自動(dòng)氣象站日常維護(hù)和常見(jiàn)故障處理

孫志廣

（鶴壁市氣象局，河南 鶴壁 458030）

自動(dòng)氣象站日常維護(hù)和常見(jiàn)故障處理

孫志廣

（鶴壁市氣象局，河南 鶴壁 458030）

本文通過(guò)對(duì)自動(dòng)氣象站采集器、溫濕傳感器、風(fēng)傳感器、地溫傳感器和雨量傳感器等等常見(jiàn)故障與處理情況進(jìn)行分析，確保測(cè)報(bào)質(zhì)量穩(wěn)步提高，同時(shí)為氣象測(cè)報(bào)人員對(duì)儀器的日常維護(hù)和故障處理工作提供指導(dǎo)。

自動(dòng)氣象站；日常維護(hù)；儀器故障；分析處理

對(duì)自動(dòng)站的日常維護(hù)是保障自動(dòng)站正常運(yùn)行的必要條件，在這里對(duì)采集器、電源系統(tǒng)和傳感器等日常維護(hù)、注意事項(xiàng)以及一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行介紹。

1 自動(dòng)氣象站基本原理

自動(dòng)氣象站一般是能自動(dòng)進(jìn)行氣象觀測(cè)與資料收集、傳輸氣象要素值的變化情況，通過(guò)微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和采集處理的。氣象要素的變化使得各個(gè)傳感器的感應(yīng)元件產(chǎn)生不同的變化，并輸出不同的輸出的電量，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器的線性和定標(biāo)對(duì)這種變化處理，實(shí)現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換；再經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)預(yù)處理，變換成各種氣象要素的實(shí)時(shí)值，然后由通信系統(tǒng)傳送到主控微機(jī)中，實(shí)時(shí)顯示。

2 傳感器

2.1 傳感器的定義

能感受到氣象要素的變化并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置被稱為傳感器，一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。

2.2 傳感器的維護(hù)與故障分析處理

1）風(fēng)的日常維護(hù)。（1）要清除積聚的污垢，防止嚴(yán)重污染，影響轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間的縫隙。（2）儀器工作時(shí)間長(zhǎng)了，軸承會(huì)出現(xiàn)磨損，影響風(fēng)杯靈敏度。此時(shí)，應(yīng)該不定期的對(duì)軸承進(jìn)行檢查，確保轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無(wú)明顯噪聲。

2）故障分析與處理。（1）沒(méi)有或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確原因分析：檢查風(fēng)線連接防雷板是否良好；檢查信號(hào)是否有輸出，是否在正常范圍內(nèi)：即防雷板標(biāo)號(hào)15端與16端之間的供電電壓值是否在12V左右；14端與16端之間（風(fēng)速信號(hào)）的電壓值是否正常，17端與16端之間（風(fēng)向信號(hào)）的電壓值是否則在正常范圍內(nèi)。

3）溫濕度傳感器的常見(jiàn)問(wèn)題［1，2］。

（1）空氣溫度值異常的處理。①取下溫度傳感器，用萬(wàn)用表量取標(biāo)號(hào)1，2任一端與3，4任一端之間的電阻值是否在80Ω-120Ω之間。②用量取標(biāo)號(hào)1與2端、3與4之間的電阻值是否在1—8Ω之間。③注意百葉箱內(nèi)傳感器與接線的接觸是否良好。如果，以上檢測(cè)結(jié)果都不符合要求，則應(yīng)更換溫度傳感器。

（2）空氣溫度缺測(cè)或者溫度值-24.6度不變。此故障一般為傳感器溫度信號(hào)線接觸不良或斷線所至；按故障1中，第1、2項(xiàng)所列方法量取電阻值檢查。

（3）相對(duì)濕度值超差或者缺測(cè)。①當(dāng)相對(duì)濕度值超大或者缺測(cè)時(shí)，可以取下濕度傳感器，檢查信號(hào)插頭第5腳與防雷板第7腳之間的電壓是否正常（正常值為0～1V）。②用萬(wàn)用表測(cè)量防雷板6，7腳之間電壓是否為12VDC左右，以及接頭是否有接觸不良的現(xiàn)象。否則更換濕度傳感器。

