探析新型自动气象站的日常管理及维修维护

白玉玲

（锡林浩特国家气候观象台，内蒙古 锡林浩特026000）

气象观测是气象服务的基础，观测业务是气象现代化、自动化和科技化的重要组成部分，随着气象和业务的发展，气象观测越来越趋向自动化，近年来，我国各地均安装建设了大量新型自动气象站，促使气象业务现代化建设高速推进。内蒙古自治区锡林浩特国家气候观象台自使用新型自动气象站以来，促使气象台站监测气象要素数据的能力大幅增强，同时有效提升了常规气象要素的观测以及对灾害性天气观测的准确性，为天气预报、气候科学研究、气象防灾预警服务等业务提供了更为有价值的数据支撑。但是，新型自动气象站昼夜不间歇运转难免会碰到各式各样的故障，所以气象部门需要加强新型自动气象站的日常管理以及维修维护工作，这样才能保障新型自动气象站的正常运转，从而提升观测质量。

1 新型自动气象站结构

新型自动气象站主要涉及到软件以及硬件2个部分，软件可以分为嵌入式软件以及业务软件，硬件部分涵盖采集器、各类传感器、供电系统以及通讯系统。新型自动气象站能够实现对降水、温度、相对湿度、风向风速、气压等常规气象要素的观测。新型自动气象站是总体为分布式结构，能够扩展自动气象站的功能。在气象工作中，只有掌握新型自动站的系统结构，才可以更好地开展日常维护工作，从而降低故障几率，推动新型自动站的稳定运行[1-2]。

2 自动气象站优势

新型自动气象站观测仪器的出现和广泛运用对我国经济的发展和气象学科的发展有着非常重要的作用，也推动了我国气象事业的发展。自动气象站观测仪器主要依靠当下的电子信息技术发展成果做为基础，采用了现代化的技术以及产品，具有精准度高，可靠性高，容易维修，容易拆卸，容易拓展等优势。新型自动气象观测仪器有效的拓展了自动气象站的观测监测能力，准确的对气温，湿度，水分，风向风速，气压等方面数据进行测量以及采集，满足了自动气象站观测仪器对天气预报，气候观测，区域观测等一系列的业务要求。随着科技的发展，新型自动气象观测仪器运用高性能的微处理器为主控cpu，大容量内置储存器，大屏幕显示器，一屏显示多路气象数据和图形，便于现场监测，内容更加丰富，稳定性和时效性更强，有助于气象观测人员进行数据管理和分类，使数据更加有效准确，同时能够及时对天气进行准确的预测，在抗灾害方面有着重大作用。

3 新型自动气象站的日常管理方法

3.1 注重新型自动气象站的动态监控

对于新型自动气象站的运行过程应该加强日常运行的动态监控。主要监控内容包含新型自动气象站测报数据、观测质量以及值班记录等各个方面。在新型自动站仪器使用过程中要对发生的问题需要及时进行记录，对气象观测仪器的更换以及管理需要及时报告，使新型自动气象站观测仪器能够保持全天候运行状态，这样才能大幅提升地面气象观测水平。

3.2 新型自动气象站的防雷安全管理

当前，新型自动气象站观测仪器设备大多数属于金属外壳，若受到雷电袭击则可能会存在较强的雷电流通过连接电缆对自动气象站观测设备带来损坏。所以，日常管理工作中，需要加强新型自动气象站的防雷安全管理，积极做好观测设备的防雷接地工作，若要防雷工程可靠稳定，就要安设稳定保靠的接地装置。自动站的接地应当采用单点式接地，共用地网的接地方法，接地阻值小于等于4Ω。工作接地和保护接地都要引入地网，与引下线保持的距离大于五米，确保整个地网都连入地网。始终确保气象台站采集器其他观测仪器、设备接地良好[4]。自动气象站基本都设在空旷的场地上，很容易受到雷电的袭击，自动站外部雷电防护做的是否到位直接关系到自动站运行的安全，防直击雷接闪器由金属构件、避雷带、避雷针及避雷网等组成。普兰店地区的太阳能电池和采集器要用单独的避雷针进行防护。有人值守的台站还要对值班室所在的建筑物进行雷电防护。观测场与采集器、通信线路、传感器以及其他户外设备可以将避雷针假设在风杆上，计算其保护范围，并且这个范围要严格符合防雷技术规范的要求。尤其要注意的是，风杆本身是金属质地，是雷电下行十分适宜的泄放通道。如果室外架设的地网设计和架设不合理则会造成如果遭受雷击导致观测设备全部损坏。因此，一定要确保防雷装置被正确架设，这样才能将雷电顺利引入地下。在雷雨季节到来之前应对新型自动气象站防雷设施设备认真进行检测，确保新型自动气象站防雷设施设备的合格性以及可靠性。

