区域自动气象站仪器维护与常见故障处理对策分析

摘 要：由于区域自动气象站需要连续不间断运行，各种各样的故障问题开始相继出现，在一定程度上增加了技术保障人员的维修维护难度。为了确保区域自动气象站可以正常运行，及时解决区域自动气象站仪器的各类故障问题，本文结合内蒙古自治区阿巴嘎旗境内自动气象站运行的多年维修维护经验，对区域自动气象站采集器、降水量、温湿度、气压等各种传感器常见故障及相关的处理对策进行了汇总，并给出了日常维护方法，以期对基层台站技术保障人员提供参考，使其在日常工作中有明确的维护维修思路，提升区域自动气象站观测数据的及时性、连续性和准确性水平。

关键词：区域自动气象站;日常维护;常见故障;处理对策

因科学技术水平的快速发展，各地区的区域自动气象站建设密度越来越大，区域自动气象站数量不断增多，内蒙古自治区阿巴嘎旗境内基本实现了全覆盖。区域自动气象站的建成并投入使用，使得气象部门的精细化预报及防灾减灾能力均得到了不同程度的提升，为政府部门的防灾决策提供了重要的参考支撑。由于区域自动气象站的分布范围广、站点数量多、无人值守且数据传输较为复杂的特点，使得仪器故障经常出现，在影响基层台站气象测报工作顺利开展的同时，还增加了其维修维护工作的难度。特别是在保障人员队伍建设速度比区域站建设速度明显落后的情况下，对保障人员的设备保障能力均提出了较高的要求。为了确保探测环境不遭受破坏，在较为偏远的乡村分布的区域站点数量较多，一旦观测仪器设备出现故障问题，保障人员可以第一时间到达现场，且达到现场后还需要较长的时间进行维修。若是不能对故障原因提前进行了解，故障问题就不能当天解决，这就极大地影响了区域自动气象站观测数据的连续性，还会影响气象服务工作的正常开展。为了避免这种情况出现，需要将配件的准备、故障初步判断等工作提前做好。如果通过远程方式对故障问题进行准确判定，可使维修成功率大幅度增强，缩短故障维修时间。

1 加强区域自动气象站仪器维护的必要性

所谓的无人区域自动气象站，就是利用相关仪器观测地球表面相对区域内的气象变化情况和变化过程，进而为天气预报、气候分析、气象服务等提供数据支撑。因此，为了确保气象工作可以顺利推进，需要将区域自动气象站仪器维护工作做好，气象观测人员也要不断增强自身的综合素质和责任意识，将区域自动气象站管理和日常维护工作做好，进一步推动社会经济持续健康发展。区域自动气象站主要包括传感器、采集器、通信系统，其主要特征是可以无人操作、区域覆盖范围广、准确性高，在各级气象部门中得到了广泛应用。作为准确性较高的自动化气象监测方式，在使用区域自动气象站进行检测的过程中，一旦发现周围气象要素发生变化，将会有相关的变化信号出现在传感器感应末端，采集器系统则会收集和整理该信号信息，之后则借助于通信系统向服务器终端传输最终的信息。对于气象人员来说，通过电脑屏幕就能获取到区域内的不同气象要素数据，在降低气象人员工作强度的同时，还有效提升了气象观测数据的准确性水平。由于区域自动气象站不需要值班人员看守，再加上长期的工作环境较为恶劣，设备仪器很容易出现故障问题，会使气象监测数据的准确性水平大幅度下降，还会对区域自动气象站的正常使用产生影响，将区域自动气象站的日常维护工作做好，可进一步促进气象工作顺利进行。