4）雨量傳感器的日常維護(hù)。定期檢查漏斗通道中是否有雜物，及時(shí)除去污物并清潔濾網(wǎng)，漏斗表面可用中性洗滌劑清洗，注意清洗后不能用手觸摸翻斗內(nèi)部。

（1）雨量差值過(guò)大故障分析。①用量杯量取10mm水緩慢注入雨量筒承水器，對(duì)雨量計(jì)進(jìn)行校正，檢查降雨量是否顯示為10mm。②雨量桶是否堵塞，導(dǎo)致雨量無(wú)法正常流入盛水翻斗。直接用手翻動(dòng)計(jì)數(shù)翻斗，測(cè)量輸出信號(hào)，查看導(dǎo)通次數(shù)與翻動(dòng)次數(shù)是否一致，否則更換干簧管。

（2）雨量數(shù)據(jù)為0。①打開(kāi)雨量桶，檢查翻斗翻動(dòng)是否良好。②檢查插頭連接處是否有虛接，線路是否斷路。③檢查干簧管是否正常，用手翻動(dòng)計(jì)數(shù)翻斗，用萬(wàn)用表電阻導(dǎo)通檔直接量取輸出信號(hào)。

5）地溫傳感器的日常維護(hù)［3］。定期檢查草溫、表層、淺層溫度安放位置，保證地面疏松、平整，與觀測(cè)場(chǎng)整個(gè)地面相平，沒(méi)有雜物。

（1）常見(jiàn)問(wèn)題。地溫出現(xiàn)的故障現(xiàn)象在監(jiān)測(cè)數(shù)值上表現(xiàn)為個(gè)別、多個(gè)或全部地溫值紊亂，如：-24.6度、偏高偏低或沒(méi)有數(shù)值。導(dǎo)致故障的原因有表頭進(jìn)水、線纜斷、采集器故障、其他系統(tǒng)對(duì)其影響等。當(dāng)?shù)販爻霈F(xiàn)故障時(shí)，首先檢查是多個(gè)或全部的地溫都不正常，還是個(gè)別地溫顯示不正常。

如果是個(gè)別地溫顯示不正常，通過(guò)檢查與不正常記錄對(duì)應(yīng)的地溫傳感器即可。如果該傳感器正常，且更換相應(yīng)的開(kāi)關(guān)芯片后仍然不能排除故障的，維修或更換地溫變送器板。

如果地溫顯示的全部不正常，可把空氣溫度傳感器1—4插入與地溫對(duì)應(yīng)的防雷通道，觀察兩者的顯示值是否一樣，否則，檢查相應(yīng)的防雷通道，通過(guò)維修或更換防雷板故障不能排除時(shí)，最后維修或更換地溫采集器。

如果防雷通道及采集器沒(méi)有問(wèn)題，那就將地溫傳感器換回原通道（18—21），逐個(gè)檢查地溫傳感器，發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的就維修或更換傳感器，要是傳感器都正常，那么就逐個(gè)更換開(kāi)關(guān)芯片，最后，檢查維修或更換地溫變送器板。

（2）出現(xiàn)地溫間歇性的不正常。這是地溫變送器受到干擾或者傳感器與地溫變送器的接線端松動(dòng)，排除干擾或擰固連線即可。

（3）地溫輸出值均為-24.6℃。這種故障的出現(xiàn)有幾種可能：①地溫變送器電路板故障所至，檢查時(shí)可將地溫傳感器信號(hào)插頭取下（防雷板18～21端口），并將空氣溫度傳感器插頭（防雷板1—4端口）取下，插入地溫傳感器插座內(nèi)，如顯示正常則可能采集器故障，如顯示不正常溫度變送板故障。②地溫變送板到采集器之間的信號(hào)線斷路，線纜可能有被鼠咬。③溫度芯片單路壞也會(huì)引起這種現(xiàn)象。

3 采集器的日常維護(hù)

