淺談惡劣環(huán)境自動(dòng)氣象站的儀器維護(hù)

易建平++張禮林++李雪蓮++肖研++廖蕓

摘 要：自動(dòng)氣象站主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、微機(jī)、電源、專用電纜和相關(guān)軟件等組成，部分自動(dòng)氣象站高濕，多冰凍，多大風(fēng)，強(qiáng)雷暴，對(duì)儀器造成影響。南岳從2003年自動(dòng)站運(yùn)行以來(lái)，傳感器、采集器等經(jīng)常出現(xiàn)故障，筆者對(duì)故障原因、解決辦法進(jìn)行了總結(jié)，為臺(tái)站人員儀器維護(hù)保養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站 故障 儀器維護(hù)

中圖分類號(hào)：P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（a）-0224-01

1 自動(dòng)氣象站正常運(yùn)行的基本保障

儀器出廠要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，其性能完全符合“地面氣象觀測(cè)遙測(cè)自動(dòng)化功能需求書”標(biāo)準(zhǔn)，安裝嚴(yán)格規(guī)范，確保電纜、分采集器電源插頭與傳感器、分采集器連接良好，并定期檢查，防止個(gè)別要素缺測(cè)。防雷必須符合氣象行業(yè)規(guī)定的防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求；雷暴過后，檢查DZZ4采集器電源空氣開關(guān)，如果跳閘，應(yīng)及時(shí)合上，防止時(shí)間長(zhǎng)全部要素缺測(cè)。

2 惡劣環(huán)境自動(dòng)氣象站儀器維護(hù)要點(diǎn)

2.1 溫濕度傳感器的維護(hù)

由于溫濕度傳感器制作缺陷，在高濕多霧水的臺(tái)站，霧水容易從上端縫隙流進(jìn)溫濕度傳感器內(nèi)部，造成數(shù)據(jù)異常，因此，應(yīng)用防水膠帶密封上端縫隙，另外取小號(hào)礦泉水瓶，在瓶口下7 cm處剪下截取上部，套在溫濕度傳感器中下部位，用防水膠布把礦泉水瓶口與感應(yīng)器身繃緊，防止霧水流進(jìn)傳感器內(nèi)。

檢查發(fā)現(xiàn)感應(yīng)器上有灰塵，應(yīng)用軟毛刷清除。

2.2 關(guān)于風(fēng)傳感器維護(hù)

2.2.1 安裝之前

風(fēng)速傳感器安裝之前一定要給軸承注入精密儀表油，方法是：拆下風(fēng)速架或風(fēng)向帽，將儀表油從傳感器的上軸承處多次、少量、緩慢注入，然后裝上風(fēng)速架或風(fēng)向帽，這樣能延長(zhǎng)軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。因大風(fēng)磨損，啟動(dòng)風(fēng)速增大時(shí)，應(yīng)更換風(fēng)速傳感器，對(duì)換下的風(fēng)速傳感器按上述方法注油，再倒轉(zhuǎn)向下，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，用脫脂棉吸出殘?jiān)?，注?..吸出殘?jiān)?，如此重?fù)多次，直到殘?jiān)宄秊橹?，再注入精密儀表油，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承摩擦聲應(yīng)很小，如摩擦聲仍較大，則此風(fēng)速傳感器不能使用。

2.2.2 安裝時(shí)

安裝風(fēng)速傳感器時(shí)，切記只能一邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)風(fēng)橫臂上的風(fēng)速航空插頭套環(huán)，一邊推擠航空插頭，直到連接牢固為止；如因操作不當(dāng)把航空插頭上兩個(gè)接線腳扭脫了焊，風(fēng)速會(huì)顯示0.0，應(yīng)把風(fēng)橫臂拆下來(lái)，重新把線焊好，裝上后風(fēng)速即可恢復(fù)正常。

2.2.3 安裝避雷針

避雷針必須安裝在風(fēng)傳感器橫臂的中間，否則風(fēng)向傳感器格雷碼盤容易遭雷擊，造成風(fēng)向錯(cuò)亂。

2.3 雨量傳感器的維護(hù)

雨量傳感器解凍后重新使用時(shí)，應(yīng)按規(guī)范調(diào)試儀器使其采集正常，校準(zhǔn)雨量測(cè)量精度。雨量傳感器使用久了，一般雨量記錄會(huì)偏大，原因是計(jì)數(shù)翻斗粘上污垢占據(jù)了計(jì)量翻斗的微量體積，使得實(shí)際雨量不到0.1 mm即翻動(dòng)一次，相同雨量時(shí)記錄增多。因此，每約2個(gè)月在無(wú)雨天氣，應(yīng)清洗傳感器和檢查雨量記錄誤差，方法是拆下外筒，把電源接線柱一個(gè)接頭擰下或進(jìn)入雨量維護(hù)狀態(tài)，用脫脂棉醮洗潔精擦洗承水器、上翻斗、匯集漏斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗，然后把清水緩緩倒入承水器，順次清洗上翻斗、匯集漏斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗等，重復(fù)導(dǎo)洗幾遍即可，再檢查雨量測(cè)量精度，超出誤差重新調(diào)整，然后擰上電源接頭，裝上外筒。雨量傳感器如因雷擊不記錄，可能干簧管兩簧片吸合在一起，擰下外筒，擰下傳感器的一個(gè)接線頭，用手指輕輕敲擊傳感器支架，使簧片分離，把萬(wàn)用電表?yè)艿诫娮铏n，表筆分別觸到兩接線柱，人為翻動(dòng)記數(shù)翻斗一次，若指針擺動(dòng)，則表明干簧管恢復(fù)正常；把二芯電纜兩個(gè)接頭碰一下，看計(jì)算機(jī)是否有0.1的記錄，若有，表明二芯電纜、采集器正常，否則，電纜或采集器故障，需更換或維修。若干簧管、二芯電纜、采集器正常，則擰上傳感器接線頭，人為翻動(dòng)記數(shù)翻斗一次，看計(jì)算機(jī)是否有0.1的記錄，若沒有，則電纜接頭與傳感器接觸不良，需用細(xì)砂布擦去銹跡再用螺母擰緊，即可恢復(fù)采集。

