運行質量。

1 自動氣象站在維護過程中存在的問題及原因

科學技術的發展，為自動氣象站的發展增添了新設備，提高了儀器的性能，但也為儀器的維修和維護增添了困難。自動氣象站使用的儀器大部分是精密儀器，地面觀測和高空觀測設備的功能和結構不同，觀測人員需要具備非常專業的知識和實踐經驗。但是，在現實生活中，觀測人員缺乏責任感，不嚴格規范自己的行為，無法對氣象站設備進行專業的保護和維修處理。未能做好儀器設備的保障管理工作，嚴重影響觀測資料的準確性。

現代氣象觀測儀器很多。管理監視設備時，觀測人員缺乏專業知識，機器設備維修技術不足，管理體制和機制不成熟，沒有比較完善的氣象站設備保障和管理制度，測量過程中獲得的溫度濕度氣壓值出現異常。這些問題嚴重影響了氣象信息的及時性和有效性，對人們的生產生活產生了很大的影響。

2 自動氣象站儀器設備故障分析處理

2.1 采集器故障

新型自動氣象站啟動時，如果采集器操作出現異常問題，工作人員通常需要最先查看采集器面板上的指示燈，仔細觀察指示燈閃爍狀態，以確定采集器是否有故障。如果面板上的指示燈不閃爍，氣象要素數據不顯示，點擊后也沒有更改，則采集器上的芯片數據很有可能會混亂。這時，工作人員必須及時清除收集到的芯片數據，或者更換新的芯片，然后重新啟動采集器。通常，采集器能夠及時恢復至正常狀態。假如采集器數據異常，需要仔細檢查采集器的電源系統，觀察空氣開關是否跳動，或者電源電壓有無異常。如果以上條件均無異常，則檢查通訊線，假如在排查之后也無異常問題，則可以確定為采集集器故障，需要及時維修亦或者更換新設備。

2.2 風向風速傳感器故障

自動氣象站正常工作時，如果沒有顯示風向和風速數據，可以輸入相關命令，查看采集器中是否存在該數據。否則，必須逐一分析風向風速傳感器的電源和信號輸出狀態。對于風向風速傳感器，可以使用萬用表檢測風向風速傳感器輸出和地面之間的電壓值。標準電壓值是工作電壓的一半。如果不滿足此條件，則表示風速傳感器存在故障，需要換取新設備。對于風向傳感器，由于很難單獨檢查故障原因，故可以使用替代方法進行檢查。也就是說，用良好的風向傳感器代替現有的傳感器，如果問題得以解決，則表明風向傳感器出現故障，否則很有可能是其他因素造成的，需要繼續檢修，直至設備恢復穩定運行狀態為止。

2.3 氣壓傳感器故障

氣壓傳感器運行中發生故障時，工作人員應切斷系統電壓，以免氣壓傳感器故障惡化。氣壓值發生波動情況時，要及時檢查氣壓傳感器的接線狀態，看看排氣口是否有異物阻塞狀態，如果上述檢查沒有發現異常，就要更換新的氣壓傳感器。如果發生數據檢測缺失或遺漏現象，應觀察收集面板數據是否顯示并確認電源。如果電源電壓正常，而集電面板沒有數據顯示，可以確認氣壓傳感器發生故障，需要更換新設備。

2.4 雨量傳感器故障

若雨量傳感器觀測到的降雨數據太小或為零，那么及時通過排查發現是由以下問題引起的：雷暴導致儀器部件損壞，傳感器漏斗、翻斗、濾網被堵塞；定位螺絲松動。這個時候，工作人員需要及時清除雨量傳感器各個部件中的雜物，并維修維護受損儀器部件。若損壞嚴重，則可以考慮換取新設備，確保雨量傳感器正常運行。

2.5 地溫傳感器故障

在地溫傳感器運行過程中，如果觀測到的地面溫度數據異常，那么首先需要查看分采集器的電路，觀察其是否可以穩定運行。假如沒有異常，則應該通過串口調試助手發送相關命令，觀察是否可以返回所有數據。若沒有辦法返回，則需要認真檢查采集器并將計算機連接到分集的串行端口。使用串行調試發送命令，若能夠返回所有數據，則表示采集器中沒有異常。否則，表明存在問題，需要及時更換或維修。如果單個地面溫度數據異常，則可以采用替代法單獨對單個地溫傳感器故障進行排查，直到設備恢復正常。

