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夹江县区域自动气象站故障判断及处理对策研究

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年6月作者：谢潇

[导读] 作为国家区基层气象域天气观测网的重要组成部分，区域自动气象站对于加强中小尺度天气系统的研究、提升灾害性天气监测和防灾减灾方面具有重要意义。

夹江县气象局谢潇 614100

摘要：作为国家区基层气象域天气观测网的重要组成部分，区域自动气象站对于加强中小尺度天气系统的研究、提升灾害性天气监测和防灾减灾方面具有重要意义。基于此，本文结合夹江县区域观测实际，重点分析了区域自动气象站常见故障，并给出了有关处理对策，最后则提出了区域自动气象站日常维护注意事项，提高气象区域站维修、维护效率在，仅供相关部门进行参考借鉴。
关键词：区域自动气象站故障处理对策日常维护
        引言
        随着科学技术水平的提升，区域自动气象站布设密度越来越大，截止目前，夹江县境内共有11个单要素气象站，1425个双要素气象站，2个四要素气象站和3个六要素气象站，基本实现了100%全覆盖。区域自动气象站的建成并投入使用，对于提升气象预报和防灾减灾能力的精细化水平起到了积极作用，同时为当地政府部门指导防汛抗旱工作提供了决策依据。由于区域自动气象站数量多、分布范围广、数据传输复杂，且无人值守等方面的特点，极易出现故障问题，在一定程度上增加了夹江县台站维护维修难度。在保障人员队伍建设速度落后于区域站建设速度的情况下，对保障人员提出了更高的要求。为了确保探测环境良好根据气象防灾减灾要求，，有很大一部分的区域站点布设在偏远乡村，一旦区域自动气象站出现故障问题，保障人员很难第一时间到达维修现场，极易对区域自动气象站观测数据的连续性准确性、可用率产生影响，不利于气象预报服务工作的正常开展。为了避免这种情况出现，需要气象部门提前将准备工作做好加强远程气象区域站点故障判断能力，并初步判断故障问题准备维修方案。若是可以通过远程方式对故障问题进行准确判断，可以有效提升维修成功率，确保夹江县气象观测工作可以顺利开展。
        1、区域自动气象站系统结构
        对于CAWS600系列的自动气象站来说，主要包括硬件和业务软件两部分，其中硬件由传感器、采集器、系统电源、通讯接口、计算机中心站服务器等组成；中心站接受软件及基于ArcGis地理信息系统则共同构成了系统软件。夹江县区域自动气象站主要选用的是集散式方式，将CPU作为核心采集器对各个传感器信号进行采集和处理。
        2、夹江县区域自动气象站故障判断
        2.1采集器无采集数据和数据异常
        采集器上无采集气象观测数据时，此时需要保障人员检查电源电压（12V）是否正常、传感器接头是否松动、电路板以及保险丝是否烧坏等。若是其他气象要素可以正常采集，只有某项或者几项气象要素数据异常，需对采集器的运行情况进行查看。密切关注插拔接口处以及线路是否受损而造成短路，同时还要考虑是否出现接触不良或断开。若是采集器上没有采集任何气象要素数据，可以将采集器重新打开，以排除采集器故障问题。若是重启后，故障问题不能得到解决，则可能是采集器模块或电源故障，此时可以借助于万用表对电源电压进行测量，若是电源正常，说明采集器故障，需及时对其进行更换；采集器重启后有很大一部分的问题可以得到解决。
        2.2雨量传感器故障
        雨量传感器故障大都是堵塞、翻斗卡紧、误差偏大、干簧管受损等引起的，疏通清洗即可解决。若是测出的降水量数据误差偏大，可能是翻斗轴承摩力偏大或者是翻斗轴承螺丝收得太紧；干簧管故障的判断为：做好电阻值的测量，在将传感器信号线拔下后，对间阻值进行测量。翻斗水平情况下的间阻值为100Ω。若测出的间阻值为100Ω，则说明雨量传感器正常。此时可以连接万用表和传感器信号线，翻动计数翻斗。若是万用表产生轰鸣声，可以听到短促的“哔”声，若是没有声音或者响声不间断，说明干簧管出现短路或者断路，可以对干簧管重新更换。如果选用上述的监测方法，在传感器正常的情况下，会出现采集器不能正常采集降水量的情况，此时需要对线路进行检查，还要查看采集器能否正常运行。主要检测方法为：测试短路情况下采集器雨量输入端是否出现数值变化。在使用传感器的过程中，需要及时清理杂物，同时还要做好管道的疏通和检查。
        2.3温度传感器故障
        在实际的气象观测工作，若是观测人员发现温度传感器显示异常，可以用双手紧握传感器探头，认真查看温度数据是否发生变化，进而判断传感器的感应情况。

