自动雨量站常见故障分析与维护技巧

袁耀宁

（三门峡气象局，河南 三门峡472000）

自区域自动站建站以来，河南省国家自动气象站和区域自动气象站建设日臻完善，已建成1 800余个乡镇自动雨量站，它们在防灾减灾和提高天气预报准确率等方面发挥着极其重要的作用[1]。气象自动雨量站的正常运行和传输是其发挥作用的前提和基础。现结合三门峡市乡镇自动雨量站维修的经验，详细介绍乡镇自动雨量站的故障分析与维护技巧，简单有效的方法帮助台站业务人员开展雨量计技术保障工作，确保雨量观测的精度，提升稳定性。

1 雨量计测量原理

双翻斗雨量传感器主要由承水器、上翻斗、汇集漏斗、计量翻斗和干簧管等组成。承水器收集的降水通过漏斗进入上翻斗，当降水积到一定量时，由于水本身重力作用使上翻斗翻转，水进入汇集漏斗。降水量从汇集漏斗的节流管注入计量翻斗时，就把不同强度的自然降水，调节为比较均匀的大降水强度，以减少由于降水强度不同所造成的测量误差，当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时，计量翻斗把降水倾倒到计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，与它相关的磁钢对干簧管扫描一次。干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样，降水量每次达到0.1mm时，无源触点就送出去一个开关信号。

2 日常检测的目的和方法

雨量计在观测期开始前和观测期内定期检测，建议发现雨量计测量值异常时及时检测，每次检测应留存记录。检测的目的是确认雨量计精度是否达标，比对以前的标定或检测记录，观察稳定性能。对于精度达标，稳定性良好的雨量计没必要开罩维护。只要清理刃口内盛水器中的异物便可。

按照恰当的方法连接计数器，用注水取得数据，评估雨量计工作状态，从而决定是否开罩维护。建议检测完毕后通过采集器最少取得一次有效数据，证明信号线恢复的正确性。也可以从采集器读取雨量检测数据，实验完成后清除实验数据，特别提醒：回避产生极值的时间段。在平常仪器维护中经常出现以下几种常见故障及维护技巧，为县局人员的维护工作提供参考[2]。

2.1 雨量已大于0.1mm，但采集器无雨量显示

2.1.1 首先检查故障是否来自采集器

①自动站受强雷暴干扰出现采集器不工作或不能采集数据时有两种情况：一种是采集器彻底断电，应检查供电电源，市电或后备电源箱面板上指示灯工作状态，如果供电正常，说明采集器内电源板损坏，导致采集器无法正常工作；另一种情况时雷击后采集器蜂鸣器长鸣，可对采集器进行复位，按“复位”键，如不行，则用“总清零”关机重启解决看能否恢复正常，不能恢复正常，可能是数据采集器主板损坏等，应更坏采集器。

②把雨量器电缆插从采集器拔开,用短路线或钥匙等物对红、黑两雨量传感接头短路N次,若采集器显示N×10-1mm的降雨量,则采集器正常（如进行5次短路，正常情况下应显示0.5mm降水量）。若显示值不正常，判定采集器故障[3]，更换采集器。

2.1.2 检查雨量传感器的下水漏斗是否堵塞

树叶、尘土等均易造成此类故障，只需将杂物清理干净即可。平时巡检时准备毛刷用于清洗内部构件灰尘，建议购买10mm以上20mm以下宽度的排笔，用棉签清除构件空洞内灰尘方便有效。清洗过程不得损伤雨量计内部构件，特别是干簧管位置不能位移。另外雨量计外罩和基座衔接的几何尺寸差异，在三个固定螺丝的挤压下形成的缝隙必定有空气流动。雨量计内部空气流动影响测量精度，随空气流动进入雨量计内的灰尘沉积在翻斗表面，甚至堵塞各个管孔，势必影响雨量计稳定性。

2.1.3 检查电缆插头是否接好[4]

逐个检查雨量传感器与信号电缆的接头，采集器与信号电缆的接头及采集器主板上的插头。将各电缆插头重新固定，如确定因电缆未插好而造成此故障只需将插头固定好即可。

2.1.4 若传输线完好,则要对雨量器进行检查

使用标准雨量筒的标准量杯，倒入标准雨量，检查翻斗雨量传感器的翻斗次数是否正常：10mm的标准雨量量杯倒入0.1mm的雨量传感器，标准输出为10mm，即：翻斗翻100次，输出100个通断信号；10mm的标准雨量量杯倒入0.5mm的雨量传感器，标准输出为10mm，即：翻斗翻20次，输出20个通断信号。用万用表电阻挡测量干簧管两端,翻转一次翻斗万用表应有一个跳变，如果表针没有变化则说明干簧管已损坏，需要焊接或更换干簧管。

2.2 本地采集器显示雨量（不为0）,但网页上显示“—”

