王金萍,詹華貴
(福建省寧德市氣象局,福建 寧德 352100)
近年來,隨著觀測站網(wǎng)的不斷優(yōu)化、站點密度不斷加強,區(qū)域自動氣象站建設數(shù)量日漸增多。文章依據(jù)區(qū)域自動站的組成和工作原理并結(jié)合多年的維護經(jīng)驗,對傳感器、通訊、電源等故障問題逐一分析,提出相應的處理方法。
目前氣象部門布設的區(qū)域自動站主要有單要素自動站(單雨量站)、四要素自動站、六要素自動站及其他多要素自動站,其組成和工作原理都大同小異。
(1)組成。區(qū)域自動站一般采用的是集中控制式結(jié)構(gòu),由各種傳感器、采集器、通訊模塊、供電系統(tǒng)、區(qū)域中心站五大部分組成。如圖1 所示。
圖1 區(qū)域自動站組成框架圖
(2)工作原理。數(shù)據(jù)采集是自動氣象站的核心,采集器按照區(qū)域中心站設定的采集間隔時間,對采集到的多個氣象要素觀測數(shù)據(jù),通過GPRS 無線網(wǎng)絡(或衛(wèi)星通訊)將觀測數(shù)據(jù)傳輸給中心站。
(1)通信模塊故障。當區(qū)域中心站監(jiān)控軟件顯示站點不在線時,首先檢查通信模塊PWR 是否正常,在供電正常的情況下,分別進行以下檢查:①檢查天線、SIM 卡連接情況,受否安裝可靠。②查看當?shù)氐木W(wǎng)絡信號強度,可通過手機信號推斷。③確認SIM 卡是否欠費及損壞。
(2)供電電源故障。區(qū)域自動站的供電系統(tǒng)由太陽能板、蓄電池、電源控制器三部分組成。在供電不正常時,首先檢查電源線是否有破損,接線處是否有松動。再做以下檢查:①檢查太陽能板的輸出電壓,在陽光對太陽能板照射充足的情況下,太陽能板的輸出電壓一般>18V,否則太陽能板有故障。則需更換太陽能板。②檢查蓄電池輸出電壓,如不能正常供電,首先要懷疑是否是由于蓄電池的老化而造成供電不正常,區(qū)域自動氣象站的蓄電池一般壽命為2 年,超出使用壽命的應及時更換蓄電池。③在太陽能板、蓄電池都正常情況下,電源控制器的負載輸出電壓不正常,由此可確定是電源控制器出現(xiàn)了故障,需更換電源控制器。
(3)雨量傳感器故障。當站點與鄰近站點相比,降水明顯出現(xiàn)異常時,先查看雨量筒的承水口是否堆積雜物,雨量傳感器漏斗或翻斗是否堵塞,在有堵塞時,需除去污物并清潔過濾網(wǎng),清洗后嚴禁用手觸摸雨量傳感器的翻斗內(nèi)部。
(4)風傳感器故障。當站點風向風速數(shù)據(jù)異常時,在排除采集器故障的前提下,用外用表直流20V 檔先確認傳感器供電是否正常,華云四要素站風傳感器的供電為5V,在靜風時風速輸出信號電壓值為0V 或5V,有風時為2.5V 左右,如果是風輸出信號異常,則檢查風的線纜是否空接或虛接,必要時更換傳感器以便于故障的排除。
(5)溫度傳感器故障。氣象部門使用的氣溫傳感器采用的是鉑電阻感應元件測氣溫,當出現(xiàn)空氣溫度示值超差時,首先取下溫度傳感器在采集器上的接線端子,用外用表電阻200Ω 檔量取:溫度傳感器標號1,2 任一端與3,4 任一端之間的電阻值是否在80~120Ω;再用外用表電阻200Ω檔量取溫度傳感器標號1,2 端(3,4 端)之間的電阻值是否在1~8Ω。
(6)濕度傳感器故障。若濕度數(shù)據(jù)超差或缺測,可以用外用表直流20V 檔先對傳感器的供電進行檢測,查看其是否處于正常狀態(tài),正常電壓應為12VDC 左右,再依據(jù)實際濕度數(shù)據(jù)值,對傳感器的輸出信號進行檢測,輸出信號電壓正常為0~1VDC,若存在異常狀況,需及時更換傳感器。
隨著氣象事業(yè)的不斷發(fā)展,精細化預報需要準確、及時的基礎觀測數(shù)據(jù)支持,使得區(qū)域自動氣象站日常管理和維護維修工作也變得日益重要。這就要求我們氣象保障人員在維護中不斷積累經(jīng)驗,增強對自動氣象站故障問題的分析和處理能力,快速采取有效維護手段,提高自動氣象站數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性與及時性。