2020年来宾市区域气象站故障及解决方法分析

谭光平，胡祖权，苏庆红，王永明，刘 炽

（来宾市气象局，广西壮族自治区 来宾 546100）

区域自动气象站是我国地面自动观测设备，在综合气象观测系统中发挥着重要作用，具有布局合理、分布广泛、不需要人工值守、24 h 连续不间断运行等特点。区域自动气象站的建立可为气象人员提供分辨率较强的观测资料，增强天气预报的精准度，提升对天气系统特别是中小尺度天气系统和灾害性天气监测能力。区域自动气象站有效地提高了气象监测整体水平，为防灾减灾以及生产生活提供了重要的气象数据依据，是发挥气象防灾减灾的第一道防线。

1 区域自动气象站组成及工作原理

区域自动气象站由气象数据中心、室外采集器和GPRS网络组成，其中采集器是区域自动气象站的核心部件。区域自动气象站硬件包括数据处理、电源、显示单元、串行接口、采集通道等，其作用是采集、储存和传输气象要素数据信息。

区域自动气象站的工作原理是借助传感器将气象数据转为电信号，因单片机控制整个数据采集器，可以对观测数据进行线性和定标处理，在提升观测数据质量的同时，实现工程量与要素量之间的转换；随后经过预处理模块转换成实时气象要素，再利用通讯模块传输观测数据。

2 来宾市区域自动气象站的构架

来宾市现有区域自动气象站126 个（含移动自动气象站），其中兴宾区36 个、合山市6 个，这42 个区域自动气象站由来宾市气象信息与技术保障中心负责维保。来宾市现有区域自动气象站有3 种型号，包括DSD14 型自动站、CAWS100型自动站、多要素区域自动站。采集器包含多要素自动站采集器QML201、CAWS100 型自动站采集器HY324、DSD14型自动站采集器、骨干站采集器HY1100。

3 区域站常见故障及解决方法分析

3.1 采集器故障及其解决方法

数据采集器右上角有工作状态指示灯，若采集器正常，红色指示灯会间隔3 s 闪烁1 次。若红色指示灯闪烁间隔时间异常，标志着出现故障，进而会打破采集器的程序，降低气象要素数据采集的准确性，重启采集器即可解决；传感器故障也会对采集器程序造成影响，可以拔掉采集器传感器插头，保留供电端，检查采集器能否正常运行。若采集器可以正常工作，应将传感器插头逐一连接，找出故障传感器，直接更换即可。

3.2 湿度传感器故障及解决方法

湿度数据异常是湿度传感器故障主要表现形式之一，如天气晴朗或中午，观测的空气湿度数值为100%，说明湿度传感器故障，观测人员应及时找出故障原因并处理。湿度传感器主要利用铂金属的电阻率对空气中的温度和湿度的变化进行测量。在测量空气中的相对湿度时，湿敏电容对湿度变化感知较为敏感，若空气湿度发生变化，高分子湿敏电容介质会上下波动，根据这种变化可以测量空气湿度值。若湿度传感器性能下降或使用年限较长，则需要更换湿度传感器。

3.3 雨量传感器故障及解决方法

当站点与邻近站点相比，降水明显出现异常时，先查看雨量筒的出水口是否堆积杂物，雨量传感器漏斗是否堵塞。若有堵塞，则需除去污物并清洁过滤网。清洗后，严禁用手触摸雨量传感器的翻斗内部。

4 2020年来宾市区域气象站故障实例分析

2020 年1 月—9 月，来宾保障与信息中心负责维保的42个区域自动气象站共出现故障30 余次，其中雨量故障20 多次，占比80%以上；风故障3 次，占比10%。下文对这2 类故障进行分析并讨论解决方法。

4.1 雨量故障表现及解决方法探讨

2020 年1 月—9 月，来宾市兴宾区和合山市区域自动气象站雨量故障20多次，其中因雨量传感器翻斗失灵或漏斗出水口堵塞有16次，约为雨量故障的80%。7月29日南泗气象观测站雨量故障，见图1。

图1 雨量传感器故障Fig.1 The rain sensor fault

监测发现该站周边站点均有雨量，但该站雨量为0，通过现场检查发现，造成该故障的原因为蚂蚁在传感器内驻窝，堵住了传感器排水口，计数翻斗无法翻转，见图2。

图2 雨量传感器结网Fig.2 The rain sensor networking

封好雨量传感器导线口可大大降低此类故障。来宾县主要作法：用电工胶缠绕雨量线致雨量线刚好能通过进线孔，把雨量传感器导线口堵封好。

4.2 来宾风故障表现及解决方法探讨

2020年以来，来宾市兴宾区和合山市区域自动气象站风故障3 次，占区域站自动气象站年故障数的10%。其中仪器老化故障1次，因老鼠咬断风线导致风故障2次，见图3。8月10 日兴宾大湾国家气象观测站故障，表现为风向长时间不变，风速时有时无，气温为0；8 月13 日合山北泗气象观测站故障，表现为风向长时间不变，风速为0，气温为0。现场检查均为风线被老鼠咬坏，以致风线短路造成故障。

通过现场检查发现，老鼠是从风杆底部，顺着风线住上爬，把风线咬坏。因此，只要封堵好风杆底部就可以避免此类故障发现。

图3 风故障Fig.3 The wind fault

5 常见故障的快速解决方法

区域自动气象站的维护，要遵守预防为主、抢修为辅的原则。技术人员应了解区域自动站的基本结构和工作原理,进而可以快速判断出故障的部位。一般可以通过以下3种方法快速解决区域自动气象站故障。

5.1 直观法

通过看、摸、听等直观方法判断设备是否有电，接线是否脱落，元件是否开焊、锈蚀，是否出现受雷击等现象，判断故障部位，为下一步检修服务。

5.2 测量法

电路测量方法是用万用表电压、电阻、电流、二极管蜂鸣等档位测量电路元件、线路通断，依照设备参数快速准确地发现故障。

5.3 代替法

代替法是在万用表不能准确判断的情况下，怀疑某元件有问题，就要用好的元件替换所怀疑的元件，看故障现象是否消除。如果仪器正常，就说明所替换下来的元件已损坏。