（湖南省怀化市气象局 湖南怀化 418000）
摘要：随着当前社会经济的发展，政府和民众对气象要素的需求有了很大的提高，这就对自动站的稳定运行提出了更高的要求，自动站的保障成为了工作重点，基于此，本文结合怀化市气象局使用DZZ4自动站的实际情况，对自动站常见的故障进行了分析，提供了一些排查和维修经验，仅供相关部门进行参考借鉴。
关键词：自动站；故障分析；方法；维修手段
引言
怀化市局观测站是湖南省气象局第一批建设使用新型自动站的台站。自怀化市投入使用DZZ4自动气象站以来，在软件、硬件结构、数据处理和存储方面有了很大的进步，增强了测报工作中对常规气象要素的观测能力和对天气观测的准确率水平，为天气预报、气象服务、气象科研等工作的开展提供了可靠、准确的数据支撑。然而，因技术、自然环境以及天气因素的影响，气象观测设备在运行过程中常出现故障问题，这就需要工作人员采取有针对性的处理措施，以确保自动站可持续稳定运行。
1、DZZ4自动气象站概况
自动气象站是一种可以自动观测，将气象观测数据进行储存并自动上传的气象观测设备，主要选用了国际标准、遵循标准和开放的技术路线，包括软件系统和应用系统两部分。软件系统是由业务应用软件和嵌入式系统软件组成，业务应用软件需安装在终端计算机上，其作用是对自动气象站进行实时监控，采集器和处理气象要素数据信息，并定时上传气象观测数据文件。自动站的硬件系统包括采集器、传感器、外围设备和外部总线。因外部总线技术的应用可随意裁剪或扩展采集器系统，借助于长线将终端计算机与主采集器进行连接，则可以实现串口数据间的通讯。在实际的测报工作中，若自动站的任意一个部件出现故障问题都会对其的运行产生影响。在故障问题出现后，需结合具体故障的表现形式，分析故障部位，进而采取科学有效的处理对策，以保证自动气象站尽快恢复运行。
2、自动站故障分析方法
当自动气象站出现故障问题时，维修人员往往选择替代法或测量法。主要是检查自动气象站的电路图，以逻辑分析方法找出具体故障部位。还可以选择好的组件替代坏的组件，如果故障问题得到解决，说明之前的逻辑分析判断是正确的。借助于万用表对关键测试点的电信号参数进行测量，也可以找出问题组件的所在位置。在实际的地面气象测报工作中，如果自动气象站出现短路或开路，则可能是线缆破损引起的，此时可以通过万用表的通断档对电缆进行测量。若防雷板出现故障问题，维修人员在判断故障问题时有很大难度，此时可以跳过防雷板通道连接两端的接线，如果故障问题得到解决，则说明是防雷板故障；若检查中发现防雷板确实出现故障问题，维修人员需要认真检查各个防雷通道，主要是查看对地是否短路或两端开路以及相邻防雷通道间的短路情况，若可以准确判断某个防雷通道故障问题，则可以将该防雷通道的连接线缆连接到未使用的防雷通道中，或者是对防雷板进行更换。
3、自动站故障维修手段
3.1采集单元故障
采集单元故障的主要表现形式是数据卸载到计算机异常，整点观测到的数据资料丢失；监控软件异常；观测到风向风速、温度、相对湿度、降水量等部分气象要素出现缺测或乱码。其原因可能是雷电天气的出现使得采集单元、采集器主板、控制面板遭到不同程度的损害，或者是电磁干扰影响数据的正常采集等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当数据采集出现异常时，测报人员需对采集通信软件参数的设置情况进行检查，通过手工方式卸载数据，并对采集器进行复位，若采集器指示灯闪烁间隔异常，而此时的交流输入灯和直流输出灯均可以正常显示，则可能是采集单元故障，需及时对采集单元进行更换或检修。
3.2温度传感器故障维修手段
