山东省日照市气象局 山东
引言
随着气象自动化水平的增强，新型自动气象站在各级台站中得到了广泛应用，确保台站的正常运行和数据采集的完整性水平显得十分重要。气象观测数据的客观性与连续性可降低人为方面的误差，进而提升其的完整性和代表性。因新型自动气象站需要24h连续不间断运行，受外界和人为因素等的影响会有各种各样的故障问题出现，不利于地面气象测报工作的正常开展，这就需要测报人员加强仪器设备的日常维护和保养，还要熟练掌握常见仪器故障排除和处理技术，以保证新型自动气象站可以正常工作。
1、新型自动气象站系统结构
自动气象站是一种可以对气象要素进行自动观测和储存的设备，主要包括有系统软件和硬件两部分。其中硬件系统包括采集器、传感器、外部总线和外围设备，在外部总线技术的作用下，可随意扩展和裁剪采集系统。通过长线可将主采集器与终端计算机连接起来，进而实现串口数据通讯。系统软件则包含有嵌入式系统软件和业务应用软件。前者的主要作用是负责嵌入式系统和外部设备的运行管理，后者则在终端计算机上安装，可对台站进行监控、数据采集、资料上传等。新型自动气象站的各个部件都是相辅相成，一旦任意一个部件出现故障问题，就会影响台站的正常运行。新型自动气象站异常会有具体的表现形式，结合这些可找出异常部位，进而制定出科学有效的解决对策，确保自动气象站尽快恢复运行。
2、新型自动气象站的常见仪器故障及维修
2.1采集器故障
2.1.1采集单元故障
在地面气象测报工作中，若遇到数据卸载到计算机异常、整点气象要素数据丢失；监控软件不能正常进入；观测到的气象要素缺测或乱码等情况时，可能是采集单元故障引起的。其原因可能是因雷电天气的出现，使得采集单元、控制面板、采集器主板等受损或者是因电磁干扰造成数据采集失败。为尽快解决该问题，需要工作人员首要查看采集通信软件参数的设置情况，通过手工方式卸载后，对采集器进行复位操作，若交流输入灯与直流输出灯正常，而采集器指示灯的闪烁间隔却出现异常，则可能是采集单元故障造成的，需对采集单元进行更换或检修。
2.1.2通道防雷板故障
若发现观测到的部分气象要素数据异常，则可能是通道防雷板故障引起的。其原因可能是因雷电天气的出现，使得采集器通信板被烧或防雷板被击穿或防雷管受损等。可利用万用表的电阻档对上下通道或与别的通道连通情况进行检查，若上下通道不通或者与别的通道相通，则说明是防雷板受损，需重新更换或检修。
2.2温度传感器故障
温度传感器的感应部位主要选用铂电阻，一旦发现观测到的温度数据异常，应检查温度传感器是否出现故障问题，可选择以下方式逐一排除。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其一，将温度传感器的感应部位用双手握住，检查温度数值是否发生改变，进而判断其感应部位是否正常；其二，将百叶箱内的温湿度接线盒打开，对1与2或3与4接线处的电阻值进行测量，该数值相对较小，接近0，接着对1与3或2与4处的电阻值进行测量，若测出的电阻值在80~125Ω之间，且电缆线正常，则说明是传感器故障；其三，选择替代法，将地温传感器代替温度传感器，逐一取下温度传感器防雷板1~4的接线端口，将地温传感器一端与防雷板温度端口连接，另一端则直接放置在百叶箱内，检查温度数值是否正常，若正常，则说明是温度传感器故障，需重新更换；其四，若温度传感器正常，则可能是温度通道故障，需对温湿度接线盒、延长线、采集器连接处等进行检查；其五，若温度数据出现跨越式跳变，则可能是屏蔽线异常，需对其进行检查。
2.3湿度传感器故障
实际上，湿度传感器的感应部位为湿敏电容，湿度传感器故障的主要表现形式是观测到的气象要素数据异常或缺测。可以借助于万用表对湿度传感器的供电情况进行检查，结合湿度数据判断传感器输出的电压信号是否正常；若是测量通道故障，应将0~1V的直流电压直接加载到采集器测量通道，之后查看测量通道内的湿度数据是否与加载电压后对应的湿度数据保持一致，若不一致，则说明是湿度传感器故障，需重新更换；若一致，则说明湿度传感器正常，需对接线和屏蔽线情况进行认真查看。
2.4风向风速传感器故障
工作人员应将对应的命令输入到采集器中，检查是否存在原始风向风速数据信息，若不存在，需依次查看风传感器的供电情况、信号输出情况，其操作方法为：①风速传感器。结合万用表对风速传感器与大地连接线之间的电压值进行测量，风杯可以转动正常下的电压是工作电压值的一半，若测出的电压值不是工作电压值的一半，则说明风速传感器故障，可重新更换或检修，反之，则说明是采集器通道故障或其他原因。②风向传感器。风向传感器输出对应的数据信号时主要以格雷码方式，若单独维护风向传感器难度较大，可直接使用替代法，也就是选择好的风向传感器替代现有的传感器，若故障问题可以得到解决，则说明是风向传感器出现故障，反之，则可能是采集器通道故障或其他原因。
3、新型自动气象站日常维护
3.1采集器日常维护
实际上，采集器不需单独维护，可使用毛刷定期对采集器上的灰尘进行清理。禁止在带电情况下对各种接线端口进行拔插或者安装传感器。每月定期打开采集器机箱，将里面的杂物、灰尘清理干净，检查采集器底部进线端口包装是否破坏，严禁将其他物品放置在采集器机箱上。
3.2温湿度传感器日常维护
百叶箱内放置有温湿度传感器，可使用湿毛巾或毛刷每月对百叶箱顶部、内部、缝隙内的灰尘进行清理，避免影响观测数据的准确性。在温湿度传感器的维护中，禁止将其移出到百叶箱内，定期检查温湿度传感器的感应部位。
3.3风向风速传感器日常维护
每年需对风向风速传感器进行定期维护，对风杯、风向标体的灵活、平稳度水平经常进行检查；在强对流天气结束后需做好风向标的检查，主要是查看指针的指北方位。定期将堆积在转动部件与静止部件内的污垢清除干净。需在密封条件下清洁风传感器的滚动轴承。滚动轴承两侧均有防尘盖，清洗时禁止将其取下。
结论：
综上所述，在日常地面测报工作中，应始终保证观测仪器设备处于良好的运行状态，这就需要做好设备的巡视和维护。一旦出现故障问题，需要测报人员沉着冷静，第一时间找出故障原因和部位，并采取有针对性的解决方案。若故障问题不能及时解决，需向台站技术维护保障人员寻求帮助，确保台站尽快恢复运行。
参考文献：
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[3]冯景.新型自动气象站常见故障成因分析及日常维护[J].科技风,2016(02):242.
论文作者:董静
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
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