何超
（四川省气象探测数据中心，四川 成都610072）
摘要：本文结合四川省气象探测中心提供的自动气象站运行中各种气象观测仪器设备的运行状况，对2010-2019年四川省共计156个国家站自动气象站故障情况进行梳理，首先针对自动气象站故障进行统计分析，后针对各种故障提出了一些有效的应急保障措施，为保障自动气象站的正常运行提供有效支持。
关键词：自动气象站；故障；应急保障
1 2010-2019年四川省自动气象站故障统计
对2010-2019年四川省一共156个国家站的故障信息进行统计得出，近10年来四川省国家级自动气象站一共出现4900次故障，平均每年每个自动气象站至少会出现3次故障，其中传感器发生故障的频率最高，占到近10年故障总数的79.8%；其次为采集器故障，占据8.0%；电源系统与通信模块发生故障的概率相对较低，其所占比例分别为10.6%与1.6%。
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图1 2010-2019年四川省国家级自动气象站各类型传感器故障及频率
对各类型传感器故障进行分类，得出上图1。由图1可见，在所有类型的传感器当中，温度传感器发生故障的频率最高，在所有传感器故障总数中占据28.6%；其次为风速传感器，所占比例为20.6%。相对比而言，能见度传感器和气压传感器发生故障的频率最低，分别占到2.0%与3.7%。一旦任意一种传感器发生故障，必将破坏整个气象监测链条，进而导致气象观测数据的有效性与完整性无法得到保障。因此，做好各种设备的应急保障工作刻不容缓。不仅能够有效消除故障隐患，还能使设备维修能力实现显著提升。
2应急保障措施
2.1电源系统故障的应急保障措施
电源系统故障主要出现在蓄电池与电源控制器上，其中蓄电池多表现为供电异常或无法正常供电，电源控制器则主要表现为控制失效或该仪器受到物理损坏。供电系统是自动气象站正常运行的保障，一旦电源系统发生故障必将瞬间导致自动站无法位于平稳运行状态，若不能及时处理则严重影响气象观测数据质量。因此，必须及时采取有效的应急保障措施。
在对电源系统进行排查之前，应当具备一定的用电安全知识与电工知识，并配备试电笔、万用表等工具。而且在检修过程中必须时刻牢记安全第一的原则。
2.2通信模块故障的应急保障措施
通常情况下，基本参数配置错误、通信电缆与接口故障、模块系统故障等都将导致无法正常通信，进而导致数据传输出现问题。一旦出现这一问题必须通过排除法对故障进行逐项检查与排除。这一故障发生时气象部门工作人员应当首先对计算机通讯模块及电缆的工作状态进行检查，若均位于正常工作状态，则应当检查串口隔离器、业务软件通信串口配置是否正常，若出现异常则应当及时联系维修人员将以上2个串口隔离器同时去掉，并直接对接两个隔离器。若传输正常，则代表串口隔离器出现异常，此时应当直接对其进行更换。
2.3采集器故障的应急保障措施
2.3.1常见故障维修
采集器是自动气象站中的核心部件，其常见故障主要表现为以下几点：
（1）采集器指示灯不亮，数据无法正常接收。一旦出现以上故障，首先应当对采集器进行重启。若故障依旧，则极有可能是采集器当中的芯片数据紊乱使软件无法正常接收到数据，此时应当及时清除内存芯片上的所有数据以排除故障。
（2）采集器数据传输出现异常，或者数据不具备连续性。上述故障发生时，首先要仔细检查通信线路与串口之间是否完好接触，数据串口是否发生故障，通信线路是否出现虚焊或引脚断开等现象，并逐一对以上故障进行排除，若排除之后故障依旧则应当对采集软件进行重启。若由于采集器通信芯片出现问题导致数据传输异常，则应当及时对芯片进行更换，使数据尽快恢复正常传输。
（3）部分气象观测要素出现乱码或缺测。当发生以上故障时，首先应当找到采集软件当中的“采集器维护”界面，并严格执行“CLEAR”命令，将采集器清空，之后再对数据存储器进行更换。
2.4传感器故障的应急保障措施
2.4.1常见故障维修
（1）雨量传感器
雨量传感器的常见故障主要表现为以下几点：①计数异常。没有出现降水过程时雨量计数出现异常，若偶尔出现降水量不小于0.1ml，则可以考虑是受到雾、露水、大风等天气现象的影响；若持续或间隔一段时间出现上述现象，则应当及时将雨量传感器打开进行维护，并查看其中是否进入异物及干簧管处翻斗的运行状态是否平衡。②不计数。当出现这一现象时，首先应当雨量传感器承水器当中的长过滤网入水口、漏斗通道中的漏水孔等进行检查，查看其是否被堵塞，并及时将其中的灰尘、小虫等杂物清理干净。其次，还要检查翻斗等部件是否规范放置，通常情况下，感应器用翻斗带有磁性的一边应当与信号转换器电路板相对应。最后，还要对连接传感器与采集器之间的电缆线进行检查，查看其是否正常连接、是否出现锈蚀等。③测量的雨量值偏大或偏小。在校准雨量传感器时或对比人工测量值时发现两者之间的偏差不小于4%时，应当及时采用滴水实验的方式对雨量传感器进行维护。
（2）温湿度传感器
一旦温湿度传感器部分气象观测要素出现异常、缺测或错误，首先应当仔细检查屏蔽线及每个接线端子是否位于正常连接状态；其次，还要对采集器通道参数的配置进行检查，并使用QCPM及QCPS命令对温湿度传感器的测量范围值与质量控制参数的配置情况进行判断；再次，要使用SENST命令判断温湿度传感器是否位于关闭状态。
（3）风向风速传感器
①风速传感器故障
风速传感器故障主要表现为自动气象观测服务器显示风速示值与系统采集的风速差异较大或风速为0m/s。该故障发生时，首先应当检查电源是否正常供电，电缆线是否出现老化、松动、鼠咬、开裂等及通信线路是否正常。若以上均正常，则冬季应当对传感器的轴承进行检查。
②风向传感器故障
风向传感器故障主要表现为自动气象观测服务器显示风向示值与系统采集的风向有偏差或风向保持不变。这一现象发生时应当按照风速传感器故障检查方法进行检查。
（4）气压传感器
一旦气压传感器出现问题必须第一时间切断电源，若气压值起伏不定，则应当及时检查与气压传感器相连接的线路是否正常连接、通气口是否被异物阻塞等。经检查若上述各项均正常，则判断气压传感器出现问题，必须及时更换新的气压传感器。
2.4.2日常维护
气象观测人员不仅要数量掌握自动气象站常见故障的维修处理方法，还要严格做好自动气象站各要素传感器的日常维护工作。主要包括以下几点：（1）定期检测各要素传感器，并做好其清洁工作；（2）依据中国气象局观测规范规定，定期计量与检定各要素传感器；（3）定期检查自动气象站各要素传感器的供电情况与通信情况，并及时更换破损的线缆，以确保自动站与业务计算机位于正常工作状态。
参考文献：
[1]徐鑫.自动气象站常见故障及维修[J].河南科技，2020（32）：153-155.
[2]张嘉文，白文明.自动站故障分析方法和维修手段[J].现代农业，2018（7）：110-111.
作者：何超（1987-），男，汉族，四川成都人，硕士，助理工程师，主要从事气象装备保障、维护及管理工作。