2 区域自动气象站仪器常见故障处理對策

2.1 雨量传感器故障

雨量传感器故障主要包括漏斗故障、翻斗故障、干簧管故障以及翻斗磁铁故障，主要表现形式是在降水天气出现时，采集器上却没有降雨量显示。当前，阿巴嘎旗区域自动气象站中的雨量传感器型号为翻斗式雨量传感器。对其的故障处理有：（1）需对雨量传感器的雨量筒和下水漏斗进行检查，主要是判断是否被杂物堵塞。若是被杂物堵塞，需将杂物清理干净，将雨量筒的螺丝拧下来，对漏斗和翻斗直接进行清洗即可;（2）若是对漏斗和翻斗进行清洗更换后，故障问题仍旧没有得到解决，可以利用万用表的电阻档对干簧管两端进行测量，将翻斗翻转一次后，若万用表出现跳变，说明干簧管正常，反之亦然，需要重新更换干簧管;（3）分别检查信号电缆与采集器、雨量传感器之间的接头是否出现松动或者接触不良，若是，需对其进行重新固定。只有逐个检查故障原因，才能找出具体故障部位，进而采取有针对性的处理对策。另外，在对雨量传感器进行标校的过程中，若是雨量相同的情况，而雨势强度校准不一致，且大雨强校准计数偏大，需对固定翻斗的螺丝松动情况进行检查，在雨势过急的情况下，受到惯性作用会使翻斗出现翻动，进而出现计数，导致雨量传感器的测试值比实际值偏大。

2.2 温湿度传感器故障

温湿度传感器故障的表现形式是观测到的对应数据异常，主要表现在温湿度数据与周围相邻站点的差值较大或者与当前季节的正常范围不符或者是大晴天中前后相对湿度数值接近100%。区域自动气象站的温湿度传感器型号为HMP45D传感器，测量温度的部分主要是利用铂金属率随着温度的变化而发生改变的原理。测量电压的电路则通过A/D转换器方式，将电压信号转化为数字信号，进而获取相关的温度数据。相对湿度则是利用高分子薄膜型湿敏电容，借助于HMP45D传感器将变化的电容转化为电压变化量，其输出电压范围在0～1V之间，而对应的相对湿度则为0～100%。HMP45D空气温湿度传感器主要为进口传感器，是世界上最好的传感器，若是发现其性能下降，不需要特别维护，若是受损，对其进行直接更换即可。

2.3 风向风速传感器故障

风向、风速传感器故障的主要表现形式是风向卡滞拉直现象及采集器采集到的风向风速数据与相邻站点的数据差异大。若是风向风速传感器显示一个方位卡滞拉直现象，需对风杯、风向标转动的灵活性进行检查。由于风向风速传感器在恶劣环境条件下工作，其表面很容易堆积灰尘、杂叶等，此时需将风杆放倒并做好维修;若是观测到的风向风速数据没有太大变化，需对连接风向风速传感器与采集器的接头进行检查，查看是否断开或连接线破损;同时还要对风向传感器的指北方位进行检查。

2.4 气压传感器故障

当气压传感器出现故障问题时，采集到的气压值与周边区域自动站的数值之间相差大，且变化量小或者是与历年同时期的气压数值有较大悬殊。如果显示有气压数据且有一定程度的变化，说明连接线路正常，可能是气压传感器故障。工作人员可以将采集器机箱打开，对线路连接情况进行检查，若是正常，可以对气压通气管的灰尘或蜘蛛网进行清理;将气压盒打开后，点击复位键，气压数值就能恢复正常;若是故障问题还没有得到解决，需对气压传感器进行更换。

2.5 采集器主板故障

采集器主板故障的主要表现形式是供电系统故障和通信系统故障。区域自动气象站中的电源系统包括太阳能输出电压和采集器蓄电池。应对太阳能开关的输入和输出端的带电情况进行检查，查看蓄电池电压是否在10.8V～14.5V之间，若是电压在10.8V以下，则说明负载不供电，可对电池更新维护;通信系统故障则包括GPRS网络故障和通信模块故障，前者的判断方式是将当前卡替换成可以正常通信的SIM卡，或者是将当前卡放入到另一部可以上网的手机上。通信模块故障可以利用显示板判断，正常情况下显示到的移动GPRS网络是间隔性闪烁。若是有“E1、E2、E3”时，说明模块硬件有故障问题出现，需对其进行维修或者是直接更换;若是有“E4、E5”时，则说明是天线或者信号故障。

