浅谈ZQZ-CⅡ型自动气象站的维护

2010-08-15吴自越于勇费启瓅

科技传播 2010年19期

吴自越，于勇，费启瓅

1.南京市浦口区气象局，江苏南京 211800

2.南京信息工程大学遥感学院，江苏南京 210044

3.江苏省气象技术装备中心，江苏南京 210008

ZQZ-CⅡ型自动气象站自2004年在我省正式投入使用以来，以高效、准确、智能化得到了广大气象基础台站的好评，但随着室外风吹雨淋的环境和使用年限的增长，电子设备不可避免的出现一些故障。本文试着将我站日常维护经验做一个总结，希望能为其他台站的维护工作提供些参考。

1 自动气象站设备构成

一个典型的自动气象站一般由硬件设备和相关软件相构成。

1.1 硬件组成结构

自动气象站硬件设备主要由传感器、数据采集器和外部设备3个部分所组成。

根据所测物理量的不同和制作工艺的不同，传感器主要分为铂电阻温度传感器，湿敏电容湿度传感器，单翼风向传感器，风杯风速传感器，翻斗式雨量传感器，膜盒式电容气压传感器和铂电阻地温传感器等。各种传感器测量原理不同，维护要领也各不相同，将在后文中一一叙述。数据采集器是自动气象站的核心，它起着数据采样、数据处理、数据存储和数据传输的作用。外部设备主要由供电电源，实时时钟，监控检测设备，业务终端设备和通信传输设备所组成。

1.2 软件组成结构

自动气象站软件主要由采集软件、业务软件、数据质量控制和系统运行监控4个部分所组成。

2 日常维护

地面气象观测规范对地面气象观测记录有着“三性”要求：准确性、代表性、比较性。其中准确性是“三性”的基础，没有准确可靠的数据，代表性和比较性便没有了依靠，所以说能否保证自动气象站设备的正常运行直接关系着气象数据是否可用，而自动气象站设备的日常维护对保证气象数据的准确稳定有着事半功倍的效果。

2.1 硬件维护

2.1.1 传感器维护

温湿度传感器：温湿度传感器统一安装于百叶箱内带有滤纸的保护罩内，在日常的百叶箱维护中，切记不能使用水洗，只能使用干洁毛刷刷拭或者使用湿抹布擦拭。传感器滤纸部分只能使用干洁毛刷轻刷，当发现滤纸严重污损不能使用时，要及时进行更换，以免影响数据[1]。

风传感器：每时次应当将其他测风仪器观测数据与自动气象站风传感器进行比对，当发现风速明显小于实测，或者起动风速过大时应及时对风速传感器进行检查，尤其是轴承要拆下来进行清洗上油，保持轴承转动灵活，当钢珠有明显磨损时需要及时更换。在对风传感器维护中最容易忽视的是对风向传感器的维护。风向传感器由七位格雷码盘和红外发光二极管、光敏管相组成，每一组红外发光二极管和光敏管对正一个格雷码盘的码道，风向标的不同的位置对应不同的格雷码输出，进而换算出相应风向。当有一组或几组电路管损坏，由于依然有错误的数据输出，所以在日常工作中往往因为有数据而并不易及时发现。比较有效的辨别方法是调用自动站分钟数据中的风向数据文件，进行反推法推算出格雷码数据，如果某一位置上的格雷码长时间为1或者0，则说明该位置的发光二极管或者光敏管存在故障，需要及时更换新的风向传感器。

雨量传感器：翻斗式雨量传感器是自动气象站所有传感器中结构最为简单的传感器，但在日常工作中，雨量传感器确实故障最频发，最需要维护的设备，一般每月需要维护一次，汛期降水较多，可以适当增加维护次数。一般维护过程如下：1）松开外筒上的螺丝，向上取下外筒，勿使翻斗翻动；2）断开电缆线，并检查水平泡内气泡是否在中心圆圈内；3）检查承水器，清除内部进入的杂物，清洗网罩保证流水通畅；4）检查和清除翻斗及翻斗内沉积的泥沙，保证水流通畅，计量准确。切勿用手指触摸翻斗内壁，防止沾上油污影响翻斗计量准确性；5）出现翻斗不灵活的情况，可以用清水冲洗轴承或者更换新的轴承，切勿给轴承上油，以免沾上尘土使轴承磨损；6）当发现测量误差超过最大误差要求时，要及时调整容量调节螺丝，是误差缩小到允许范围。螺丝每项内或向外旋转一圈，测量误差减少或增加3%左右；7）清洁完仪器，切勿忘记接上电缆线，向下安装好外筒，并拧紧固定螺丝，勿使翻斗翻动，检查器口面水平，保持器口不变形[2]。

气压传感器：气压传感器是所有传感器中最精密也是最昂贵的设备，但由于安装在采集器里，在日常工作中，并不需要特别的定期维护，只需按时检查通气嘴有没有异物或被污染，做到通气顺畅。注意做好人工对比观测，当发现自动站数据与人工观测数据有较大出入时，考虑更换气压传感器。

地温传感器：地温传感器的维护相对比较简单，只需使用干洁的布擦拭干净即可。

2.1.2 其他硬件维护

每月需要检查自动站的电缆的接头是否有松动，定期清扫采集器内的灰尘，但打开采集器时，切勿带电操作。对于应急备用的UPS电源，在长时间未使用或长时间只充电不放电时，应该每月对其充分放电一次，并再次充满，这样可以延长UPS的使用寿命。