自动气象站仪器故障的分析处理

刘云华

湖南省冷水江市气象局 417500

自动气象站仪器故障的分析处理

刘云华

湖南省冷水江市气象局 417500

自动气象站仪器放置外面用于测量和观察日常天气的变化，仪器受到日晒雨淋很容易造成各种故障和损坏，因此本文通过对当前自动气象站的采集器、风向传感器等设备进行分析和故障检测，通过详细阐述故障出现的原因和解决的方案，用以避免这些仪器的今后发生故障之后无法及时维修的困境。

自动气象站；风向传感器；采集器

随着信息时代的发展，计算机已经应用到社会发展的各个角落，我国的各大气象站已经开始使用了自动气象仪来统计和分析气象数据，使用自动化的气息设备不但能够提高观测点的数据检测，而且能够迅速将各处的数据统一分析和检测，这比人工观测更加能够方便与快捷。而且由于采用自动观测，说获得的数据更加准确和完善，并且可以通过观测系统，直接对观测到的数据进行初步的分析。但由于气象观测仪器使用的设备具有一定的特殊性，它相比人工观测更具有一定的敏感性和易损性，因此在整个观测的过程当中，气象站的自动观测出现的问题主要出现于采集器与传感器的故障，其中包括了传输数据、分析数据的故障。本文将主要介绍几种仪器故障进行分析：

1.气象采集器存在的问题

气象采集器出现问题对于整个自动气象站检测与核对属于严重故障，故障出现的主要原因在于整个采集器在研制过程中，可能存在不存客观或者主观因素的影响，从而导致采集器在使用过程中出现问题。由于采集器的数据是实时记录和保存数据的，因此当采集器出现故障时，首先应当检查采集器是否正常工作，然后在检查采集器和计算机连接线是否能够正常工作，接着在确认采集器软件已经能够正常运行，最后确定计算机是否运行正常。在没有查明故障原因时，是不能没查清楚问题是任意的关闭采集软件和采集器，甚至在采集器出现仪器损坏、失灵等问题时，直接把采集器采集的数据清零，则有可能造成采集器内部数据全部为空，而如果采集器上传数据不及时，则造成几小时甚至几天的数据全部遗失，形成严重的气象数据损失。

自动气象采集器在采集过程中，其在制高点会遭受到雷击的情况在气象站各个观测点也经常发生，由于采集器位置处于最高点，而且气象仪器避雷措施并不完善，当自动气象站采集器遭受到雷击时，气象备份采集器将会自动运行，如果设备存在故障时，采集器将会自报警，发出“嗡嗡”的连续鸣叫声，计算机显示设备也将会实时出现遥测数据报警，同时计算机将会启动自动保护，这起到了资料保护措施。一旦出现此情况应当按照以下方法进行恢复：

1）恢复采集器的运行。按采集器的复位键，检查采集器是否能恢复运行，保证采集器的数据能够及时收集。

2）将计算机重启，并检查“地面气象测报业务软件”中的数据是否存在损坏或者破坏。

3）将备份采集器的数据进行备份。将备份采集器的数据保存至计算机内，保证在重启期间数据不存在丢失。

采集器故障主要是存在已经观测到的数据遗失，这不仅仅是会影响到观测结果，而且对于当前气象信息的数据的严重损失；如果因此而影响到整个气象观测的数据采集，将会形成严重的数据后果，根据当前气象数据计算的遗失计算，在1小时内的数据，可以在其前后插入定时数据，计算出遗失的数据，但如果连续2个小时或者以上的气象数据遗失时，就不能够进行内插算法，只能按照缺测处理，形成损失。

2.典型故障错误和分析解决方案

2.1 采集器出现心道通信错误，此错误对与计算机和采集无法通过重启设备解决

故障内容：当出现此类故障，主要是由于系统状态参数设置不准确，出现的问题，其主要原因有可能是线路连接不良，采集器无法正常工作等。

主要解决方案：通过反复检测通信端口线路是否能够正常输运数据，主要检测采集器是否能够正常闪烁，采集器硬盘是否能够正常运行。如果采集器无法正常工作，或者无法正常运行硬盘数据，则可以重启采集器、检查采集器信号灯是否能够正常闪烁等。如果还无法正常解决，可以通过检查变压器，电源防雷器是否存在故障。

如果仪器运行正常，则有可能存在采集器内部故障，一般都是采用万能表检测采集器当中的RS232，通过不同针脚检测是否存在正常电压。如果电压正常，请去掉通讯线上的串口隔离器，检查是否能够正常通讯。如果正常通讯，则可以更换计算机进行尝试，更换计算机如果还无法解决问题，着需要更换采集器进行检测。做了这些检查后，故障通常就会被一一替换排除。

2.2 气压值异常，较正常值偏高10hPa以上

检查排除：当发生此类故障时，一般都要考虑到如何能够解决干扰源，通过排除干扰源，则可以解决故障的继续发生。

解决方案：打开采集器，关闭交流电源，检查电源是否存在干扰，如果气压数据能够正常运行，则可以判断交流电产生的干扰直接影响到一起的使用。如果故障依然存在，则需要检查各个接电插头是否已经连接良好，如果接口插头没有能够正常运行，则可能存在电源信号干扰。

2003年12 月27日，界首市气象局曾遇到类似情况。气压值较正常值偏高9.3hPa，当拔下地温插头时，气压值恢复正常。检查地温插头的18～24线的接触良好，检查地温变送器发现接地不好，重新接地后恢复正常。这即表明，若地温变送器的接地不良，将有可能会导致气压值异常。因此，通过检测仪器是否能够正常接地，是检测自动气象站避免各种故障的必要条件。

2.3 低温检测仪器中数据出现故障，甚至出现负值，比正常值偏差过大

故障分析原因：由于地温传感器主要是有9支小型传感器组成，其主要有0CM、5CM、10CM、15CM、20CM、40CM、80CM、160CM、320CM等传感器设备，其传感器核心元件主要是通过电阻检测，并依据电阻输出值计算得出相应的温度，此电阻的输出主要是随着温度的变化而发生直接的变化。其温度可以通过计算而得，公式为：Rt=R0?（1+At+Bt2），其中R0为100Ω，A、B为常数。

故障的排除方法：检测地温变送器，通过变送器内部的故障是否发生线路松动，而且使用万用表检测1～2线的电阻值是否存在1Ω～8Ω之间，3～4线电阻值存在1Ω～8Ω之间。如果不在不正常感应，主要是由于地温传感器出现故障，可能通过更换传感器解决问题。但如果仪器正常，则有可能地温变送板出现故障，需要更换整块变动板。

2.4 风向标摆动明显且正常，但其风向数据无法传递到计算机当中，重启采集器和计算机都无法解决故障

分析：此故障主要可能是由于数据传递线路出现故障。

解决方法：由于风向标故障有可能出现在采集器无法感应到风向标的信号，有可能存在风向标工作电压无法正常输入感应器，因此需要检测采集器中的工作电压是否符合要求，详细的检测方法应当使用万用表直接检测感应仪器的设备，是否满足工作电压12V，如果输入电压存在差异，则有可能是风向传感器出现故障，需要更换。

3.结语

以上是笔者在长期使用和维护中，气象采集出现的一些典型事例，在整个故障出现时，应当根据仪器的主要特性进行分析传感器和采集器的主要工作原理，来确定问题出现的区域，并通过反复检测分析问题出现的原因和具体的解决方案。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.15.042