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在0℃的温度下，铂电阻的阻值达到了100Ω，温度每增加1℃，此时的铂电阻电阻值会增加0.39Ω，采集器在向铂电阻施加一定量的电流后，测量温度传感器两端的电压，此时可以结合欧姆定律将电阻值求取出来，之后则得到温度数值。调节万用表到200Ω档，在表笔接触红线或者蓝线的情况下，此时测出的电阻值为0，若是表笔分别接触红线和蓝线，此时测出的电阻值为100+0.39T（T表示当前温度），在采集器接口上重新接入地温传感器，判断温度数据是否正常。若是温度数据异常，则说明温度传感器故障，可重新对其进行更换。若是温度传感器故障，会有温度传感器与采集器之间传输电缆方面的故障问题存在，此时可以借助于万用表进行检测，直至找出故障原因。
        2.4风向风速传感器故障
        若是风向传感器故障，需要及时对风向传感器进行更换，更换的过程中需要确保传感器0度正北标志线始终指向北方。若是风速传感器出现异常，而风杯转动时并没有风速数据，说明是风向传感器受损；若是转动不顺畅，小风情况下未显示风速，大风下才有，说明轴承生锈。保障人员需对采集器进行认真全面检查，并将菜单打开，对风向、风速逐一进行检查，将风向标转动一圈后，检查是否为111111 000000，若是从1变成0或者从0变成1，这说明风向传感器异常，需及时对风向风速传感器进行更换，若是显示的数据仍旧是全0全1，需借助于万用表对风向风速传感器每根传输电缆的接线电压进行检查，若从1变成0或者是从0变成1，则说明风向数据异常，在对风向、风速传感器进行更换，仍旧显示非全0或1，需借助于万用表对风向、风速传感器每根传输电缆的接线电压情况进行检查，根据测出的电压值对线路的正常与否进行判断，若是异常需对传输电缆重新进行更换。
        2.5气压传感器故障
        目前，我县气象区域自动站普遍使用的气压传感器是智能型全补偿式数字气压传感器，其感应元件是硅电容。气压传感器安装在采集器机箱内，通过静压压力连通管与外界大气相通。将测定的拔海高度输入采集器或地面气象测报业务软件，就可以计算得到海平面气压。发生故障时主要检查采集系统供电是否在正常范围，信号线接头是否牢固，静压压力连通管是否有异物堵塞等情形发生，否则更换气压传感器。
        3、区域自动气象站日常维护
        3.1采集器日常维护
        对于区域自动气象站来说，不需要对数据采集器进行单独维护，可以通过毛刷将采集器上的灰尘清理干净；需将电源断开后来安装传感器或者是拔插各个接线端口；每月定时打开采集器机箱一次，将里面杂物、灰尘清理干净；禁止将杂物放置在采集器上。
        3.2雨量传感器
        定期清理雨量筒内的阻塞物，同时还要及时清洁过滤网。清理雨量筒之前需要拧下外罩，并断开通讯线路，之后则将传感器取出，分别做好漏斗、翻斗、滤网的清理工作。禁止直接触摸雨量传感器翻斗内壁，避免影响其的感应部位。
        3.3温度传感器
        定期清扫微型百叶箱、传感器；禁止脏物直接接触温度传感器。清洁时需要旋开探头的黑色过滤器和过滤网，直接选用干净的毛刷将上面的灰尘擦拭干净。
        3.4风向风速传感器
        应定期查看风向风速的灵活性水平，一旦发现异常需及时进行更换或清洗。为了防止风向风速传感器电缆受损，需定期检查插头插座是否拧紧，在发现异常情况后及时维修。在强对流天气结束后应认真查看风传感器的受损情况，避免因风传感器出现影响观测工作的顺利开展。
        3.5 气压传感器
        应定期检查气孔口，保持静压气孔口畅通，以便正确感应外界大气压力。
参考文献：
［1］陈帮林，李培，张贵侠．区域自动气象站常见故障的维修与日常维护［J］．农业与技术，2017，(10):236．
［2］陈海莲．区域自动气象站常见故障处理与维护［J］．科技风，2016，(17):244．
［3］孙奇，刘志鹏，武威，孙莹．区域自动气象站的维护、故?障排查与处理［J］．北京农业，2015，(26):165-166．
作者简介：谢潇（1988.04）男，汉族，四川省乐山人，本科学历，助理工程师，从事研究方向或职业：地面气象综合观测。