朝阳气象局
摘要：气象自动站的正常运行能够提升气象观测的准确性，并且降低人力成本，提升观测效率。但是在实际观测工作中，气象自动站若是出现故障问题，将直接影响到气象观测工作的准确性。基于此，本文阐述了自动气象站的构造特征与气象自动站故障排除的基本原则，对自动气象站常见设备故障的排除措施及其维护策略进行了探讨分析。
关键词：自动气象站；构造特征；故障；排除；原则；措施；维护策略
一、自动气象站的构造特征
自动气象站主要由软、硬件两部分组成，硬件部分由采集器、传感器、连接电缆以及电源等组成。通过先进的电子测量、数据传输以及控制系统，满足了气象观测的各种业务需求，具有高效、高准和易维护、以及实时进行远程监控等优势。采集器由主采集器1个和若干个采用CAN总线互相连接的分采集器。软件部分包括应用软件和嵌入式系统软件。应用软件主要对于自动气象站所监控、采集及处理的相关气象要素数据信息进行处理并上传。
二、气象自动站故障排除的基本原则
1、替代性原则，在气象自动站出现故障时，工作人员要根据电路原理进行分析，以此来找到出现问题的位置。可以利用替代性原则，选择好的组件来替代坏的组件，若是故障消失那么则是说明原有的组件存在故障，此方法是较为常见有效的方式，但是这要求工作人员必须要配备好充足的备用件。
2、推理原则，由于气象自动站的组件项目过多，若是出现故障，将直接导致故障出现的结果复杂化。因此在故障问题的处理时，要遵循推理性原则，断开部分连接线，同时将气象自动站的设备分成小部件，以此来对故障的范围进行缩小，之后对各个小部件进行故障点的检查，以此来进行排除，同时分析故障产生的原因。
三、自动气象站常见设备故障的排除措施
1、采集器故障的排除措施。当采集器在自动气象站观测业务开展过程中若发现异常，工作人员往往需要在第一时间认真查看采集器面板上的指示灯状况，观察指示灯的闪烁有无异常，由此来鉴别采集器是否存在故障。若采集面板上的指示灯并没有闪烁，同时也没有气象要素数据显示，单击后毫无任何变化，那么极有可能是采集器中的芯片数据出现混乱。这个时候，人们需要及时将采集到的芯片数据清理掉亦或是换取新的芯片，随后对采集器进行重新启动。一般这个时候采集器便可以恢复至正常运行状态。若采集器数据发生异常，那么就应该认真查看采集器的电源系统，观察空气开关有无跳动问题，亦或是电源电压有无问题。假如上述条件均属于正常状态，那么就应该仔细检查通讯线路。若无异常问题，就意味着采集器发生了故障现象。这个时候，应该及时进行维修处理亦或者更换新设备。
2、风向风速传感器故障的排除措施。风向风速传感器处于工作状态时，假如无风向和风速数据正常显示，那么便可以输入相关命令以观察采集器中是否存在相应的数据信息。假如没有，那么就需要逐一分析风传感器的电源以及信号输出情况。针对风速传感器，可以通过万用表对风速传感器输出、地面之间的电压值进行检测。标准电压值一般为工作电压的1/2。若同此条件不符，则可以确定为风速传感器故障，需要更换设备，否则可能是因为采集器通道故障或其他原因造成的，有必要继续进行故障排除。针对风向传感器，一般很难单独排查，所以可使用替换方法去检查。也就是说，通过良好的风向传感器代替现有的问题传感器。如果问题得以解决，则意味着风向传感器出现故障，否则可能是其他因素引起此问题，需要继续检修，直到设备恢复正常。
3、雨量传感器故障的排除措施。雨量传感器故障一般表现在：观测到的降水量数据偏小亦或者为0。通过故障排查，发现形成的因素如下：雷暴天气对设备元器件造成不同程度的损坏，雨量传感器翻斗、漏斗或者滤网存在堵塞现象；翻斗定位螺钉出现松动状况等。
这个时候通常需要第一时间清理干净雨量传感器翻斗、漏斗亦或是滤网中的杂物，并且对设备受损区域及时进行维护，直至雨量传感器能够顺利运行。
4、地温传感器故障的排除措施。地温传感器运行过程中，假如所观测到的地温度数据均呈异常状态，那么可能是分采集器，总线亦或是电源发生故障等因素引起的，应该先对分采集器的电路进行检查，观察其是否存在异常。若电路运行稳定，那么可以在串口调试助手的引导下对有关命令进行传输，通过这些来查看是否能够返回所有数据。假如没有办法返回，则需要严谨细致地对分采集器进行排查。凭借串口调试对相关命令进行发送，若可以返回至全部数据，那么就说明分采集器没有异常。否则，说明其存在故障，需要第一时间对设备进行维修或者更换。假如单个地面温度数据异常，那么需要对个地面温度传感器进行检修。可采取替代法进行排查，借助于性能稳定的地温传感器替代单个地温传感器，观察数据异常问题有无排除，若能够排除故障，则意味着是因为地温传感器故障引起的，应该及时维修保障或者更换新设备。
四、自动气象站常见设备的维护策略
1、采集器的维护策略。采集器作为自动气象站的核心设备，平时应该注重采集器的清洁保养，可以通过毛刷对采集器机箱表面的浮灰以及杂物进行清理。还应该定期开启采集器机箱，对机箱内的灰尘以及杂物进行清理，确保采集器的洁净性，并观察底部进线孔的密封程度有无异常。注意不要在带电的状况下对各类接线端子进行拔插，在更换亦或者对传感器进行装设的时候应该提前断电；假如设备某一部分发生故障问题就应该单独去维护；此外，每年雷电高发季节到来之前应安排专业防雷检测技术人员对自动气象站防雷装置进行检测，避免采集器以及其他观测设备被雷击；最后，还应时常检查采集器通讯系统和计算机的连接情况，应始终保障采集器的可靠运行。
2、风传感器的维护策略。平时工作人员应该日常对风杯和风向标旋转的灵活性、平稳性进行检查与维护管理；在出现雾霾、大风、沙尘等恶劣天气时，尘埃往往会堵塞旋转部件与静止部件之间的间隙，所以在灾害性天气发生之后需要第一时间安排设备保障人员清理干净积聚的污垢；还应该做好风向传感器轴承的维护以及管理。对于风速传感器，每年应该对传感器手柄的旋转情况进行检查，确保运行正常。
3、雨量传感器的维护策略。针对雨量传感器，工作人员需要维护管理前断电，松开盖板螺钉，并取下盖板，检查外壳上是否有任何杂物，例如沙子、虫渍，并用水冲洗干净。检查漏斗中是否有泥沙亦或者其他沉积物。若存在，应及时将其清理维护。此外，需要时常查看传感器主体、器口的稳定性，假如与有关标准不相符，那么就应该进行准确的调整。
4、地温传感器的维护。对于地面以及浅层地温传感器的维护，要确保安放传感器的裸地地面没有杂草，且要求疏松、平整，雨后第一时间将板结的地表土耙松，浅层地温安装支架的零标志线要求和地面齐平，对于深层地温传感器的维护：应该时常检查深层地温硬橡胶套管内是否有积水，若存在积水，则应该采取有效措施将水吸干，若此积水问题经常出现，则应查找原因，并及时进行维修。
结束语
综上所述，为了保障气象自动站有效开展气象观测等工作，必须针对气象自动站出现的故障进行有效排除，以此来保证气象自动站的稳定运行。同时相关工作人员也要采取相应的策略，对相关设备的开展维护，从而保障气象自动站对气象数据的采集以及传输工作。
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