区域自动气象站常见故障分析及处理

毕明林 于跃 刘志鹏 刘鹏飞 谢华光 苏华 姚维华 刘帅

摘要  为充分发挥区域自动气象站在气象防灾减灾工作中的作用，结合区域自动气象站维修经验，对其常见故障进行分析，并提出故障处理办法，供相关维修保障人员参考。

关键词 区域自动气象站;防灾减灾;故障分析;故障处理

中图分类号：P415.12 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）06-121-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.057

Analysis and Treatment of Common Faults of Re gional Automatic Weath er Stations

BI Ming-lin  et al（Chaoyang Meteorological Bureau， Chaoyang， Liaoning 122000）

Abstract In order to give full play to the role of regional automatic weather stations in meteorological disaster prevention and reduction， combined with the maintenance experience of regional automatic weather stations， the common faults of regional automatic weather stations were analyzed， and the methods of fault treatment were proposed for the reference of relevant staff.

Key words   Regional automatic weather station; Disaster prevention and mitigation; Fault analysis; Fault treatment

区域气象自动站是气象现代化建设的基础，是气象防灾减灾、预报预警的科学依据，是我国综合气象观测系统的重要组成部分，具有分布面积广、获取资料准确度高、时空分辨率强、传输及时、减小探测盲区等优势，在气象服务中得到广泛应用，特别是在农村气象防灾减灾服务中发挥重要作用。区域自动气象站能够对各站风速、风向、降水、温度等气象要素进行准确有效的连续监测，为精细化预报提供详实资料，大大提高了对中小尺度天气系统的监测和局地强对流等灾害性天气的监测能力，在气象预报预警、防灾减灾中发挥重要作用。但是随着建设时间的推移，自动站故障问题也随之显现。为了切实提高维修保障人员在区域自动气象站维修过程中的效率，保障自动气象站数据连续性和准确性，充分发挥区域自动气象站设备效益，笔者对区域自动气象站故障维修经验进行了总结，为更准确、迅速解决区域气象自动站故障奠定基础。

1 区域自动气象站的工作原理

区域气象自动站有硬件和软件部分，主要是由传感器、数据采集器、电源部分、通讯模块、数据存储和处理部分组成，传感器感应气象要素值，数据采集器采集感应值，感应值形成一种规定的报文格式的实时数据，这个实时数据被保存到数据存储内。采集器同时将实时数据传送到通讯模块，经过GPRS传输方式上传到中心站服务器上，预报员可以通过区域气象自动站数据查询系统查询区域气象站监测资料，目前区域站数据每10 min采集上传1次。

2 常见故障分析及排除方法

由于区域自动气象站长期处于室外工作环境中，而且大部分区域气象自动站建设在农村偏远地区，虽然现在有乡镇信息员负责维护，但是维护精力和水平有限，加上使用年限的增长，故障发生难以避免。快速维修故障的关键在于如何准确找到故障原因，对故障原因进行认真分析。区域气象自动站可分为电源、数据信号传输和采集3个部分。通过原理的逻辑分析，采用替换方法排除故障，缩短故障时间，保证资料获取及时。值得注意的是在更换过程中严禁带电操作，避免人为损坏设备。

2.1 供电系统故障

区域自动气象站采用太阳能板对蓄电池充电，蓄电池为区域气象自动站供电，所以判断供电故障一般就是查找太阳能板或蓄电池故障，可能出現的问题有电池老化、电池电量耗尽、太阳能电池板损坏等[1]。一般电池最佳使用寿命为2年左右，也可能连续阴天造成太阳能电池板不能对电池充电，在太阳能板无法对蓄电池充电的情况下，四要素站可工作7～15 d。有时自动站会发生白天运行正常，但晚上出现数据缺测现象，这是因为电池性能下降，白天充电量不足导致故障，此时检查如果太阳能板无问题，即为电池故障，需要更换电池排除故障。断开太阳能电池板，使用万用表测量电池电压和太阳能板输入电流可以具体判断为电池或太阳能板故障。