3 区域自动气象站仪器维护

3.1 降水量传感器日常维护

定期对雨量筒内部的阻塞物进行清理，并做好过滤网的清洁工作。在对雨量筒进行清理的过程中需要将外罩拧下，并将雨量通信线断开，之后则取下传感器，对漏斗、翻斗、滤网分别进行清理。禁止对雨量传感器翻斗内壁直接进行触摸，防止沾染油污，进而对其的感应产生影响，如漏斗堵塞时，可以使用铁丝将堵塞物清理干净。由于冬季降水较少，可以将承水口盖子盖上，若是因大风天气影响，出现沙尘天气或者是周围没有落叶，持续时间较短的降水不会导致漏斗堵塞，若是出现固态降水，需及时进行检查。

3.2 温湿度传感器日常维护

工作人员需要对微型百叶箱、传感器灰尘进行定期清扫;禁止用不清洁的物体对温湿度传感器进行直接接触。清洁的过程中，需要将探头处的黑色过滤器旋开，过滤器内部有一层薄薄的过滤网，并将其旋出，利用干净的毛刷擦去上面的灰尘。湿敏电容属于精密仪器，探头部位十分脆弱，一旦清洁不当很容易损坏传感器。

3.3 风向风速传感器日常维护

在对风向风速传感器进行定期巡检的过程中，需对其的灵活性水平进行观察，可以选择在1～2级风出现时进行观察判断，一旦发现异常情况需及时更换或者是直接清洗。为了避免风向风速传感器电缆出现破损，需对其进行定期檢查，主要查看插头插座是否拧紧，发现异常情况并修复紧固。在雷暴、冰雹等强对流天气出现后需检查风传感器是否受损，在发现异常情况后需重新更换或修复。若台站使用的是倾倒式风杆，需做好风杆拉索牢固性的检查，并结合实际每两年或者三年更换一次，以确保风杆紧固的安全性水平。

3.4 气压传感器日常维护

气压传感器很少出现故障问题，在日常维护时需要重点关注静压气孔口的通畅程度，做好气压通气孔的检查，避免出现异物或者污染;防止气压传感器直接被阳光直射，需在断电的情况下对传感器进行更换或安装，同时还要做好供电电压的检查。

3.5 数据采集器日常维护

对于区域自动气象站来说，不需要对数据采集器进行单独维护，可以借助于毛刷清理采集器上的灰尘;在安装传感器或者是拔插各个接线端口时需将电源断开。每月将采集器机箱打开一次，清除里面的杂物、灰尘等;禁止将其他杂物放置在采集器上，不定期检查采集器底部接线口是否破损。

4 结论

综上所述，区域自动气象站运行过程中难免会有故障问题出现，对其的日常维护和维修是一项极其重要的工作，需要工作人员有极强的责任意识。及时发现故障问题并快速找出故障原因，对区域自动气象站进行正确的维修维护，确保采集气象要素数据的及时性和有效性水平。自动气象站故障原因有很多，除了要求工作人员自身具备较强的专业能力外，还要定期对区域自动气象站进行巡视，对破旧或者有故障问题的设备及时进行更换，确保区域自动气象站可以安全高效的运行，进而为社会大众及各个行业服务。

参考文献：

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[2]陈海莲.区域自动气象站常见故障处理与维护[J].科技风，2016，（17）：244.

[3]孙奇，刘志鹏，武威，孙莹.区域自动气象站的维护、故障排查与处理[J].北京农业，2015，（26）：165166.

作者简介：霍振宇（1982— ），男，汉族，内蒙古锡林浩特人，本科，助理工程师，从事观测技术保障工作。