鄂州市气象局 湖北 鄂州 436000
摘要：随着科学技术的快速发展，我国气象行业发展迅速。区域自动气象站已成为我国综合气象观测系统的重要组成部分。区域站观测网，提供了区域性高时空分辨率的中小尺度灾害性天气、局部环境和区域气候等观测数据，加强当地的气象监测手段、提高气象服务能力，对地方政府服务形成支撑。
关键词：区域自动气象站；常见故障与维修
引言
我国气象行业随着我国经济的快速发展而发展迅速。近年来，区域自动气象站建设已经成为我国气象领域中的一个重要环节，通过建设自动气象站实现了气象观测的自动化以及气象要素动态和实时数据监测，有效提高了我国气象监测整体水平。但通常情况下，区域自动气象站建设在野外区域，往往会受到人为或自然环境等的影响，造成监测数据的不准确和不及时。
1区域自动气象站概述
区域自动气象站主要由采集器、传感器、供电设备和通讯模块等组成。目前在用的区域自动气象站主要有CAWS600RT四要素和CAWS600和DZZ5六要素。它们之间的区别主要有：（1）使用的采集器和传感器的型号不同。（2）前者主要采集降水、温度、风向、风速等数据，后者主要采集降水、温度、风向、风速、湿度、气压等数据。（3）前者的通信模块集成在采集器上的，后者有独立的通信服务器。（4）前者通过6V蓄电池供电，后者通过12V蓄电池供电。区域自动气象站主要通过太阳能蓄电池供电，传感器采集气象要素，采集的气象要素数据传输到采集器上处理，处理后的数据通过通信服务器发送回中心站服务器。
2区域自动气象站的原理
区域自动气象站主要由传感器、采集器、通信接口等电子单元，系统电源，以及机箱、防护罩、避雷装置等安装和配套设施组成自动气象站各传感器的感应元件输出的信号产生变化，这种变量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现信号到气象要素量的转换，经过质量控制，对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。现用自动气象站主要采用集散式和总线式两种体系结构。集散式是通过以CPU为核心集中采集和处理分散配置的各个传感器信号；总线式则是通过总线挂接各种功能模块来采集和处理分散配置的各个传感器信号。目前区域自动气象站的校准主要是现场校准，按气象要素进行分类，将单要素观测设备分别与对应的标准装置通过比较法进行现场校准，参照自动气象站检定规程等方法或规范进行判断，及时更换超出最大允许误差的传感器，确保观测数据的准确可靠。
3供电系统故障问题
在供电系统方面存在的常见故障问题由电池老化、电量耗尽或太阳能电池板损坏等造成。一旦发生故障问题，区域站没有数据显示，中心站后台会向值班手机发送信息报告包括故障区域站基本信息和情况，只需要查看监控网站就可以确定供电系统的故障。电池电量耗尽很可能因为电池使用超过其寿命，并且发生了老化情况；或在长时间连续阴雨天的情况下，太阳能电池板不能对电池充电，严重情况会造成电池永久性损伤。解决方法：工作人员应该先打开太阳能电池板，再用万用表测量电池电压、太阳能电池板输入电流等。如果测量结果是电池电压过低，可以试着更换电池；如果是太阳能电池板输出电流与显示电流不相符，那么可以判断是太阳能板发生损坏（注意：非外力作用，一般情况下太阳能电池板不易发生损坏）。如果测量结果显示电池电压和太阳能电池板都是正常的，那么，需要检测电源控制器是否存在问题，如输入和输出电压等。
4区域自动站传感器的远程校准
区域自动气象站的传感器通常是用便携式标准器在现场进行校准，由于自动气象站传感器和相关标准装置的智能化程度不高，无法实现双方数据交互，不能将上级实验室的标准值远程传递到台站现场进行在线校准。但是随着量子技术的发展，在量子纠缠的帮助下，微观上量子态可以“瞬间移动”和“瞬间复制”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果能够实现宏观上的“瞬间复制”，那么区域自动气象站传感器的远程校准将变成现实。
