自动气象站仪器设备保障及维护技术研究

（甘肃省华亭市气局甘肃华亭，甘肃 华亭 744100）

近年来，我国气象事业呈跨越式发展态势，全国各个地纷纷开始投入使用新型自动气象站，促使气象观测业务由人工观测开始转变为自动化观测，这不仅降低了劳动量，而且还大大提升了气象观测数据资料的全面性以及准确性。但是，由于自动气象站仪器设备每天处于24h不间断运行状态，长时间仪器设备本身损耗较大，给自动气象站仪器设备保障及维护管理带来了十分严峻的考验。当前，自动气象站仪器设备在运行过程中时常会出现一些仪器设备故障，对地面气象观测业务的顺利开展造成不利影响[1-8]。基于此，自动气象站仪器设备保障及维护工作特别重要，要加强自动气象站仪器设备常见故障的分析处理，并注重日常保障及维护工作，以不断提升自动气象站运行质量。

1 自动气象站在维护过程中存在的问题及原因

科学技术的发展，为自动气象站的发展增添了新设备，提高了仪器的性能，但也为仪器的维修和维护增添了困难。自动气象站使用的仪器大部分是精密仪器，地面观测和高空观测设备的功能和结构不同，观测人员需要具备非常专业的知识和实践经验。但是，在现实生活中，观测人员缺乏责任感，不严格规范自己的行为，无法对气象站设备进行专业的保护和维修处理。未能做好仪器设备的保障管理工作，严重影响观测资料的准确性。

现代气象观测仪器很多。管理监视设备时，观测人员缺乏专业知识，机器设备维修技术不足，管理体制和机制不成熟，没有比较完善的气象站设备保障和管理制度，测量过程中获得的温度湿度气压值出现异常。这些问题严重影响了气象信息的及时性和有效性，对人们的生产生活产生了很大的影响。

2 自动气象站仪器设备故障分析处理

2.1 采集器故障

新型自动气象站启动时，如果采集器操作出现异常问题，工作人员通常需要最先查看采集器面板上的指示灯，仔细观察指示灯闪烁状态，以确定采集器是否有故障。如果面板上的指示灯不闪烁，气象要素数据不显示，点击后也没有更改，则采集器上的芯片数据很有可能会混乱。这时，工作人员必须及时清除收集到的芯片数据，或者更换新的芯片，然后重新启动采集器。通常，采集器能够及时恢复至正常状态。假如采集器数据异常，需要仔细检查采集器的电源系统，观察空气开关是否跳动，或者电源电压有无异常。如果以上条件均无异常，则检查通讯线，假如在排查之后也无异常问题，则可以确定为采集集器故障，需要及时维修亦或者更换新设备。

2.2 风向风速传感器故障

自动气象站正常工作时，如果没有显示风向和风速数据，可以输入相关命令，查看采集器中是否存在该数据。否则，必须逐一分析风向风速传感器的电源和信号输出状态。对于风向风速传感器，可以使用万用表检测风向风速传感器输出和地面之间的电压值。标准电压值是工作电压的一半。如果不满足此条件，则表示风速传感器存在故障，需要换取新设备。对于风向传感器，由于很难单独检查故障原因，故可以使用替代方法进行检查。也就是说，用良好的风向传感器代替现有的传感器，如果问题得以解决，则表明风向传感器出现故障，否则很有可能是其他因素造成的，需要继续检修，直至设备恢复稳定运行状态为止。

2.3 气压传感器故障

气压传感器运行中发生故障时，工作人员应切断系统电压，以免气压传感器故障恶化。气压值发生波动情况时，要及时检查气压传感器的接线状态，看看排气口是否有异物阻塞状态，如果上述检查没有发现异常，就要更换新的气压传感器。如果发生数据检测缺失或遗漏现象，应观察收集面板数据是否显示并确认电源。如果电源电压正常，而集电面板没有数据显示，可以确认气压传感器发生故障，需要更换新设备。

2.4 雨量传感器故障

若雨量传感器观测到的降雨数据太小或为零，那么及时通过排查发现是由以下问题引起的：雷暴导致仪器部件损坏，传感器漏斗、翻斗、滤网被堵塞；定位螺丝松动。这个时候，工作人员需要及时清除雨量传感器各个部件中的杂物，并维修维护受损仪器部件。若损坏严重，则可以考虑换取新设备，确保雨量传感器正常运行。

