博乐市气象局 张海峰 833400
摘要：新型自动站的建成和投入使用,明显地提高了自动站的整体观测质量,基于此,本文通过对DZZ5型自动气象站构架及自动气象站在运行中出现的故障进行了分析,提出了几点加强自动站日常维修维护的措施,对自动站的稳定运行,提高观测工作的质量具有一定指导意义。
关键词：自动站气象站;仪器设备;维修维护;
引言
自动气象站是我国气候观测体系的重要组成部分,对于我国气候科研具有重要的意义。随着自动站的建成以及在气象业务中的投入使用,在各地区经济发展、防灾减灾等方面都发挥了较为明显的效益。但随着社会主义经济的快速发展,各行业领域对气象领域提出了更高的要求,为了满足我国社会主义经济的发展和人类社会进步对气象的需求,我国于2012年开始在全国范围内试点对新型自动气象站的投入使用,经过长期的使用发现,新型自动气象站可以基本满足现代化经济发展的需求,新型自动站的组成结构从地面业务监测软件、通讯组网接口软件等都有所改善,实现了高效的数据采集、分析处理及上传等,且大大提高了气象预报预警的能力,在气象各个服务领域中发挥着重要作用。统一的较为规范的设计思路,可以适应各个零部件和模块之间的互换,满足气象站的气候观测、天气监测及观测业务的需求。鉴于新型自动气象站的复杂性,必须要保证各种设备稳定持续地运行,这样才能保证自动站充分发挥良好的观测性能。因此,在对新型自动气象站进行日常管理和维修维护方面,对相关气象人员造成了一定的压力。
1.自动气象站结构
自动气象站主要由硬件和软件2个部分组成,软件大致可以划分为嵌入式软件以及业务软件,硬件部分主要涵盖了采集器、各种传感器、供电系统以及通讯系统。新型自动气象站能够实现对降水、温度、相对湿度、风向风速、气压等各类常规气象要素的观测。自动气象站是总体为分布式结构,能够扩展自动气象站的功能。在气象工作中,只有掌握新型自动站的系统结构,才可以更好地开展日常维护工作,从而降低故障几率,推动自动站的稳定运行。
2.自动气象站优势
自动气象站观测仪器的出现和广泛运用对我国经济的发展和气象学科的发展有着非常重要的作用,也推动了我国气象事业的发展。自动气象站观测仪器主要是依靠当下的电子信息技术的发展成果为基础,采用现代化技术和产品,具有精确度高,可靠性强,容易维护,容易拆卸,容易拓展等优点。新型自动气象观测仪器有效地拓展了自动气象站的观测和监测能力,准确地对气温,湿度,水分,风向风速,气压等各方面的数据进行了测量以及采集,满足了新型自动气象站观测仪器对天气预报,气候观测,区域观测等一系列业务应用的要求。随着信息科技的发展,自动化气象观测仪器以高性能微处理器作为主控cpu,大容量的内置存储器,大屏幕显示器,一屏显示多路气象数据和图形,便于现场监测,内容更加丰富,稳定性和时效性更强,有助于气象观测人员进行数据管理和分类,使数据更加有效准确,同时能够及时对天气进行准确的预测,在抗灾害方面有着重大作用。
3.自动气象站的日常管理方法
3.1注重自动气象站的动态监控
在自动气象站运营的过程中应加强对日常运行的动态监测。主要的监控内容包括自动气象站的测报数据,观测质量和值班记录等多个方面。在新型气象站观测仪器的使用中要对发生的问题进行及时记录,对于气象观测仪器的更换以及管理工作需要及时地进行报告,使新型自动气象站的观测仪器能够保持全天候正常运行的状态,这样才能大幅提升地面气象观测水平。
3.2新型自动气象站的防雷安全管理
当前,新型自动气象站的观测仪器设备大多数都是金属外壳,若遭到较强的雷电袭击可能会产生较强的雷电流,并通过连接电缆给观测设备的结构带来严重破坏。所以,在日常管理工作中,需要进一步加强新型自动气象站防雷安全管理,积极做好观测设备的防雷接地工作,若要保证防雷工程的可靠稳定,就要安设稳定可靠的接地装置。自动站接地应当采用单点接地,共用接地网的方法,其接地电阻值应小于等于4Ω。工作接地和保护接地都需要引入地网,与引下线之间所保持的距离应大于5米,确保整个引下线都能连接到地网，始终确保气象台站采集器、观测仪器、设备接地良好。