5雨量的检修方法
雨量传感器正常运行关键在于雨量翻斗的检修包括钢簧管、不锈钢簧片、调节螺丝等。日常标校使用容器10mL水向标校仪大小雨场分别2次注入水，使翻斗翻转157次左右，观察标校显示仪数据。如果显示的数值与翻转数不符，则先需要用万用表检查钢簧管是否有开关动作，调节磁钢与钢簧管间隙距离，调节好后要注意它的固定，同时也要检查雨量线和接头是否正常。在大小雨场标校值不一致时就需要调节螺丝尽量保持斗翻左右翻转的角度平衡，同时这也取决整个雨量筒基座是否水平，还有在更换雨量板的时要注意4个固定螺丝的位置又要与翻斗坐架保持平衡，同时在安装雨量板上的漏斗支架时也要注意漏斗的位置和平衡。在对传感器各部件进行清洗时要注意细节要清洁到位。在检修采集器的采集板时快速短接一下2根雨量线后查看雨量读数是否以0.1为单位增加，反复几次如果无读数或者大于0.1增加基本可以判断C22电容和U13光电耦合器有问题，在这还要特别指出的U13光电耦合器性能好坏对反映雨量精准度很重要，由于该器件的结构性特点如果性能不良很容易造成雨量异常超大。U13抗静电和电磁干扰能力较差，而静电干扰往往是该站防雷接地不好造成，电磁干扰也往往是设备本身所产生的电磁干扰，同时这种现象又是一个软故障在大多数情况下反映不出来，由于这些干扰有时甚至还会使采集器自动生成降水记录，要着重掌握好每一次每一个站的降水情况以作为判断设备故障的依据。
6通信故障
通信故障明显的特点是故障期间的数据信息储存在采集器上，当通信恢复正常后，故障期间的数据信息会补传到中心站服务器上。造成通信故障的原因主要有：（1）通信服务器故障。（2）通信服务器外接天线接触不好或故障。（3）SIM卡接触不好、氧化、损坏、欠费。（4）运营商网络服务故障。可以通过观察网络指示灯的闪烁情况来判断通信故障：每三秒钟闪烁一次，代表设备能够正常接收到无线网络信号；每一秒钟闪烁一次，表明设备无线模块正在搜寻无线网络信号，设备不能正常通信；指示灯熄灭，表明设备关闭无线通信模块。
7采集器故障问题
在区域自动气象站的采集系统中，其故障问题主要是死机、端口故障或程序走乱等，是比较常见的问题。针对这些故障问题除了工作人员要求细心检查以外，在具体解决中可以先观察采集器的指示灯是否闪烁。正常情况下，指示灯每3秒会发生闪烁，如果时间间隔不对应该考虑是否是采集程序走乱引起的，工作人员可以试着将采集器重新启动；如果是传感器故障，工作人员可以将传感器拔下来再启动，查看工作状态是否正常。如果传感器可以运行，这时可以依次插上传感器插头，逐一排除就可以判断出故障发生的部位。在操作过程中应该注意重新开机时，工作人员需要先拔下通讯终端接口，当CF指示灯为闪烁状态时再插上。
结语
区域自动站通信故障是目前比较常见且高发的故障，原因有多种，需要维修人员在处理时保持冷静，认真分析问题的本源。
参考文献
[1]涂治招,江彩英,谢丹等.区域自动气象站运行效能统计分析.气象水文海洋仪器,2016,33(3):39-42
[2]韩笑,王力,王吉滨等.一种地市级气象数据库的设计与应用.气象科技,2015,43(6):1053-1059
[3]吴会洪,孙百安,姜水平等.自动气象站故障分析与实例处理.数字通信世界,2018(6):260-262
[4]李霖,谢丹,江彩英.室外电子设备防雷保护要点.绿色科技,2015(8):275-277
[5]陈裕,董德保,陈进,等.马鞍山区域气象站常见故障分析及保障建议.陕西气象,2017,(6):41-44.
论文作者:胡金虎 叶木林 刘国清 傅玮
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/30
标签：区域论文; 故障论文; 传感器论文; 气象论文; 雨量论文; 自动气象站论文; 电池板论文; 《科学与技术》2019年第09期论文;