浅谈区域自动气象站维护的几点技巧

浅谈区域自动气象站维护的几点技巧

乔国兴朱宇蓉孙世学

青海省同仁县气象局青海同仁811399

摘要：区域自动气象站的建设在提高预报准确率、服务地方社会经济建设、为决策部门提供决策依据等方面发挥着重要的作用，区域自动站在运行过程中极易发生多种故障，对气象业务观测带来一定的负面影响，因此，区域自动站的维护和排除故障显得尤为重要。本文通过对区域自动站的结构和工作原理，对区域自动站出现故障和原因进行了简单分析和研究，并通过对加强中心站软件维护总结出一些经验，希望提高自动站各观测设备的正常运行带来帮助和提高准确性。

关键词：ZQZ型；区域自动气象站；维护管理

近年来，随着气象观测业务现代化的快速发展，阿拉善盟相继建成一批区域自动气象站，实现了气象要素的空间加密观测，弥补了我盟常规气象观测站点的不足，为中小尺度天气过程的监测与预报预警起到了非常重要的作用。但是区域站在运行的过程中，随着采集器、传感器、太阳能电板等设备的老化，区域站出现故障的次数也相应增加。另外，阿拉善盟各区域站之间相距较远，为区域站的维护带来诸多不便。本文通过实际工作中对区域站出现故障进行了研究和分析，总结出一些维护维修经验，便于其他人员遇到类似问题可以借鉴。

1.区域自动站的常规维护

ZQZ型新型区域自动站主要有传感器、信号电缆、采集器、电源系统、通讯模块和天线等几部分构成。区域自动站在野外都是采用GPRS无线通信技术传输采集的资料。

自动站的各个气象要素传感器随着时间和外界气候的变化而发生变化，这种气象要素的变化通过传感器采集到主采集器后，转换成相应的数据要素存储在存储器中，在通过通讯模块实时的将资料生成报文传输到中心站资料库中。为保障区域自动气象站数据采集正确，传输及时，日常维护是非常有必要的。从而减少故障保证资料的连续性和准确性。每两年定期按照中国气象局规定的《自动气象站现场校准方法》对温湿度传感器进行1次现场检查、校准；定期清理雨量筒内的灰尘、落叶以及昆虫等杂物，春季重新启用雨量传感器时，应校准雨量传感器；每年定期维护一次风传感器，清洗传感器轴，检查、校准风向标指北方位；定期清理太阳能电板，并测量蓄电池的电量；定期检查区域站手机信号和卡费等。这些技巧能保障区域站的故障发生率。

2.区域自动站常见故障和排除技巧

2.1电源系统的排查维护

ZQZ型区域自动气象站的电源系统分为两个部分，一部分为太阳能电板的输出电压，一部分为采集器中供电的蓄电池。排除电源系统故障的顺序一般为：先检查太阳能电板的输出电压，是否能够正常输出，再测量采集器机箱内蓄电池上接线柱上的导电点，检查各点电压是否正常。若电源系统故障未排除，再检查太阳能电板顶部的接线盒。

太阳能电池板在使用过程中经常出现白天正常供电，晚上出现供电不正常的情况时，主要原因是蓄电池与充放电控制器之间的连线不正常，夜晚蓄电池的性能下降而导致的故障。排除故障的方法就是检查连线是否松动或断开。若连线正常，故障任未排除，则表明蓄电池的性能下降，需要更换新的蓄电池。在电源的日常维护中，要及时清洁电池面板的污垢灰尘，保证电池的老化减慢和出现电源故障。

2.2传感器信号的排查维护

当区域自动气象站监测的数据出现“野值”，或数据不连续、有明显的跳跃时，可以利用万用表测量主板上各个传感器测量点的电参数，分析、判断传感器是否有故障。当区域站温湿度传感器出现观测数据异常，传感器内电阻受损等问题时，主要原因是传感器接近的接口处出现进水现象，造成感应数据缺测或异常。有效的处理方法是抹去水迹，对接口处进行密封保养。或是将接口放在百叶箱内或其他遮雨的地方，保证雨水不进入接口位置。传感器内铂电阻受损主要是受外力的挤压，造成观测数据时有时无缺测的故障。可是使用万用表对传感器电阻进行测量，阻值发生急剧变化的现象，表明传感器已受损，更换新的传感器。在日常维护中要固定好传感器，避免在大风等天气出现传感器脱落，接口松动，对温湿度数据采集产生不良影响。