自动气象站基本都建在空旷场地上,很容易就会受到雷电袭击,自动站外部的雷电防护工作做得是否到位直接影响着整个自动站的运行安全。防直击雷接闪器主要由金属构件、避雷带、避雷针及避雷网等几个部分组成。普兰店地区的太阳能电池和采集器需要使用单独的避雷针来防护。有人值守的站台还需要对值班室所在建筑物做好雷电防护。观测场与采集器、通讯线路、传感器以及其他户外设备可以把避雷针架设在风杆上,计算出其所需要的保护范围,并且该范围必须严格满足防雷技术规范的要求。特别需要注意的是,风杆本身为金属质地,是雷电下行十分适宜的泄放通道。如果室外所架设的地网设计与架设不合理则在观测过程中就会遭到雷击而使得观测设备受到破坏。因此,一定要确保防雷设备被正确搭建,这样才能把雷电顺利地引入地下。在雷雨季节来临之前,应对新型自动气象站的防雷设备认真地进行安全检测,确保新型自动气象站防雷设备质量的合格率以及运行的可靠性。
4.自动站运行中常见故障及维护
4.1自动气象站数据下载出现异常
自动站在投入运行的过程中会遇到观测数据无法下载或者是无法正常打开的问题,针对这种问题的解决和维护方案,首先通过采集器工作面板上的指示灯所显现状态来判断采集器系统是否正常工作。如果采集器的指示灯不亮或闪烁不是秒闪,则就是采集器出现了故障。可以重新启动计算机或采集器,查看故障是否排除。查看采集器的供电系统的电压是否稳定,空气开关是否自动自动跳开。采集器出现故障将会严重影响数据采集的整个系统过程,这种情况下,保持供电端,然后把采集器上所有电源插头拔掉,重新启动采集器即可。如果采集器恢复正常,则将传感器的插头依次插上,找出故障源,更换一个新的配件即可。如果采集器的相关参数设置出现错误,也可能会导致采集器发生故障。
此时,检查自动站的各项参数设置是否正确,注意在使用计算机设备管理器时,要查看气象站的通讯连接E1与计算机串1:3两个端口间的连接位置是否一致。如果是发生通讯线路故障而导致采集器数据异常对通信线路或窗E1隔离器进行检查,是否因受到雷击或其他人为等影响而导致故障的发生。尝试将2个串口隔离器同时去除,把两个端口直接进行对接,如果此时数据可以正常传输,说明串口隔离器有故障,更换新的隔离器即可恢复正常。
4.2自动站电源故障
自动站与终端计算机发生电源故障的原因可能是与太阳能交流电接人异常、蓄电池故障或外力雷击线路损坏等导致的电源故障。在通讯模块正常工作运行的情况下,查看电源是否存在供电不足等问题。自动站的供电系统主要采用太阳能蓄电池进行供电,采集器白天工作的供电由太阳能板提供,晚上工作由太阳能蓄电池提供可持续电源,蓄电池良好工作的电压在6V左右,使用万用电压表来测量太阳能的电压输出值,如果没有电压输出值或电压低于6V,则表示蓄电池的充电性能下降或蓄电池严重受损,此时,更换一个新的蓄电池就行了。若电压正常则查看外接电源是否稳定,输电线路是否受风刮、雨淋等导致自动站跳闸。
结语
总之,气象观测业务的开展对于新型自动气象站的依赖性较强,一旦发生任何故障问题,均会影响到气象观测业务的顺利开展。因此,各级气象台站工作人都应加强新型自动气象站结构特征、日常管理、日常维系维护知识与技术的学习,不断增强应急处理能力,确保自动气象站的可靠运行。
参考文献：
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[3]金鑫.新型自动气象站观测仪器日常维护管理[J].农家科技旬刊, 2017,000(011):216.
作者简介：张海峰（1991.10）男，汉族，江苏省江阴人，本科学历，助理工程师，从事气象综合业务岗位