自动气象站的日常维护

谭薇

(北安管理局建设农场,黑龙江 北安 164035)

自动气象站在提高观测的准确性和精度方面有很大优势,而且能大大减轻业务人员的工作量,提高工作效率。保障自动气象站的正常运行,对气象台站而言尤为重要,其对自动气象站的技术保障及维护也提出了更高的要求。现对自动气象站维护要点作简要介绍,以供参考。

1 自动站设备的雷电入侵

1.1 雷电形成

雷电是带电的云层之间或是带电的云层与大地之间迅猛的放电现象,雷电具有几万至几千万安培的峰值电流,雷电通道中具有几万摄氏度的温度及强大的冲击波。对影响自动气象站设备运行的雷电最主要的有直击雷和感应雷2种。

1.2 雷电入侵途径

雷电电磁干扰主要通过传导耦合和辐射耦合方式传送到自动气象站,使其失效或损坏。一般雷电入侵自动气象站除阻性耦合影响的反击电压之外,分别沿电源线、传感器到采集器和采集器到主控微机之间的通道、网络的通信线路入侵。一是自动站供电线路侵入。在电力线入室之前可能遭受直击雷和感应雷,直击雷击中高压线经过变压器耦合为低压后入侵;云地闪电击中建筑物或建筑物附近时,雷电流通过引下线泄入接地体,可通过电路中的零线、保护地线和布线中的接地线,以脉冲波的形式侵入室内,使设备损坏。二是通信线路入侵。当自动气象站周围直击雷防护不力时,地面突出物或高层建筑物遭雷击,雷电过电压将地面土壤击穿,使处于户外的传感器、采集器轻则失效,重则毁坏;同时,可能击穿网络线或传感器到采集器和采集器到主控微机之间的电缆线的绝缘层,使瞬态过电压沿通信线直接入侵室内。三是阻性耦合影响的反击电压入侵。所谓阻性耦合是指小电阻值的金属物体上因雷击流过大电流时,会产生很高的电位,进而影响到距离较近的设备。

1.3 雷击电磁脉冲浪涌危害

自动气象站遭受直击雷袭击,除了直击雷直接毁坏设备外,由直击雷产生的直击雷过电压还袭击自动气象站传感器、采集器和主控微机。当雷击风速风向杆上的接闪器时,高频雷电流流过避雷装置,造成接闪器和引下线的电位升高。雷击电磁脉冲从电源供电线路和通信线路入侵自动气象站,造成自动气象站的损害概率较大。自动站安装在空旷处,从传感器到采集器,再到计算机,传输线有一段距离,而且数据传输线与电源线、接地线等是处在几乎相同的电磁环境,相互之间存在一定影响,数据传输线很难做到电磁屏蔽。这就容易造成雷电通过磁场耦合、电场耦合、电阻耦合等以传导和辐射方式对自动气象站设备构成侵害。

2 硬件维护

2.1 电源系统

电源系统是为整个自动站系统提供电源保障的核心部分,日常维护检查最为重要。采集器工作状态指示灯为红色,正常应为每隔3s闪烁1次。UPS电源系统直流指示灯为黄色,应为常亮。若此灯不亮,应及时检查蓄电池、保险管是否正常,要保证始终由蓄电池给采集器供电;同时电停后要观察UPS供电情况,通过电池充电指示灯判断电池是否处于良好状态、能否长时间供电,如存在问题要及时更换电池。

2.2 采集系统

采集器是自动站系统的核心部分,巡视时除观察采集器指示灯是否正常外,一般情况下无需日常维护,可定期用毛刷清理采集器的灰尘。注意在接插各种接线端子、撤换或安装传感器时应避免带电操作。定期检查采集器的通讯口的通讯线接头和各传感器的接地接头是否牢固以及与计算机接头的串口是否有松动现象,并及时处理。

2.3 传感器

一是雨量传感器。定期检查漏斗通道中是否有树叶、灰尘等杂物堵塞,及时除去污物并清洁滤网。还要定期检查,除去内部翻斗上污染物,但不可划伤翻斗面保护层,清洁维护时应断开信号连接线。二是温湿度传感器。定期对百叶箱内灰尘进行清扫,及时清洁传感器的护罩和更换传感器滤纸,可用软毛刷轻轻刷其表面,不要用手接触。三是地温传感器。定期打开地温变送器箱检查是否有水和异物进入,定期检查电缆有无破损;浅层支架是否与地面齐平;0cm地温传感器是否半埋半露,与地表是否很好密贴,特别是大风、雨后要及时检查地面传感器与地表面接触情况,消除传感器与土壤间隙。四是风向、风速传感器。每日要对比风向准确性,经常观察风向杯和风向标转动是否灵活,发现异常时应及时处理。经常观察风杆拉绳是否有松动,如果有松动应及时拧紧,并校准垂直度。五是气压传感器。经常检查气压通气嘴,不能有异物堵塞和污染,室内空调不可正对气压传感器孔吹风。

2.4 计算机与防雷设施的维护

做到专机专用,不可连接外网或乱用U盘,及时更新升级病毒库,以防感染病毒。在雷电防御上,一是每年雨季前用接地电阻仪对观测场、测报室电阻进行测试,若大于4Ω,则应查明原因,若因地网腐蚀严重的,应重新做地网。二是每年雨季前应对电源避雷器、信号避雷器进行1次检查,如发现老化变性的应及时更换。三是每季度应对观测场、值班室内的所有仪器的接地线进行1次检查,发现有脱落或虚接的应及时连接好。四是观测场、值班室内新增仪器设备,应对金属外壳做接地处理,接地线应并入统一地网,使整个地网电器连通,并入地网时若用电焊连接,则焊接前应摘掉观测场、值班室内所有仪器的接地线,否则将损坏仪器设备,焊接后再将所有仪器设备地线接好。

3 软件维护

3.1 自动气象站软件维护

自动气象站软件主要包括采集器系统程序、自动气象站监控软件、地面气象测报业务软件等。采集器系统程序在生产过程中已经存储在单片机中,不需要台站日常维护,但采集器内部存储器在长时间运行过程中会产生大量电子碎片,应定期清空采集器内数据,避免出现数据存储错误或无法读取;自动气象站监控软件和测报业务软件的维护,主要检查各类参数设置是否正确,经常关注网站关于软件升级或补丁程序下载通知,做好升级工作。

3.2 应急传输及其他应急软件

自动站处理计算机除安装自动气象站软件外还应有其他应急传输软件,目前按省局的要求应急传输有3种备份方法,即GPRS线路、拨号网络、固定电话。GPRS网络需要修改IP参数,应在桌面上建立"IP.TXT"文件,内容包括IP信息以及修改方法,以备应急之需。同时,把直接联接无线路由的专用网线一端联接好,一端固定在计算机旁,并加上标签说明。拨号网络在计算机内提前设置好,并把专用MODEN同电话线联接好放置在适宜位置,遇到紧急情况及时切换并能保证随时接通。平时可以每月进行1次拨号演练。

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