2.3通讯模块出现故障的排查和维护

通信模块是区域自动站的核心部件，一旦出现故障，区域自动站的数据将无法及时的传输到中心服务器，也就造成整个区域站数据缺测，给数据的连续性带来不利的影响。通信模块主要通过GPRS信号传输，其常见的故障有指示灯不亮或闪烁异常等问题。新一代通讯模块有状态灯和网络灯两个，正常工作下状态灯常亮，网络指示灯在有数据收发室出现闪烁，没有数据收发是为熄灭状态。

若状态灯不亮或闪烁时，检查电源供电是否正常，电缆线路连接是否正常。若网络灯没有闪烁或不亮，检查区域站网络信号是否覆盖和信号强度是否符合要求。对SIM卡的安装及有效进行检查。若上述检查均正常情况下，则需要对通信模块检查，通过计算机软件来读取数据，是否正常采集。若能正常读取数据，那判断通讯模块受损，需要更换。

2.4风向风速出现故障排查及维护

在区域站出现其他气象要素正常的情况下，出现风向风速静风或是缺测，判断是否出现雨雪或是冰冻天气，这时自动站的风向风速传感器可能被冻住，导致风杯停止不转。若风杯的固定螺栓没有拧紧，也容易被大风吹落或被异物缠绕造成风速无数据的常见故障。在对日常维护风向风速传感器时，放到风杆和重新树立时难度较大的工作，在维护当中可制造以一些简易的工作作为辅助，保证安全和工作效率。

3.自动站日常维护中的几点技巧

各气象要素传感器属敏感型电子设备，易受大风、降雨或大雪等自然天气的影响，发生不同的故障。因此，加强对自动站设备的维护，需要积累经验和技巧。

1）测量电压参数时，需注意万用表的“档”、“量程”和“极性”。同时还需注意，万用表的“测笔”，若“测笔”较粗，操作稍有不当，单笔同时触及二个“点”时，就会导致主板线路短路；2）测量传感器电参时，应根据测量的对象，选择带电测量或断电测量。如湿度、风向、风速等涉及测量电压的都应带电测量，温度、地温等涉及测量电阻的必须断电测量。3）插拔自动站电源时一定要遵循采集器、蓄电池、太阳能板的顺序，尤其目前区域自动站均采用太阳能供电，插拔电源插头时很容易造成短路。4）当区域自动站出现故障时，要遵循“查看～分析～判断～测试～维护维修～再测试～填报故障维修记录”这个过程来进行，避免因为维护人员判断失误对区域自动站工作造成更大的影响。6)自动站传感器模块较多，有时出现故障可能是多个模块共同影响的问题。遇到类似问题，可以将多个模块拆开，逐个进行排查，以便缩小故障出现的范围。

4.总结

本文列出了实际工作中出现的部分较常见故障现象及解决办法，但自动气象站出现故障的原因是多种多样，有硬件和软件的原因，也有因为维护人员技术水平参差不齐造成的人为原因。总体来讲，只要维护人员了解区域自动气象站整个硬件和软件构造，运用正确的维护维修方法，通过逐步分析故障现象，总能找到故障的根源。同时，在维护维修过程中要不断的总结和积累出现故障的维护经验，认真做好区域自动气象站的维护与维修，及时排除故障，保证自动站的正常运行。

参考文献：

[1]地面气象观测规范[M].气象出版社，2003.

[2]郑健博、许馨月.区域自动气象站的日常管理及维修维护[J].科技风，2015（8）.

作者简介：乔国兴(1983-)，男,土族,青海省民和县人，大学本科学历，大气探测工程师，从事气象工作。