湖南省永顺县气象局 湖南永顺 416700
摘要：本文结合永顺县气象局使用区域自动气象站的实际，首先简要概况了区域自动气象站的组成和工作原理，接着分析了区域自动气象站运行故障处理，最后给出了几点区域自动气象站的日常维护。
关键词：区域自动气象站 运行故障 远程维护
引言
对气象要素数据进行探测和收集是气象部门开展天气预报、科学研究、气候预测等各项工作的基础，确保气象资料的准确性和完整性则是气象业务的基本要求，直接对气象服务质量和气象预报的准确性产生影响。近些年来大量布设的区域自动气象站是我国综合气象观测系统的重要组成部分，因具有分布广泛、布局合理、不需要人工值守等特点，同时还能实现24h连续不间断运行，为气象工作人员提供了精确度和空间分辨率较高的区域气象资料，在提升天气预报准确度和精确度方面发挥着十分重要的作用，还增强了对天气系统尤其是中小尺度天气系统和灾害性天气的监测能力。随着全球气候变暖现象不断加剧，灾害性天气出现的频率和强度不断加剧，为了降低灾害性天气造成的损失，各个地区的区域自动站数量呈现出逐年加增的趋势，因使用年限较长，对区域自动站后期的管理、维护和故障排除等成为关注的焦点。受到自身和外界多种因素的共同作用，区域自动气象站在运行过程中会有很多故障问题，能否做好维护工作直接对区域自动气象站观测数据质量产生影响。
1、区域自动气象站的组成和工作原理
永顺县位于湖南省西北部，湘西土家族苗族自治州东北部，地理位置介于北纬28°42′~29°27′、东经109°23′~109°35′之间。全县属中亚热带山地湿润气候，四季分明，热量较足，雨量充沛，水热同步，温暖湿润；夏无酷暑，冬少严寒，垂直差异悬殊，立体气候特征明显，小气候效应显著。截止到2016年7月，永顺县境内共有42个区域自动气象站，因境内大风、强降水等灾害性天气频繁，区域自动站监测数据信息多次在防汛指挥调度工作中发挥了决策作用。
区域自动气象站系统主要有气象数据中心、GPRS网络以及室外采集器三部分组成。其中区域自动气象站的核心部件是采集器，而区域自动气象站的硬件主要包括有采集通道、串行接口、显示单元、电源、数据处理等，主要功能是对气象要素数据进行采集、储存和传输等。区域自动气象站的主要工作原理是在传感器的作用下将气象数据转换成电信号，数据采集器受到单片机控制，可以对观测数据进行线性和定标处理，不仅确保了观测数据质量，还可以在工程量和要素量之间进行转换。在预处理模块的作用下转换成气象要素的实时数值，最后在通信模块的作用下传输观测数据信息。
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2、区域自动气象站运行故障
2.1电源故障
实际上，外接电源对采集器的影响较大，外接电源是否稳定直接影响观测仪器能否正常运行。若输电线路较为复杂，一旦出现大风、强降雨等灾害性天气时极易造成跳闸。另外，外接电源极易出现短路现象，对区域自动气象站相关设备的安全产生严重威胁，永顺县气象局每年因电源故障影响供电的情况较为常见。一旦发现区域自动气象站运行中出现故障，应首要检查电源系统能否正常运行。主要是检查太阳能的输出电压，之后打开采集器机箱，对蓄电池接线组合的导电点电压用万用表的直流档进行测量，查看是否有异常情况。若太阳能表面上有遮挡物，将会对太阳能的正常采集产生影响，进而造成蓄电池亏电，减少蓄电池的使用寿命，因电能存储不足，夜间输送时极易出现中断，在出现这种情况时应调整太阳能板采集光线的位置或者新增太阳能板。
2.2采集器故障