在地面气象测报工作中，若发现温度传感器出现故障问题，需要工作人员认真查看温度传感器所有连接线缆顺序是否正确，利用万用表的蜂鸣档分别测量温度传感器的四根线缆，将有可能出现短路的两根线缆划分为一组（1与2或3与4）。借助于万用表对温度传感器1脚与3脚或2脚与4脚的电阻值进行测量，将电阻值记录为R1，正常状况下的该电阻值在110Ω左右，之后对1脚与2脚或3脚与4脚的电阻值进行测量，将电阻值记录为R2，该数值相对较小，之后求取R1与R2的差值，记录为R，并结合公式T=(R-100)/0.385，将温度数值计算出来，最后将其与标准值进行比对，若两者之间没有太大误差，则说明温度传感器正常，可能是采集器通道或其他原因，反之，则可能是温度传感器故障，应重新更换。为避免出现误判，应分别测量两组温度值。
3.3风向风速传感器故障维修手段
若风向风速传感器故障，应首先查看采集器中是否存在原始的风向风速数据信息，如果不存在，需认真查看风传感器的供电设备和传感器的输出信号情况。其主要操作方法为：借助于万用表对风速传感器输出端与大地之间的电压值进行测量，风杯正常转动的电压值是工作电压的一半，如果测出的电压值与该结论不相符，则可能是风速传感器出现故障，重新更换即可，反之，则说明风速传感器正常，可能是采集器通道故障或其他原因。对于DZZ4自动气象站的风向传感器来说，其在输出信号时大都采取格雷码，如果单独判断风向传感器是否出现故障问题会有很大难度，可以使用替代法，选择好的风向传感器替代现有的风向传感器，检查采集器中是否有原始的风向数据信息，如果有，则说明是风向传感器故障，反之，则可能是采集器通道故障或其他原因。
3.4湿度传感器故障维修手段
湿度传感器故障的主要表现形式是观测到的湿度数据异常或缺测，在自动气象站运行过程中，若发现观测到的湿度数据与实际数值间存在很大偏差，需对湿度传感器进行检查。湿度传感器属于高精度的传感器，为确保湿度传感器正常工作，需要维修人员定期对其进行保养维护，同时还要认真查看湿度传感器的接地屏蔽情况。如果湿度数据缺测，工作人员可以在采集器中输入对应的命令，检查是否存在原始湿度数据信息，若不存在，则可能是湿度传感器故障。湿度传感器主要通过模拟信号输出信息，输出电压值在0~1V之间，相应的湿度数据也在0~100%之间，工作人员可以借助于万用表测量连接湿度传感器与大地间的线路电压，如果电压值不在0~1V之间，则说明是湿度传感器故障，重新更换即可，反之则可能是采集器通道故障或其他原因。
结论：
综上所述，新型自动站的建成并投入使用，完善了气象观测要素的多样性，增强了气象观测数据的准确性、代表性和及时性水平，降低了测报人员的工作强度。由于自动气象站观测仪器的精密性很容易引发故障问题，需要测报人员熟练掌握自动气象站理论知识和操作技能，同时还要对仪器操作、维修维护知识等进行了解，以准确判断仪器故障，确保自动气象站长期稳定运行，进一步增强气象观测数据质量。
参考文献：
[1]黄鹤群，李凤林 . 分析新型自动气象站几个关键问题的维修对策 [J].科技与创新， 2016 （ 1 ）： 125-126.
[2]范倩 . 新型自动气象站的关键问题及其维修对策 [J]. 南 方农 业，2016 ， 10 （ 3 ）： 215-216.
[3]陈晓静，王小宁，朱卫民 . 新型自动气象站存在的问题及维修措施 [J].北京农业， 2014 （ 21 ）： 149-150.
[4]刘素平 . 新型自动气象站几个关键问题的维修措施 [J]. 农业与技术，2013 （ 10 ）： 186.
作者简介：徐双印（1986-），男，汉族，江西进贤人，本科学历，助理工程师，从事地面观测工作。
论文作者:徐双印,马育虎,王强,彭誉
论文发表刊物:《科技研究》2019年3期
论文发表时间:2019/6/11
标签：故障论文; 传感器论文; 湿度论文; 气象论文; 数据论文; 防雷论文; 风向论文; 《科技研究》2019年3期论文;