强降温引发遥测气象站温度缺测的研究

陈海霞　梁丹　杨德荣　黄天

摘 要：对云浮遥测气象站2009年11月和2010年12月部分地温传感器出现缺测的现象进行故障诊断，诊断结果表明：地温传感器与信号变送箱的中间连接处接口接触不良。针对此故障，用万能防锈润滑剂进行除锈后故障排除。通过分析可知，该故障产生的原因为在温度传感器接口生锈的情况下，遭遇突然降温，导致温度传感器接口出现热胀冷缩现象，引发接口接触不良，从而出现数据缺测。

关键词：大气探测;遥测自动站;地温传感器;接口不良;降温剧烈

Abstract： In this paper， the fault diagnosis of some temperature sensors missing in Yunfu Telemetering Meteorological Station in November 2009 and December 2010 was carried out. The diagnosis results showed that the interface between the geothermal sensor and the signal transducer was not in good contact. In view of this fault， the universal anti-rust lubricant was used to remove the fault after rust removal. Through the analysis， it can be seen that the cause of the fault is that when the temperature sensor interface is rusty， it encounters sudden cooling， which leads to the phenomenon of thermal expansion and contraction of the temperature sensor interface， and leads to bad contact between the interface， thus resulting in data missing.

Keywords： atmospheric detection;telemetry automatic station;geothermal sensors;poor interface;deep cooling

目前，云浮遥测气象站使用的是广州德力权仪表有限公司生产的温度传感器，其中浅层（5、10、15cm和20cm）和深层（40、80、160cm和320cm）地温传感器的规格为柱状铂电阻，型号为PT100A，温度范围-20～+80℃。本文对云浮遥测气象站2009年11月和2010年12月部分地温传感器出现缺测的现象进行故障诊断。

1 故障判断

2009年11月2日至18日，15、40cm和160cm地温传感器出现缺测现象（见表1）。云浮站现用的是DZZ1-Ⅱ型遥测自动站，其硬件由各类传感器、信号变送箱、主数据采集器、通信接口、系統电源和计算机等组成。其中由信号变送箱把气温、湿度、草温、地表温度、浅层地温和深层地温传感器采集生成的气象要素数据通过CAN通信接口传送到主数据采集器。

故障判断第一步[1]，数据出现缺测前几天均没有雷暴出现，首先可排除雷暴击坏仪器的原因;第二步，因只是部分时次、部分地温传感器出现缺测，可确定连接值班室内计算机与观测场的主电缆线是正常的;第三步，气压、雨量、风向和风速数据正常，这三种传感器电缆线是直接与主数据采集器连接的，可确定主数据采集器正常。此时，可判断故障可能出现在信号变送箱或者是15、40cm和160cm地温传感器电缆线上。

2 故障排除

检查信号变送箱内15、40cm和160cm地温传感器的电缆插头及插槽，发现无生锈，无变形。拔出插头重新插好，仍然显示数据缺测。检查[2，3]地温传感器与信号变送箱的中间连接处（见图1），发现15、40cm和160cm地温传感器的电缆插头表面有浅绿色的粉状物，此为电缆插头表面被氧化的锈迹。用小刀刮除锈迹后，重新连接电缆，白天数据显示正常;但一到夜间，数据时有缺测。经广东省气象局大气探测技术中心技术指导，用万能防锈润滑剂进行除锈。具体操作方法是：在电缆插头及插槽处喷涂除锈剂，用冷风烘干或者在太阳底下自然晒干。等除锈剂完全烘干后，连接电缆，数据显示正常。经过这次除锈处理，15、40cm和160cm地温传感器1年内没有再出现缺测的现象。2010年12月16至18日，160cm地温传感器再次出现部分时次缺测现象时（见表2），采用上述方法进行处理后，数据恢复正常。

3 原因分析

上述两次出现缺测现象时，传感器的插头及插槽均有锈迹现象，生锈会导致传感器接口接触不良，该原因导致的缺测现象最为常见。但是，缺测时间出现在11月和12月，此时天气已经比较寒冷，是否与天气变化有关？将地温传感器缺测时次表（表1、表2）与其缺测前后的天气变化（表3、表4）进行对比可以发现，每次出现降温变化明显时，地温传感器就会缺测。查看2009年11月云浮市气候影响评价记载：11月第一次强冷空气的前锋1日早晨进入粤北，2日冷空气影响云浮市，云浮市气温急降。第二次较强冷空气于11日夜间自北向南影响云浮市。15日夜间到16日，又有一股较强冷空气南下影响云浮市，18日全市出现低温（日最低气温≤5℃），各站都出现了月内最低气温。2010年12月云浮市气候影响评价记载：14—16日今年第一次寒潮影响全市，气温明显下降;16-18日全市各地出现低温、霜冻，其中17日全市大部出现冰冻。对照2009年11月和2010年12月气候影响评价中所记录的冷空气影响本站的时间，正好是遥测站地温传感器开始出现缺测的时间，而且都是该年度第一次强冷空气影响，短时间内降温剧烈，导致温度传感器接口出现热胀冷缩现象，从而引发接口接触不良，出现数据缺测。这种现象在夜间降温剧烈时表现较为明显，白天温度回升或者经人工干预后可回复正常。

4 结语

日常要注意定期对遥测站各种仪器接口进行检查、维护，特别是冬天冷空气来临前，用除锈剂进行除锈防锈，以防止降温强烈引发数据缺测，保证气象数据的完整性和连续性。

参考文献：

[1]李洪涛，李丹丹.自动气象站故障分析及维护[J].科技传播，2010（17）：167，171.

[2]毕明林，于跃，刘志鹏，等.区域自动气象站常见故障[J].吉林农业，2016（13）：117.

[3]张海旭，姜珊，赵凤，等.新型自动气象站维护管理及故障分析[J].中国科技信息，2017（10）：35.