首先可判定为通讯故障，问题一般出现在SIM卡和通讯模块

2.2.1 检查SIM是否损坏或欠费

SIM卡欠费造成的通讯故障比较常见，交足费用即可恢复正常[5]。若SIM卡损坏则需到移动公司更换新卡。

2.2.2 检查模块

在确定DTU正确设置的前提下，通过模块指示灯分析故障[6][7]

2.2.2.1 电源指示灯不亮，可能是电源与模块间连接电缆未插紧，需重新拔插。

2.2.2.2 网络指示灯一直快速闪烁，表明无法成功登陆网络，可能原因是SIM卡欠费、损坏、未插紧或当地移动检修无信号或信号不好。和移动公司联系排除卡欠费、损坏及信号差的可能性后，重新安装SIM卡，若故障仍未解决则判定为模块自身故障，需更换模块。

2.2.2.3 数据指示灯工作不正常，检查模块与采集器主板接头连接情况，如接触不良，需重新焊接。

2.2.3 检查采集器天线

若SIM和模块均正常则检查天线是否存在问题，若天线损坏也会造成通讯故障，更换后即可恢复正常[5]。

2.3 采集器液晶屏无显示

当打开采集板电源开关后,液晶屏无任何显示,无法对系统进行操作。常见故障原因：无工作电压、液晶屏线路接触不良或主板损坏[8]。

2.3.1 无工作电压

Ups电源部分，共有4种运行模式：旁路模式，市电模式。电池模式，异常模式；当负载超过100%或者市电超频、电池电压过低时，Ups进入旁路模式，在此种模式下，市电通过电力系统直接供电，Ups不具备后备功能；当正确接入市电并负载未超过100%，Ups应处于市电模式，在此种模式下，市电通过Ups供给用户，Ups具有后备功能；在Ups运行过程中出现故障或其他原因，Ups进入异常模式，需检查线路并重启Ups。对Ups供电系统也应进行日常维护保养，定期对Ups进行放电；严格控制Ups电池的负载量；定期或不定期测试电池的储电能力；当继电能力有明显下降的时候，及时更换新的电池。

2.3.2 液晶屏线路接触不良或主板损坏

排除工作电压原因后可通过更换液晶屏或采集板来查找和解决。

3 数据比对

工作中通常将自动站雨量观测数据和人工雨量观测数据比对作为衡量雨量计工作状态的依据。按照雨量观测时次进行比对缺乏科学性，因为两者时间不归一，就是自动站是在整点取得数据，而观测员一般提前去观测场测量降水量，期间正赶上降雨，由于时间不归一造成数据差异。换成按照降水过程比对人工雨量观测数据和自动站雨量观测数据是科学的。具体做法是累计降雨过程的人工观测降雨量数据和自动站观测降雨量数据，大于10mm的降水误差控制在±4%之内，小雨10mm的降水一般应为±0.4mm以内，甚至更小。

国家级自动站可以用采集器计数，但要及时删除观测业务软件中生成的雨量数据，测报软件监控界面的清空采集器功能可作为计数清零命令。专用的测试软件能通过计算机操控采集器，也是利用采集器计数的有效方法。这两种方法稍有难度，可酌情采用。

4 结语

降雨量观测的重要性不言而喻，雨量观测的质量亟待提高。自动气象站在地面测报业务工作中应用以来，其雨量观测值失真的问题构成了自动站单轨制运行的瓶颈，实践中只要掌握正确的维护方法，满怀对测报工作精益求精的热情，激发尽善尽美的激情，采用科学而先进的方法，工作重点着眼于每年雨量观测周期开始前的雨量计维护，争取在整个降雨观测期内雨量计稳定工作在达标范畴内。同时我们还要清楚认识到，大量区域自动站分布环境因素的影响，不具备对比观测条件，管控难度大，数量多，挑战自动站技术保障工作。用先进的维护方法是保证自动站雨量观测精度，提高维护效率，提升稳定性，降低保障成本的有效途径。

［1］河南省大气探测技术中心.区域气象站培训教程［M］.2008，6.

［2］武安邦.翻斗式遥测雨量计常见故障分析［J］陕西气象，2006，20（6）:44-45.

［3］李国森，林鸿钧，吕玉嫦.自动气象站雨量部分的故障分析及排除方法［J］.2005（1）:41-47.

［4］罗凤明，邱劲飚，李伟权，等.区域自动气象站故障排查及典型实例分析［J］.2008，30（3）:52-60.

［5］席佐联.DWSZ1型温度雨量自动站常见故障的处理［J］.贵州气象，2005，29（1）:43-44.

［6］甘桂华.WP3103型自动气象站常见故障的判断和处理［J］.广东科技，2008，183:51-52.

［7］广东省大气探测技术中心.自动站GPRS通信网培训教材［M］.2007，8.

［8］祝亚.DWSZ1型温度雨量观测站故障检修方法［J］.贵州气象，2005，29（5）:45-46.