儀器每月至少定期檢查一次，清除過濾網(wǎng)上的塵沙、小蟲等以免堵塞管道，特別要注意保持節(jié)流管的暢通。

冰凍期長(zhǎng)的地區(qū)，在初冰前將感應(yīng)器的承水器口加蓋，修改軟件參數(shù)設(shè)置，不必收回室內(nèi)，并拔掉電源。

2.4 蒸發(fā)傳感器維護(hù)

正點(diǎn)后右鍵點(diǎn)擊SMO監(jiān)控軟件左邊菜單欄下方的蒸發(fā)傳感器→維護(hù)（選取、輸入有關(guān)內(nèi)容）→再點(diǎn)“維護(hù)”→清洗蒸發(fā)桶，加水沒過了連通管時(shí)，從蒸發(fā)室內(nèi)加水，以排出管內(nèi)氣泡及小蟲、樹葉，用網(wǎng)勺撈出小蟲、樹葉等，再沿著桶壁緩慢加水至規(guī)定部位（溢流孔以下3.5～6.5 cm）→右鍵點(diǎn)擊SMO軟件蒸發(fā)傳感器→結(jié)束維護(hù)→分鐘蒸發(fā)水位穩(wěn)定后，進(jìn)入AWS業(yè)務(wù)軟件的“自動(dòng)觀測(cè)”→點(diǎn)擊“蒸發(fā)水位”右邊的“調(diào)整”，完成維護(hù)。清洗蒸發(fā)最好過了正點(diǎn)后進(jìn)行40 min內(nèi)做完。平時(shí)蒸發(fā)桶中有小蟲、樹葉等或水位超出規(guī)定范圍，也應(yīng)按上述流程進(jìn)行舀水、撈雜物或加水維護(hù)。注意維護(hù)后的第一個(gè)小時(shí)蒸發(fā)量是否正常，如果異常，應(yīng)按規(guī)定處理。

冰凍期長(zhǎng)的臺(tái)站，停用蒸發(fā)傳感器，修改軟件參數(shù)設(shè)置，舀盡蒸發(fā)桶內(nèi)水，并加蓋。

2.5 能見度儀維護(hù)

巡視能見度儀鏡頭臟污或鏡筒前端有積冰時(shí)，正點(diǎn)后右鍵點(diǎn)擊SMO監(jiān)控軟件左邊菜單欄下方的能見度傳感器→維護(hù)（選取、輸入有關(guān)內(nèi)容）→再點(diǎn)“維護(hù)”→用眼鏡清潔布擦拭能見度儀鏡片或用工具清除鏡筒前端積冰→右鍵點(diǎn)擊SMO軟件能見度傳感器→結(jié)束維護(hù)。

因雷擊等引起能見度數(shù)據(jù)異常，打開能見度儀電源箱，把蓄電池插頭拔下再插上，空氣開關(guān)關(guān)閉再開啟，一般可恢復(fù)正常。

2.6 地溫傳感器維護(hù)

冰凍嚴(yán)重臺(tái)站，地面雨凇積冰融化導(dǎo)致表層土膨脹，引起0～20 cm深地溫傳感器上移。因此，需用約35 cm長(zhǎng)鋼條垂直打入土中，用銅線把地溫傳感器框架或板條與鋼條綁定。

2.7 蓄電池維護(hù)

每1～2個(gè)月或有雷暴時(shí)趁機(jī)關(guān)閉交流電源，給蓄電池放電約1 h，以延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。

3 結(jié)語(yǔ)

該文針對(duì)惡劣環(huán)境自動(dòng)氣象站維護(hù)工作進(jìn)行了歸納總結(jié)，除了不可抗拒的因素外，為避免儀器故障的發(fā)生，臺(tái)站業(yè)務(wù)人員平時(shí)應(yīng)做好儀器維護(hù)。為適應(yīng)惡劣環(huán)境，對(duì)儀器提出如下改進(jìn)建議：一是制作密封性能良好的溫濕度傳感器，防止霧水流入內(nèi)部；二是大風(fēng)多，風(fēng)速傳感器使用1年左右，風(fēng)速小（3 m/s）時(shí)風(fēng)杯有時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)，因此風(fēng)杯軸承應(yīng)采用耐磨的金屬材料制作；三是嚴(yán)重冰凍時(shí)風(fēng)杯容易凍壞，故建議用金屬材料制作風(fēng)杯和風(fēng)標(biāo)，增加風(fēng)傳感器融冰裝置，以便抗凍壓和增強(qiáng)傳熱融冰效果。

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