区域自动站仪器设备常见故障及排除方法

李建军

（尼勒克县气象局，新疆 尼勒克835700）

1 要素曲线显示异常

1.1 监控主机上各气象要素曲线显示异常时,主要原因有以下3 点

1.1.1 监控主机与采集器的内部时间不一致

其排除方法是按规范在晚19:00 进行对时, 确保两者时间误差在规定范围内。

1.1.2 监控主机硬盘故障

由于主机24h 不间断的接收和处理数据,数据量巨大,容易造成磁道碎片,从而影响了数据的接收,应及时进行数据的备份、存储,定时进行硬盘整理,确保数据接收。

1.1.3 监控主机系统程序或气象自动站监控软件部分文件损坏

对此故障最直接的解决方法是重新安装系统程序或监控软件。

1.2 当监控软件显示全部数据表现异常时,除检查通讯故障外,绝大部分原因出在采集器上,主要有以下几种情况

1.2.1 数据采集连续失败,监控软件未能完成初始化

此故障多为采集器工作异常引起的,应打开采集箱,检查采集器是否正常工作,如工作状态指示灯时间间隔不对时,先关闭直流输出,再关闭交流输入,等采集器灯灭后,再重新供电启动采集器即可成功初始化; 如工作状态指示灯不亮时, 则重点检查电源控制部分是否正常工作,具体先检查交流电是否正常供电,再者是保险管是否烧毁,最后检查电池输出电压是否正常。

1.2.2 某个要素采集数据不正确或无数据

此类故障的排除,主要应检查相应的通讯线路及采集要素在防雷板上的相应通道,最后检查相应的传感器。

1.2.3 多个要素采集数据连续发现异常或出现非法值

出现这种故障时,应按照以下步骤进行排除。 ①如果采集器通讯状态正常,可采取对其终端进行检测,判断采集器工作是否异常。 ②检查防雷板相应采集要素的通道是否对地短路或断路,相邻通道间是否短路。 ③通讯线路是否断路或短路。 ④相应传感器是否正常工作。

2 采集器故障

采集器故障对于自动气象站来说是致命的打击,因此各站必须存有备份采集器,并且平时要做好采集器的维护。 采集器一般不会出现问题,但是由于自动气象站在我国建成的时间不长,在采集器的研制过程中可能有些因素没有考虑,或者由于各级台站的一些主观和客观因素的影响,从而造成采集器出现异常。

尼勒克气象站在2012 年2 月28 日24∶00 以后采集数据无法正常读入计算机, 此种情况是因江苏无线电研究所有限责任公司的ZQZ-Ⅱ型系列自动气象站采集器在对闰年处理时有错误而造成的(将3 月1 日记载为2 月29 日),采集器对非法日期进行了过滤,从而造成数据无法写入采集数据文件和上传数据文件,各站接到上级通知后将日期进行修改,数据恢复正常。 尼勒克气象站受影响的数据通过自动站质量控制软件的RTD 文件进行恢复。 因此,以后遇到自动气象站所有数据未卸载时,首先应查看采集器数据是否正常,如果采集器正常,再检查采集器与计算机连接是否正常,接下来检查采集软件是否正常,但在没有查明原因时不要长时间地关闭采集软件,更不要轻易的将采集器清零,否则将会造成气象数据无法挽回的损失。 采集器故障会造成所有实现自动观测的数据缺测,这时如果未影响正点数据,则只对小时内的极值数据进行处理,如果影响1h 的数据,则用前后定时数据内插求得,按正常数据统计;若连续2 个或以上定时数据缺测时,不能内插,各数据仍按缺测处理。

3 地温传感器故障

地温传感器分为地面地温传感器、浅层地温传感器和深层地温传感器,尤其是浅层地温传感器最容易出现故障。 由于浅层地温传感器直接埋入土中,长期受土壤的腐蚀,难免会生锈,影响测量精度,有时出现地温逐渐偏高或偏低,而无野值出现,所以很难发现,只有经过一段时间的对比才能察觉。 另外,疏松地温场也容易造成地面或浅层地温传感器采集数据的不正常,一是因为地温场疏松后土质松软造成地面和5cm 地温传感器温度偏高,还有在疏松地温场的过程中有可能碰到地面温度传感器或浅层地温传感器,造成数据的不规律。 例如,尼勒克晚上5cm 地温高出10cm 地温5℃左右,中午高出10℃以上,正常天气情况下5cm 地温高于10cm 地温,但差值较小,经连续观测此种情况属异常现象,随后查明这种现象是疏松地温场时碰到5cm 地温传感器造成的,立即换下5cm 地温传感器,检查后发现其表面已生锈,并非纯外力影响,外力只是一个诱因。 夏季降水频繁,地温传感器长期受潮,很容易造成地面和浅层地温传感器性能下降。 因此,在雨季应增加地温传感器的维护和巡视,并定期检查各处外露电缆有无破损,浅层支架是否与地面齐平,地面温度传感器是否半露半埋,特别是大风、雨后观察土壤是否出现板结,随时保证地温传感器符合规范要求。

4 风向风速传感器故障

我国新疆冬季风沙较大,自动气象站的风向和风速传感器容易脏,如果再加上气温低和雨雪天气,风向和风速器容易冻结。 尼勒克气象站2010 年2 月28 日10∶25 开始降雨,随着冷空气的到来,气温下降,天空开始飘雪,风速明显加大,值班员监视过程中发现风速显示0.0m/s,跟踪监视发现风速一直保持0.0m/s, 与EN 型测风仪数据进行比较发现两者存在明显的偏差,到观测场查看风杯转动情况,发现自动站风杯停转,确定为风速传感器冻结。 值班员随即召集人员放倒风杆进行维修,经过半个多小时的维修,风速数据在下一个正点来临前恢复正常。 新疆台站冬季出现这种情况的台站不在少数,但是有的台站却没有及时发现而造成数据的大量丢失。 因此,各站在做好仪器维护的同时,要加强仪器的巡视和采集数据的监视。

5 雨量传感器故障

雨量传感器故障主要分为漏斗堵塞和翻斗故障2 种情况。尼勒克气象站2012 年6 月15 日10∶36 有雷暴,10∶43 开始降阵雨,10∶50 巡视时发现虹吸雨量计已经上升0.5mm, 回到值班室发现自动站监控界面内雨量栏仍无显示,检查采集软件内其他气象要素数据均正常,随即返回观测场检查雨量传感器,发现漏斗堵塞,没有翻斗计数,经过几分钟的检查调试,很快使雨量传感器恢复正常。 尼勒克气象站预审员发现月内几次降水过程自动站雨量传感器观测的总量值与人工站雨量筒观测的总雨量差值较大,已经超出允许范围,而人工站虹吸雨量计测量值与雨量筒测值一致。 因此,判断为自动站雨量传感器问题,分析发现降水缓和时两者差值较小, 降水急时差值大, 卸下雨量传感器外罩检查,发现固定翻斗的螺丝松动,雨势急时通过惯性带动翻斗多翻计数,从而造成自动站雨量传感器测值偏大。 因台站没有计量鉴定设备,因此应先换用备份雨量传感器,待区局鉴定部门来鉴定时再进行修复。

随着自动站的业务运行,将会有更多新的故障和问题出现。 只有在实践中不断探索和积累经验,逐步提高对运行中出现的各种问题的处理及维护能力,才能更好地保障自动站资料准确、及时的收集和传输,真正地发挥好自动气象站的优势。