自动气象站维护及普通故障排查方法

纪春艳，公芙萍

（山西省临汾市气象局，山西 临汾 041000）

地面气象观测技术已由人工仪器观测向自动化采集迈进，了解自动气象站的工作原理，熟悉自动站的维护和故障排查方法，对保障自动站正常运行从而保证业务正常运行具有重要的意义。

1 自动气象站工作原理

自动气象站由传感器、数据采集器、计算机、电源和通信网络等组成。它的工作原理是：传感器把气象要素的变化情况通过数据采集器预处理后，形成各个气象要素的实时值，经过通信接口传输到计算机中进行数据存储，监控软件负责在屏幕上显示实时数据，测报软件负责对数据进行进一步处理，完成编发报文、编制报表、格式转换、形成上传文件、数据打印等任务，通讯组网接口软件负责把需要上传的文件通过网络传输到中心站。见图1，从其工作原理可以看出，传感器、数据采集器、计算机、网络是自动气象站的重要环节，维护要从此入手。

图1 自动气象站工作原理

2 自动气象站维护

2.1 传感器的定期检查维护

2.1.1 风向、风速传感器

观察风杯和风向标转动是否灵活、平稳，如有异常要马上进行处理，正常情况下，每年应清洗1次传感器轴承。在冰雹、雷电、大风等天气过后要仔细检查风传感器有无受损；在冬季有冰冻或出现雨凇、雾凇、降雪时，要注意风传感器感应部分是否冻结或转动异常。

2.1.2 温、湿度传感器的维护

温、湿度传感器安装在百叶箱内，百叶箱要定期清洗保持清洁。对温、湿度传感器也要定期进行检查，温、湿度传感器的头部有保护罩防止感应元件被尘埃污染，若发现传感器防护罩内的滤纸有灰尘时，要轻轻旋下防护罩，用干软毛刷轻轻刷去灰尘。每月应用软毛刷清扫防尘罩，不要用手或不清洁的物体接触温湿传感器的护罩，不能使用的应及时更换。大风、大雨过后，要及时检查百叶箱内有无积水；冬季降雪或有雨凇、雾凇待时，也要及时清除百叶箱内外冻结物，保证自然通风良好。

2.1.3 气压传感器的维护

气压传感器安装在采集器箱内，在日常维护中只需定期检查通气孔是否畅通，不得有异物和污染，使其保持与周围环境空气一致。每月应把缓冲盒分子筛取出，其干燥后再置于盒中，并密封好。

2.1.4 雨量传感器的维护

雨量筒的进水漏斗孔易被灰尘、树叶、草叶、昆虫等堵塞过滤网，造成雨量误测或缺测。巡视仪器时发现异物要及时清除，必要时可用细丝将漏斗孔疏通，保证雨水顺利进入翻斗。每月应拆下雨量外筒进行检查和清洗，保证安装牢固，器口水平。清洗时要断开雨量传感器的电缆，翻斗内壁严禁用手擦拭，以免沾上油污。

2.1.5 地温传感器维护

（1）地温场要保持疏松、平整、无草，地面温度传感器的探头部分应一半在土中，一半在空气中，埋入土中的感应部分与土壤要紧密接触，不可留有空隙，露在空气中的部分要保持清洁，不得有杂物或雨露。浅层地温安装支架的零标志线要与地面齐平，雨后要及时对地温场进行疏松、平整。

（2）每月或雨后、雪融后应检查深层地温硬橡胶套管内是否有积水，如有积水，应用头部绑有棉花或海绵的竹竿插入管内将水吸干，如发现套管内经常积水，要及时进行维修。

2.2 外转接盒的维护

每班仪器巡视时，要检查外转接盒的密封性是否完好，接入及接出的数据线是否正常。

2.3 数据采集器的维护

（1）定期用毛刷清理采集器的灰尘，不要带电开启采集器机箱以及拔插电缆。

（2）每天检查采集器与计算机、外转接盒的连接是否松动、是否正确，发现松动或错误及时更正。

（3）发现采集器数据异常应及时对采集器复位，如果复位不能解决，要对采集器内存进行清除。

2.4 供电系统的维护

（1）当电池电压低于11 V时，供电系统自动报警，此时应立即停机，并及时充电。

（2）UPS应每个月放电1次，当UPS右侧电量标示降到20%（只有两个灯亮）时，UPS连续报警，此时应立即停止放电，并及时充满电。

2.5 计算机的维护

（1）注意开机顺序。开机顺序：供电系统——UPS电源——数据采集器——计算机。

关机顺序：计算机——采集器——UPS电源——供电系统。

（2）计算机连续工作72 h后，必须关机1次，重新启动，以便消除系统电子碎片。

（3）尽量不要在计算机读写数据时关机。

（4）50至整点时间内不可对时、不能修改时间，避免丢失整点数据。

（5）降雨时不可对时、不可修改时间，避免丢失累计的雨量数据。

2.6 通信网络的维护

局域网中出现的故障大部分与网卡和网线接触不良有关，局域网中，传输的都是一些弱信号，如果操作稍有不当或者路由器电源的零地电压不对，会造成数据包经常丢失，做PING连接时，会出现时好时坏。我们在使用网络设备时，要经常定期地检查电源的零地电压和网线的接头情况，否则将会给我们的工作带来很大的麻烦。

2.7 防雷设施的维护

（1）每年雨季前对观测场、测报室及所有仪器的接地线进行一次检查，并对地阻进行测试，把地阻控制在4 Ω以内，发现地线有脱落或虚接的应及时连接好。

（2）观测场、值班室内新增仪器设备，应对金属外壳做接地处理，接地线应并入统一地网，并入地网时若用电焊连接，则焊接前应摘掉观测场、值班室内所有仪器的接地线，否则将损坏仪器设备。

（3）数据采集对零地电压要求严格，一般不超过2 V，零地电压过高会影响到采集器的数据采集，同时还会影响到分钟数据的正常卸载，我们在浦县气象站的一次故障排除中就遇到分钟数据时有时无，不能正常卸载，在排除了其他硬件及软件故障后，发现采集器的零地电压竟为80 V，把地线重新接地后故障排除。

3 自动气象站故障排查方法

3.1 替换法

替换法是常见的快速有效的方法，使用当前好的备用件把可疑的器件进行替换，找出问题所在。

3.2 排除法

如果对问题的位置没有把握，则可以先从能确定没有问题的设备入手，逐渐排除好的设备，经过逐一排除，剩余的就是有问题的设备了。

3.3 测试法

用仪表（最常用的是万用表）对怀疑的设备进行电阻、电压等要素的测试，从而找出故障位置，更换损坏的零件。此方法在检查仪器故障的时候经常用到，并且效率高、效果好。