2.5 地温传感器故障

在地温传感器运行过程中，如果观测到的地面温度数据异常，那么首先需要查看分采集器的电路，观察其是否可以稳定运行。假如没有异常，则应该通过串口调试助手发送相关命令，观察是否可以返回所有数据。若没有办法返回，则需要认真检查采集器并将计算机连接到分集的串行端口。使用串行调试发送命令，若能够返回所有数据，则表示采集器中没有异常。否则，表明存在问题，需要及时更换或维修。如果单个地面温度数据异常，则可以采用替代法单独对单个地温传感器故障进行排查，直到设备恢复正常。

3 自动气象站仪器设备保障及维护技术要点

3.1 采集器保障及维护

对于自动气象站的核心仪器设备——采集器，工作人员应特别重视日常保障与维护工作。平时要主采集器和分集器以及、采集器和传感器、计算机之间的连接是否牢靠。若发现存在松动现象，需要及时拧紧。若采集器数据有问题，则必须对采集器作复位操作，若数据仍然存在异常，则必须清除采集器内存并重新启动计算机。若这个时候依然不准确，则应查看采集器有无损坏，需要及时上报，安排专业的技术保障人员进行处理。日常工作中，还应注意对采集器的灰尘、杂质进行清理，在清洁维护和检修时需要切断电源，不要在通电的情况下处理。每年需要安排专业的防雷检测技术人员对自动气象站采集器以及其他设备的防雷装置进行检查，要确保防雷系统的可靠性，避免设备被雷击，要保障设备的稳定运行。

3.2 风向风速传感器保障及维护

风向风速传感器受天气影响较大，强风天气下传感器的旋转频率太高，轴承部位经常过度磨损。由于大量摩擦，旋转不顺畅，传感器出现了损伤现象。如果长时间内数据不变，轴承部件的老化可能会导致传感器故障。如果传感器显示没有收集到数据，则电缆或接头可能没有拧紧，或者人工损坏后没有及时维修。一般来说，风向风速传感器的位置高，平时很难发现传感器故障，所以工作人员应该随时比较气象信息，使传感器能够检测到最真实的风向和风速。平时工作人员应该最先清理风传感器积累的污垢。另外，传感器轴承的维护和管理，特别是风向传感器轴要通过目视检查，检查前要去除风向表，正常情况下轴没有明显的噪音，同时要灵活旋转，检查结果问题要及时得到维修和维护，还要注意风向标的校准。对于风速传感器，每年都要检查传感器手柄的旋转，确保设备稳定运行。

3.3 气压传感器保障及维护

气压传感器和外部大气进行连通时，一般需要凭借静压管来进行。静压管通常位于采集器机箱下部的小孔中，气象人员要时常检查静压管孔是否保持畅通，以更好地感知外界大气压，确保气压传感器观测数据的准确性。

3.4 雨量传感器保障及维护

雨量传感器通常在雨季发生故障，往往是因为传感器漏斗被堵塞所引起的。所以，应及时对雨量传感器进行清洁维护，以确保其正常运行。另外，如果实际降水量与实测值之间差异较大，有关人员需要及时进行排查，对雨量传感器对维修维护，以确保雨量观测的准确性。

3.5 地温传感器的保障及维护

对于地温传感器，需要及时清洁地面变温器箱体，以确保其牢固密封，避免漏水；如果地温传感器的套管中存在积水，那么势必会影响测量数据的准确性。所以，在有降水的情况下，应第一时间对水分进行清除；要防止外力震荡以及传感器生锈，确保地温传感器的稳定运行，提升观测数据的准确性。

4 结语

综上所述，自动气象站仪器和设备的维修和维护以及保障需要观测人员具有专业基础和强烈的责任感。同时，我们还需要掌握仪器和设备的一般故障类型和发生问题。这就要求观测人员不断提高自己的技能，确保仪器和设备的日常有效维护，发生故障时及时处理，尽可能保证气象工作顺利进行，使人们可以得到真实有效的气象警报。今天，现代化自动气象观测站仪器设备在我国各地区开始广泛应用，气象观测工作的场景对仪器设备的依赖越来越强。各级气象部门要加强自动气象站设备保障和维护管理，结合实际设备运行，对发现的设备故障进行最快时间的分析和排除，并且采取科学合理的设备保障和维护方法。为促进自动气象站设备的高效稳定运行打下坚实的基础。