在数据采集器右上角有工作状态指示灯，观测人员可以结合工作指示灯的闪烁间隔判断采集器是否出现故障。若采集器正常，每间隔3s红色指示灯会闪烁一次。若红色指示灯闪烁间隔异常，将会打破采集器程序，同时也会对气象要素数据采集的准确性产生影响，观测人员应重新启动采集器即可解决该问题；传感器故障问题也会影响采集程序的运行，此时可以将采集器传感器的插头拔掉，只保留供电端，查看采集器的工作情况。若采集器工作正常，应依次插上传感器的插头，逐一判断是哪个传感器故障。
2.3湿度传感器故障
湿度传感器故障的主要表现形式是观测到的湿度数据不在正常范围内。例如，在中午或者天气晴朗时，测出的空气湿度高达100%。这就说明了湿度传感器出现故障，需要观测人员及时检查和处理。温湿度传感器主要是通过铂金属电阻率对空气中温湿度的变化情况进行测量的。在对空气中湿度进行测量时，因湿敏电容的敢湿性较强，一旦空气中的湿度发生变化，高分子湿敏电容介质就会出现上下波动的变化，结合这种变化可以得出湿度值。随着科学技术水平的快速发展，湿度传感器的质量也不断提升，在长期运行的过程中发生故障的概率不断降低。一旦湿度传感器性能下降、使用年限久远，应及时更换新的湿度传感器。
2.4雨量传感器故障
区域自动气象站中雨量传感器常见的故障有漏斗故障、翻斗故障、干簧管故障以及翻斗磁铁故障，一旦这些部位出现故障，在降水天气出现时雨量数据会显示异常，不利于对降水量的监测。在长期使用的过程中下水漏斗和雨量筒内会有硬物堵塞，工作人员应对其进行定期检查和清洗，始终确保下水漏斗和雨量筒的畅通性；使用万用表对干簧管进行检测，如果万用表不能正常跳转，则说明是干簧管故障；而采集器接头和信号电缆接头极易出现松动，检查的过程中也要对其进行重点查看。另外，在强降水天气出现的过程中，会加快翻斗的单转速度和次数，此时测出的降水量偏大，在记录降水量数据时需要将误差考虑进去。
3、区域自动气象站维护
3.1电源系统维护
在对太阳能电池板进行维护时主要是清除电池板表面上的灰尘和杂物。在冬季来临之前，对太阳能电池板的倾斜角度进行适当调整，保证太阳能电池板与太阳直射光线之间呈现出直角，以确保太阳能电池板的供电效率；而适当增加倾斜角度还可以减少太阳能电池板的积雪厚度。
3.2采集器维护
工作人员应使用毛刷定期清理采集器上的灰尘、树叶、蜘蛛网等杂物，禁止在带电的情况下拔插电缆、安装传感器、打开采集器机箱等。每天对采集器和计算机和变送器的连接情况进行检查，当发现异常情况时要及时处理。
3.3湿度传感器维护
定期对湿度传感器进行清洁，及时清除微型百叶窗内的污渍和灰尘。在清洁湿度传感器中的湿敏电容时应小心谨慎，防止将微型探头弄折，使用干净毛刷将黑色过滤网中的杂物清除干净。
3.4雨量传感器维护
每月定期一次检测雨量传感器，确保其可以正常运行。定期清洗滤网，确保雨量传感器的下水孔保持畅通，及时清除杂物。在清洗翻斗之前应断开信号连接线，禁止用手直接与翻斗内壁接触。
4结论
正确处理区域自动气象站运行故障和日常维护是一项重要的工作，需要工作人员具有较强的责任心。引起区域自动气象站故障的原因较多，只要工作人员熟练掌握整个系统，就可以快速找出故障原因并进行处理，进而确保区域自动气象站高效、稳定的运行。
参考文献:
[1]林修栋,彭雯,程立波.区域自动气象站的日常维护与故障排查[J].现代农业科技,2009(19).
[2]郭晓燕,李春龙,张淑娜.区域自动气象站常见故障及维修方法[J].现代农业科技,2011(3):317
第一作者简介：刘水根（1991-）男，汉族，湖南省浏阳市人，大学本科，助理工程师，从事气象业务工作。
论文作者:刘水根,张慧,周睿
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/3
标签：区域论文; 故障论文; 传感器论文; 自动气象站论文; 采集器论文; 湿度论文; 雨量论文; 《防护工程》2017年第25期论文;