1）定期用毛刷清理采集器的灰塵，及時(shí)清理機(jī)箱內(nèi)的雜物，保證底部進(jìn)線孔密封完好。

2）定期檢查里面的交流輸入指示燈、直流輸出指示燈、充電指示燈是否正常。

3）注意不要帶電拔插、更換各種接線插頭，更不能帶電撤換或安裝傳感器。如果采集器發(fā)生故障，只要對(duì)相應(yīng)部分做單獨(dú)維護(hù)即可。

4）每年對(duì)接地電阻進(jìn)行檢測(cè)，確保防雷設(shè)施性能良好。

5）采集器常見(jiàn)故障分析與處理。

6）采集器工作指示燈。

采集器右上角有一工作狀態(tài)指示燈，指示燈為紅色閃爍狀態(tài)表示工作正常，一般閃爍間隔約為3秒。

正常情況下采集器工作指示燈每三秒閃一次，如果不亮，原因可能是供電問(wèn)題，檢查采集器供電和DY-01電源輸出是否正常；

閃爍時(shí)間不對(duì)可能是采集程序錯(cuò)亂，也會(huì)影響采集數(shù)據(jù)，通常重新啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集器即可。（2）采集器串口.

采集器采用標(biāo)準(zhǔn)232串口，正常情況下數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到計(jì)算機(jī)；如果串口不正常，一般是因?yàn)槔讚艋蛘咻^強(qiáng)的干擾源影響采集器內(nèi)部芯片損壞，導(dǎo)致串口不能正常通訊。

可以用超級(jí)終端或串口助手等軟件進(jìn)行測(cè)試判斷。

4 DY01電源常見(jiàn)問(wèn)題

4.1 電源直流輸出指示燈不亮或者閃爍

1）檢查保險(xiǎn)是否損壞，若損壞則更換保險(xiǎn)管（2A）。

2）用萬(wàn)用表直流20VDC檔測(cè)量蓄電池電壓（注意正負(fù)極）；若電壓低于10VDC，更換蓄電池（位于采集器內(nèi)機(jī)殼內(nèi)）。

3）檢查交流輸入指示燈是否亮、交流輸入指示燈旁的交流輸入端有無(wú)17VAC；否則檢查市電輸入及空氣開(kāi)關(guān)是否正常。

4）若保險(xiǎn)管、交流輸入及蓄電池電壓都正常，可判斷是電源板出現(xiàn)故障，需更換DY01電源。

4.2 電源交流指示燈不亮

檢查位于交流輸入指示燈旁的交流輸入端是否為17VAC；或市電輸入及空氣開(kāi)關(guān)所處位置是否在“ON”。

4.3 電源充電指示燈長(zhǎng)亮

電池電壓偏低，無(wú)法有效充電，需要更換電池.

5 結(jié)束語(yǔ)

氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)人員要做好自動(dòng)氣象站運(yùn)行的監(jiān)控工作，定時(shí)巡視電源系統(tǒng)及采集器的工作狀態(tài)是否正常，各通訊電源信號(hào)端有無(wú)松動(dòng)、中斷、損壞，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，排除故障，從而保障自動(dòng)站設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)一步為科學(xué)研究提供準(zhǔn)確的、有代表性的氣象數(shù)據(jù)。自動(dòng)站一旦出現(xiàn)故障，業(yè)務(wù)員一定要沉著，分析故障原因，加快故障檢測(cè)維修過(guò)程，確保氣象數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。

加強(qiáng)自動(dòng)氣象站知識(shí)的學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力提高設(shè)備維護(hù)能力和故障的處理能力，保障自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行。

［1］閆愛(ài)英，王曉靜，楊啟峰.CAWS600系列自動(dòng)氣象站的維護(hù)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技：2009（1）.

［2］陳建文，馬麗云，吳達(dá)鴻，等.自動(dòng)站儀器的常規(guī)維護(hù)［J］.廣東氣象：2012（10）.

［3］李永軍，陳科藝，李林，等.CAWS600型自動(dòng)氣象站地溫故障的診斷與處理［J］.成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)：2013（8）.