新型自动气象站风传感器故障分析及维修

摘 要：本文主要根据海南省陵水县气象局使用新型自动气象站的实际，对新型自动气象站风传感器运行故障进行分析，并探讨了相应的维修方法，最后给出了风传感器的日常维护建议，以供有关部门进行参考借鉴。

关键词：新型自动气象站；风传感器故障；维修处理；维护

随着气象事业的快速发展进步，气象要素观测自动化程度的不断提升，新型自动气象站在我国各个区域得到了广泛普及应用，陵水县气象局自新型自动气象站投入使用以来，在提升地面常规气象要素数据采集和传输的准确性以及时效性的同时，还在很大程度上拓宽了气象台站测报的运行监控功能，能够实时对自动气象站的运行动态情况以及采集信息进行自动监控，大大满足了大家对于气象业务更多的需求。然而，新型自动气象站虽说在气象要素采集、分析、储存、处理以及传输等方面都发生了极大变化，并取得一些成效。但自动站内的测报仪器能否长期保持正常工作状态对气象要素测报质量的好坏会产生直接影响。在新型自动气象站运行过程中，也时常会发生风传感器问题，影响地面气象测报业务的正常进行。基于此，本文着重对新型自动气象站风传感器故障问题进行分析及维修，并积极做好风传感器的日常维护工作，以推动新型自动气象站能够全天候保持正常运行，确保气象观测业务的稳定、高效开展，从而为社会公众提供更有效的气象服务。

一、新型自动气象站风传感器故障分析

在新型自动气象站测报业务中，风的测报业务一般涵盖2类：风向观测与风速观测。在具体的气象观测业务操作中，风传感器故障出现几率较高。无论是风传感器故障，亦或是线路连接问题所产生的整体故障，均会对自动气象站风向风速的有效性和准确性产生不同程度的影响。若气象观测人员无法及时对异常问题进行判断与解决，势必会导致采集器把存在差错的风速风向观测数据进行传输，影响测报数据的准确性，进而对气候分析、气象预报等气象服务的有效性产生影响。下面對风传感器故障进行具体分析阐述。

1.风速传感器开启风速过大。在地面气象测报业务中，风速传感器开启风速过大很少被观测业务工作人员发现，有的情况下还会出现误判。如新型自动站风速、风向传感器都不部分均装设于风塔东边，而备用的气象台站恰好处于相反区域。若发生偏西风，自动站风杯一般会处于滞后状态，备用自动站的风杯却可以正常进行转动，如果滞后时间保持在1分钟之内同时风速不超过1m/s，则这个时候自动站风传感器处于正常状态。若发生微风现象，自动站的风杯则在相当长的一个时间段内处于静止状态，但备用自动站却有风速要素数据存在，而自动站的风速观测数据较大，此时能够判断故障问题为开启风速过大故障，这一般是仪器老化以及润滑干涩等所引起的。

2.风向传感器风向方位不全。在对风向进行观测过程中，若某一风向方位或者是若干风向方位均未发生变化，则那么可以判断为风向传感器风向方位不全的故障问题。通常此类故障很难被值班人员发现，需要值班工作人员认真巡视检查对比，同时依据雷达、EWIPS、地面月报表等资料的分析之后才可以进行判别。一般此故障的发生主要是风向格雷码盘受到损坏所造成的。

3.风向传感器风向方位错乱。若在测报业务中，风向方位发生较为显著的异常问题时，通常可能是航空头至转接盒线路连接错误或者是风向转接盒内部有线线路存在虚接现象两类因素。

4.风向传感器风向方位偏差。一般在北方冷空气到来时，风向传感器所监测到也为偏北风，但实际测出的却为偏西风，

这可能是由于风向传感器风向方位偏差故障。此类故障可能是在对风向传感器进行安装时没有把风向传感器指北针对准北面所致。

5.风向标转动数据没有变化或者是风向标转动不灵活。通常导致风向标转动显示数据没有变化的原因按包括供电故障以及CAN总线故障，供电故障主要表现为电压值与相关要求不符以及没有电压，CAN总线故障主要表现为开路或者是断路的状况；风向标转动不够灵活，存在卡滞状况的原因包括轴承干涩以及轴承太脏。因为风传感器的轴承拆卸比较复杂，通常需要专业人员操作，因而不可以自行进行拆卸维护，在维护时需要报请上级仪器保障工作人员协助开展，有的时候观测员为了图省事而没有及时对风传感器进行维护，导致仪器不够洁净，从而引发故障问题。

二、风传感器故障的维修方法

1.风速传感器检查法。针对风速传感器是否存在故障问题的判断，一般要先对供电电压进行检查，逐个对采集器、防雷板以及风横臂接线盒等区域电压进行测量，随后测量接线盒端，若风速传感器1、2两端各自增加了直流电压5v之后，在出现静风的时候，风速传感器2、3两端会有0VDC或者是5VDC电压，如果对风杯进行慢慢转动，则2、3端也会出现0.7-3.8VDC电压。如果所检测到的电压值一直显示为0VDC，则可以判断传感器受到损坏，需要及时对其进行维修或者是换新。

2.供电电压检查法。借助于万用表断档分别对风向、风速采集器正、负两端与防雷板上方的10端至19端进行检测，查看其是否连接异常。若连接没有异常情况，应采用同样的方法对防雷板10端至19端和采集器机箱CAN总线连接是否异常。还要查看CAN总线接口区域和风横臂接线盒之间的连接状况，最后查看风横臂接线盒和航头之间连接情况。假如所测量到防雷板所接入前端的电压均没有异常，则表明防雷板出现了损坏；如果测量到了风横臂接入前端的电压，则可以判断为风线连接故障，需要及时对其进行维修。

三、风传感器的日常维护建议

因为空气尘埃较多，会造成风向标以及风杯的转动不灵活，所以需要加强对风向风速传感器进行日常维护，每年应定期维护风传感器一次，对风传感器的轴承进行清理；时常查看风杯、风向标是否可以灵活、平稳的转动，风传感器在长期运行中轴承难免会受到不同程度的莫算，导致风杯转动的灵敏性受到影响，所以应定期维修维护；在大风、台风天气过后应及时检查风向标是否指向北方。而在遇到雾霾污染天气时应及时把堆积在转动部件和静止部件之间的污垢进行清除干净。应在密封的状态下对风传感器的滚动轴承进行清洗。由于滚动轴承的两侧都配备有防尘盖，在对其清洗的过程应避免将防尘盖取下。

四、结语

针对新型自动气象站风传感器故障现象，测报人员应该强化业务学习与培训，掌握风传感器的运用、测量以及维修维护方法，提升应急处理能力。与此同时，要加强新型自动气象站风传感器的日常维护，以提升仪器的使用寿命，降低风传感器故障频率以及测报错情率，进而不断提升地面气象测报业务质量。

参考文献：

[1]谢建芳，何兴林.新型自动气象站风向风速传感器故障判断及维修[J].时代农机，2015，42（8）.

[2]蒲利荣，吴采霞，周冬梅.自动气象站风的故障分析处理和维护[J].气象研究与应用，2011，32（S2）.

作者简介：羊其义（1962-），男，汉族，海南省儋州市人，中专学历，助理工程师，从事气象设备维修工作。endprint