2.2 通信传输故障

通信故障表现为终端显示故障和数据未上传故障，包括通信卡故障、通信网络故障和通信模块故障，针对终端显示故障和数据未上传故障可以首先测试区域站参数回复是否正常，如果无回复或回复错误，则可以初步判断为通信模块故障，或者检查通信模块指示灯情况，如果指示灯闪烁异常或NET不亮，则可能是通信模块损坏，需要更换排除故障，更换后不要忘记重设参数。确认通信模块正常则需要判断通信卡是否处于正常运行状态，避免因卡费停机造成故障，可通过拨打该卡号确定;其次，检查通信卡与卡槽接触是否良好，可以适当清理通信卡接触点。有时也会因为通信网络原因造成数据无法上传，可通过手机上网确定信号是否稳定，也有可能是附近有信号干扰导致网络不稳定。此外，需要检查天线是否松动、损坏，接口是否腐蚀[2]。

2.3 采集系统故障

采集系统是区域站的核心部分，采集器故障通常表现为死机、采集程序乱等。正常状态下闪烁，如间隔闪烁时间不规律或常亮、长灭状态则采集系统故障，可以拔下传感器接头，只留供电，重启采集器看工作是否正常，若正常依次接插传感器，判断由哪个传感器引起故障。

2.3.1 雨量传感器故障 雨量传感器故障情况比较常见，主要表现在雨量线路损坏、雨量桶盛水器或汇集漏斗堵塞、干簧管损坏。如果其他数据正常，而雨量数据不正常时，需要检查雨量传感器接线是否松动，如若接触不良需要重新紧固;检查雨量筒是否被杂物堵塞，如果堵塞需要将杂物清理干净，同时对翻斗和漏斗进行清洗;若清洗后依然无法正常显示雨量，则应对干簧管两端进行测量，用万用表蜂鸣档测量干簧管焊点上下2个空焊点，翻动翻斗时无蜂鸣声则干簧管损坏。

2.3.2 风传感器故障 风传感器故障通常表现为风向、风速无数据，风向出现固定值无变化或者格雷码错误，风速出现异常值或者固定无变化[3]。风向、风速传感器出现故障后，同样要首先检查连线，如连线无误，可以通过万用表检测风向、风速电压，测量风向信号线和地之间电压范围是否符合0～2.5 V，对饮0～360°风杯停止时风速信号和地之间测量值为0或者接近工作电压。此外还应对传感器北线进行检查校正。

2.3.3 温度传感器故障 目前，区域气象自动站使用的温度传感器基本都是PT？鄄100型铂电阻制作的，该传感器有5根线，对应电路板标识为*+-R和G。温度传感器通过铂金属对温度变化使其电阻率发生变化从而测量温度，温度传感器发生故障时，表现为温湿度不符合正常范围数值，大部分原因为温度传感器连接线断路引起，首先要检查传感器接线是否正确，接线无误则采用替代法，更换备份温度传感器排除故障，并将换下的传感器重新检定确认是否故障。

3 结论

随着区域自动气象站的广泛应用，保障区域自动气象站稳定运行尤为重要。该文总结了区域自动气象站维修中一些常见故障，分系统进行了分析，并针对性提出了解决办法，保障人员可对其进行维修参考，以提高维修效率。同时要加强日常维护、保养，在工作中不断积累经验，總结实践中遇到的问题，从而实现准确熟练地判断故障，解决故障。

参考文献

[1] 卢雪勤，黄荟，钟祥平.区域自动气象站常见故障分析处理[J] .气象研究与应用，2018，39（3）：101-103，115.

[2] 冯日升，张永梅.区域自动站常见故障处理与保障措施[J].北京农业，2013（5）：183-184.

[3] 胡本刚，孙百茹.区域自动站故障判断与维护[J].农林勘查设计，2015（2）：92-93.

[4] 赵廷斌，陈慧玲，张超.区域自动气象站常见故障判断及排除技巧[J].南方农业，2015，9（33）：194-195.