分析新型自动气象站几个关键问题的维修对策

胡勇华　马楚　周稀

摘 要：结合自动站的设备组成情况及其工作原理，分析了在其运行过程中常见的故障，并提出要加强自动站的日常维护工作，有效保障自动站运行的稳定性，进而提高气象业务的观测质量。

关键词：自动气象站；观测质量；常见故障；数据传输

中图分类号：P415.1+2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.130

自动气象站投入运行后，带领气象事业进入了新的发展阶段。作为地面气象观测的重要设备之一，新型自动站实现了对各气象要素的不间断观测，提高了观测要素数据的存储、传输和处理能力，在减轻了台站工作人员劳动量的同时，有效地提高了观测数据的实效性和准确性。本文主要分析了我县ZQZ型自动气象站运行期间出现的问题，并提出了相关的维护措施。

1 ZQZ型自动气象站设备及其工作原理

1.1 自动气象站主要设备

ZQZ型自动气象站设备主要分为室内设备和室外设备两部分。其中，室内设备包括HMP45D型温湿度传感器、ZQZ-TW1型地温传感器、EC9-1型或ZQZ-TF型风向和风速传感器、1个地表温度传感器、1支测量草温传感器；室内设备包括PTB220型气压传感器、ZQZ-C II数据采集器、后备电源和UPS等设备。

1.2 自动气象站设备工作原理

当自动气象站观测到天气变化时，就会使观测要素传感器发生变化，而各观测要素传感器输出的电信号也会相应地发生变化。这种变化经过采集器采集和计算机处理后，会得到各气象要素的实时值，并将其存入数据存储器。通过通讯接口将数据传入计算机，并以统一的数据规格形式显示、存储和打印。

2 常见故障

2.1 观测气象要素数据异常

在自动站的日常运行过程中，经常出现观测要素数据异常的情况。根据不同观测要素判断和维修设备，具体包括以下2方面：①地温数据异常，地表、浅层和深层地温传感器容易受到雨水侵蚀、雷电破坏或虫鼠啃食等。在夏季，当自动站所在区域出现雷雨天气时，浅层地温值出现了不稳定和跳变的情况。由此可以判断，出现这种情况的原因是传感器或相关主板地温信号通道出现故障。这时，可以将室内采集器后面板上地表温度电缆插头与浅层地温电缆插头的位置对调，此时观察采集器或计算机上浅层地温显示数据。如果数据正常、没有发生跳变，说明浅层地温传感器有故障，否则，便可判断为主板地温信号通道故障，只需更换新设备即可恢复正常。②气压数据异常，自动站气象值与动槽水银气压表数据存在较大的系统偏差。由此可以判断，出现这种情况的原因是气压传感器超差或损坏。自动站气压测量允许误差为≤±0.3 hPa，与动槽水银气压表的测量值合成最大误差为0.55 hPa。如果气压传感器年漂移≤±0.1 hPa/年，漂移误差和示值误差是同方向的，那么，设备使用一定时间后误差将会不断变大。因此，需要查看过去气压分钟数据资料是否存在偏差或跳变的情况，可以采取替代法查看故障是否被消除。

2.2 电源故障

自动站的主要供电电源是由太阳能板、PV控制器和电池组成的。如果中心站的观测资料在白天有显示而晚上却没有，或主板和通讯模块都没有电，那么，基本可以判断是电源系统的问题。要想解决这个问题，可以使用万用表测量太阳能板是否有电压输出，如果没有，则表明太阳能板有问题，这时就要输入电压继续检查PV控制器输出端电压是否存在异常。如果该控制器端没有电压，则说明PV控制器损坏；反之，则需检查电瓶，尝试更换新电瓶，断开太阳能连线，查看PV控制器输出端有无电压输出，有则表明电池损坏，需要更换电池。

2.3 采集器故障

在自动站运行的过程中，如果采集器发生故障，会对台站的数据处理造成严重的影响。常见的采集器故障有显示屏无显示或出现乱码、秒闪等闪烁异常、采集器和微机无法正常通信、采集器主板温度过高等，而表现出的故障现象为控制面板液晶屏不显示，气压、温度、湿度等要素值发生跳变。针对这部分故障，主要的解决办法是将采集器复位，仅按前面板的复位键时一般都没有效果，所以，可以将总复位开关置0，按前面板的复位键，总复位开关置1.这种操作方式将会丢失采集器存储的数据，所以，以后卸载数据时，只能卸载这之后的数据。

2.4 电脑故障

出现电脑故障可能是设置不当、系统不稳定等多种原因造成的，它会对自动站数据存储、上传等产生重要的影响，使得数据无法及时处理和传输。因此，工作人员要加强对终端计算机的维护，规范操作流程，保障正常通信和数据的稳定传输。

3 加强自动气象站的日常维护工作

3.1 网络维护

地方台站应根据其运行状态制订相应的规章制度，加强网络的日常维护工作，确保各观测设备在稳定的网络环境中运行。定时检查自动站资料上传的情况，在正点发报前检查网络状态，便于及时发现问题，降低数据失误率。另外，尽量不要使用局域网传输较大的文件，避免造成网络堵塞的情况，使报文无法发出。在主要的运行计算机上，关闭与气象业务无关的软件，避免造成计算机长时间运行出现死机等不利的情况，要尽量保持内网通畅，不使用外网连接。网络维护人员应加强维护工作，规范全体操作人员的操作，最大化地减少网络故障，确保气象观测业务的顺利进行。

3.2 地温、草面湿度传感器的维护

地面湿度传感器埋入地下的标准是1/2埋入、1/2露出，并且埋入土中的部分应与土壤密切结合，及时清除露出土面的部分。在此要注意，降水、降雪过后要及时松土，松土后要将埋入传感器周围的土按压结实，避免感应地温值与人工观测值之间出现较大的误差。降水后，应及时检查深层地温传感器管套是否进水，如果有水要及时清理。草面温度传感器的草高应保持在10 cm的高度，及时剪除超高部分，并定期清理草面温度传感器中的污物。

3.3 气压传感器的维护

一般情况下，气压传感器是安装在室内的，不会发生故障，但这也是容易被忽视的问题。因此，要制订定期维护计划，检查气孔口，防止其被虫草等污物堵塞。