4 新型自动气象站故障的维修维护

4.1 采集系统故障诊断

4.1.1 采集单元故障

假如采集单元发生故障问题，则会使得数据没有办法卸载到业务计算机，进而导致整点观测资料丢失，没有办法监控到观测仪器。同时还会造成部分气象要素乱码或者缺测，对于这种问题，需要工作人员对通信软件参数的设定情况进行仔细查看，若设置不准确则应该对采集器采取复位操作，假如采集单元指示灯出现闪烁不均匀的情况，则需要及时维修或者直接换取新的采集单元。

4.1.2 通道防雷板故障

在气象台站中，若采集器通道防雷板发生故障，则会导致一些气象要素数据发生异常，这可能是雷电天气降防雷板击穿亦或采集器通信板被烧毁。观测人员应该凭借万用表的电阻档去检测通道防雷板上下的连通亦或者与其他通道板的连通状态，若上下不通亦或者和别的通道相通，则应及时维修维护。

4.2 温湿度传感器故障

在温度传感器运行中，假如发现温度传感器观测数据显示不够正常，那么便应该对认温度传感器接线情况进行检测，可以采取万用表的蜂鸣档对温度传感器的四根线缆分别进行测量，若通过分析判断为温度传感器故障，就需要及时维修或者换新，若并非温度传感器发生故障问题，那么可能是采集器通道或别的因素引起的，此时应该进一步检查。假如新型自动气象站湿度观测数据不够准确，则工作人员应该仔细检查湿度传感器，观察湿度传感器是否超过维护期及全部设备的接地屏蔽状态。假如无湿度数据，就需要将对应的命令输入至采集器，观察有无原始数据，假如无原始数据，就应该仔细检查湿度传感器，湿度传感器通常是通过模拟信号输出数据，输出电压通常处于0～1V范围内，与其相对应的湿度数值则处于0～100%范围内，凭借万用表对传感器的输出端和大地之间的电压值进行测量，检查测量的电压值是否处于正常范围内，假如不在，则意味着湿度传感器存在故障，应该及时维修亦或换新。

4.3 雨量传感器故障

假如在新型自动气象站日常运行过程中，雨量传感器数据记录显示异常，那么这个时候工作人员需及时查看雨量传感器。观察雨量传感器内部有无堵塞的现象，同时还需要对堵塞部位进行清理。此外，还需要仔细对翻斗性能进场检测，观察其有无形变，进而影响到翻斗翻转的稳定性，导致计数出现异常，一旦通过检查发现存在变形状况，需要及时维修维护。假如雨量传感器内部没有出现故障，则需要仔细检查同雨量传感器进行相连的电缆电路、磁钢、信号系统以及干簧管等设备，观察其是否发生了故障问题，如有需要，还应该及时维修维护亦或是对雨量传感器进行更换。

4.4 风传感器故障

一般而言，风向风速传感器发生故障的部位比较多，工作人员需要认真剖析，之后采取针对性的措施进行处理。实际操作中，可将对应命令输入到采集器中，检查是否存在风向风速数据，若不存在，则应该对风传感器的供电设备进行检查，并观察传感器输出信号。可以采取万用表对风速传感器与大地线路间的电压值进行检测，风杯转动正常状态下的电压一般是工作电压的1/2，假如测出的电压值并非工作电压的1/2，那么可能属于风速传感器故障，应该对风速传感器进行维修或者更换，反之则可能是由采集器通道故障亦或别的原因引起的。针对风向传感器的故障，假如单独判断故障问题会使得工作难度较高，此时可采取替换法，将新的风向传感器对现有的仪器进行替代，假如此时故障问题便能够及时得到有效解决，便可以诊断为风传感器故障，应该第一时间及时安排专业的技术保障人员进行维修或者更换器件。

5 结语

总之，气象观测业务的开展对于新型自动气象站的依赖性较强，一旦发生任何故障问题，均会影响到气象观测业务的顺利开展。因此，各级气象台站工作人都应加强新型自动气象站结构特征、日常管理、日常维系维护知识与技术的学习，不断增强应急处理能力，确保自动气象站的可靠运行。