3 自動氣象站儀器設備保障及維護技術要點

3.1 采集器保障及維護

對于自動氣象站的核心儀器設備——采集器，工作人員應特別重視日常保障與維護工作。平時要主采集器和分集器以及、采集器和傳感器、計算機之間的連接是否牢靠。若發現存在松動現象，需要及時擰緊。若采集器數據有問題，則必須對采集器作復位操作，若數據仍然存在異常，則必須清除采集器內存并重新啟動計算機。若這個時候依然不準確，則應查看采集器有無損壞，需要及時上報，安排專業的技術保障人員進行處理。日常工作中，還應注意對采集器的灰塵、雜質進行清理，在清潔維護和檢修時需要切斷電源，不要在通電的情況下處理。每年需要安排專業的防雷檢測技術人員對自動氣象站采集器以及其他設備的防雷裝置進行檢查，要確保防雷系統的可靠性，避免設備被雷擊，要保障設備的穩定運行。

3.2 風向風速傳感器保障及維護

風向風速傳感器受天氣影響較大，強風天氣下傳感器的旋轉頻率太高，軸承部位經常過度磨損。由于大量摩擦，旋轉不順暢，傳感器出現了損傷現象。如果長時間內數據不變，軸承部件的老化可能會導致傳感器故障。如果傳感器顯示沒有收集到數據，則電纜或接頭可能沒有擰緊，或者人工損壞后沒有及時維修。一般來說，風向風速傳感器的位置高，平時很難發現傳感器故障，所以工作人員應該隨時比較氣象信息，使傳感器能夠檢測到最真實的風向和風速。平時工作人員應該最先清理風傳感器積累的污垢。另外，傳感器軸承的維護和管理，特別是風向傳感器軸要通過目視檢查，檢查前要去除風向表，正常情況下軸沒有明顯的噪音，同時要靈活旋轉，檢查結果問題要及時得到維修和維護，還要注意風向標的校準。對于風速傳感器，每年都要檢查傳感器手柄的旋轉，確保設備穩定運行。

3.3 氣壓傳感器保障及維護

氣壓傳感器和外部大氣進行連通時，一般需要憑借靜壓管來進行。靜壓管通常位于采集器機箱下部的小孔中，氣象人員要時常檢查靜壓管孔是否保持暢通，以更好地感知外界大氣壓，確保氣壓傳感器觀測數據的準確性。

3.4 雨量傳感器保障及維護

雨量傳感器通常在雨季發生故障，往往是因為傳感器漏斗被堵塞所引起的。所以，應及時對雨量傳感器進行清潔維護，以確保其正常運行。另外，如果實際降水量與實測值之間差異較大，有關人員需要及時進行排查，對雨量傳感器對維修維護，以確保雨量觀測的準確性。

3.5 地溫傳感器的保障及維護

對于地溫傳感器，需要及時清潔地面變溫器箱體，以確保其牢固密封，避免漏水；如果地溫傳感器的套管中存在積水，那么勢必會影響測量數據的準確性。所以，在有降水的情況下，應第一時間對水分進行清除；要防止外力震蕩以及傳感器生銹，確保地溫傳感器的穩定運行，提升觀測數據的準確性。

4 結語

綜上所述，自動氣象站儀器和設備的維修和維護以及保障需要觀測人員具有專業基礎和強烈的責任感。同時，我們還需要掌握儀器和設備的一般故障類型和發生問題。這就要求觀測人員不斷提高自己的技能，確保儀器和設備的日常有效維護，發生故障時及時處理，盡可能保證氣象工作順利進行，使人們可以得到真實有效的氣象警報。今天，現代化自動氣象觀測站儀器設備在我國各地區開始廣泛應用，氣象觀測工作的場景對儀器設備的依賴越來越強。各級氣象部門要加強自動氣象站設備保障和維護管理，結合實際設備運行，對發現的設備故障進行最快時間的分析和排除，并且采取科學合理的設備保障和維護方法。為促進自動氣象站設備的高效穩定運行打下堅實的基礎。