淺談ZQZ-CⅡ型自動氣象站的維護(hù)

吳自越，于勇，費啟瓅

1.南京市浦口區(qū)氣象局，江蘇 南京 211800

2.南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院，江蘇 南京 210044

3.江蘇省氣象技術(shù)裝備中心，江蘇 南京 210008

ZQZ-CⅡ型自動氣象站自2004年在我省正式投入使用以來，以高效、準(zhǔn)確、智能化得到了廣大氣象基礎(chǔ)臺站的好評，但隨著室外風(fēng)吹雨淋的環(huán)境和使用年限的增長，電子設(shè)備不可避免的出現(xiàn)一些故障。本文試著將我站日常維護(hù)經(jīng)驗做一個總結(jié)，希望能為其他臺站的維護(hù)工作提供些參考。

1 自動氣象站設(shè)備構(gòu)成

一個典型的自動氣象站一般由硬件設(shè)備和相關(guān)軟件相構(gòu)成。

1.1 硬件組成結(jié)構(gòu)

自動氣象站硬件設(shè)備主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器和外部設(shè)備3個部分所組成。

根據(jù)所測物理量的不同和制作工藝的不同，傳感器主要分為鉑電阻溫度傳感器，濕敏電容濕度傳感器，單翼風(fēng)向傳感器，風(fēng)杯風(fēng)速傳感器，翻斗式雨量傳感器，膜盒式電容氣壓傳感器和鉑電阻地溫傳感器等。各種傳感器測量原理不同，維護(hù)要領(lǐng)也各不相同，將在后文中一一敘述。數(shù)據(jù)采集器是自動氣象站的核心，它起著數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔谩Ｍ獠吭O(shè)備主要由供電電源，實時時鐘，監(jiān)控檢測設(shè)備，業(yè)務(wù)終端設(shè)備和通信傳輸設(shè)備所組成。

1.2 軟件組成結(jié)構(gòu)

自動氣象站軟件主要由采集軟件、業(yè)務(wù)軟件、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和系統(tǒng)運行監(jiān)控4個部分所組成。

2 日常維護(hù)

地面氣象觀測規(guī)范對地面氣象觀測記錄有著“三性”要求：準(zhǔn)確性、代表性、比較性。其中準(zhǔn)確性是“三性”的基礎(chǔ)，沒有準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，代表性和比較性便沒有了依靠，所以說能否保證自動氣象站設(shè)備的正常運行直接關(guān)系著氣象數(shù)據(jù)是否可用，而自動氣象站設(shè)備的日常維護(hù)對保證氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確穩(wěn)定有著事半功倍的效果。

2.1 硬件維護(hù)

2.1.1 傳感器維護(hù)

溫濕度傳感器：溫濕度傳感器統(tǒng)一安裝于百葉箱內(nèi)帶有濾紙的保護(hù)罩內(nèi)，在日常的百葉箱維護(hù)中，切記不能使用水洗，只能使用干潔毛刷刷拭或者使用濕抹布擦拭。傳感器濾紙部分只能使用干潔毛刷輕刷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)濾紙嚴(yán)重污損不能使用時，要及時進(jìn)行更換，以免影響數(shù)據(jù)[1]。

風(fēng)傳感器：每時次應(yīng)當(dāng)將其他測風(fēng)儀器觀測數(shù)據(jù)與自動氣象站風(fēng)傳感器進(jìn)行比對，當(dāng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)速明顯小于實測，或者起動風(fēng)速過大時應(yīng)及時對風(fēng)速傳感器進(jìn)行檢查，尤其是軸承要拆下來進(jìn)行清洗上油，保持軸承轉(zhuǎn)動靈活，當(dāng)鋼珠有明顯磨損時需要及時更換。在對風(fēng)傳感器維護(hù)中最容易忽視的是對風(fēng)向傳感器的維護(hù)。風(fēng)向傳感器由七位格雷碼盤和紅外發(fā)光二極管、光敏管相組成，每一組紅外發(fā)光二極管和光敏管對正一個格雷碼盤的碼道，風(fēng)向標(biāo)的不同的位置對應(yīng)不同的格雷碼輸出，進(jìn)而換算出相應(yīng)風(fēng)向。當(dāng)有一組或幾組電路管損壞，由于依然有錯誤的數(shù)據(jù)輸出，所以在日常工作中往往因為有數(shù)據(jù)而并不易及時發(fā)現(xiàn)。比較有效的辨別方法是調(diào)用自動站分鐘數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行反推法推算出格雷碼數(shù)據(jù)，如果某一位置上的格雷碼長時間為1或者0，則說明該位置的發(fā)光二極管或者光敏管存在故障，需要及時更換新的風(fēng)向傳感器。

雨量傳感器：翻斗式雨量傳感器是自動氣象站所有傳感器中結(jié)構(gòu)最為簡單的傳感器，但在日常工作中，雨量傳感器確實故障最頻發(fā)，最需要維護(hù)的設(shè)備，一般每月需要維護(hù)一次，汛期降水較多，可以適當(dāng)增加維護(hù)次數(shù)。一般維護(hù)過程如下：1）松開外筒上的螺絲，向上取下外筒，勿使翻斗翻動；2）斷開電纜線，并檢查水平泡內(nèi)氣泡是否在中心圓圈內(nèi)；3）檢查承水器，清除內(nèi)部進(jìn)入的雜物，清洗網(wǎng)罩保證流水通暢；4）檢查和清除翻斗及翻斗內(nèi)沉積的泥沙，保證水流通暢，計量準(zhǔn)確。切勿用手指觸摸翻斗內(nèi)壁，防止沾上油污影響翻斗計量準(zhǔn)確性；5）出現(xiàn)翻斗不靈活的情況，可以用清水沖洗軸承或者更換新的軸承，切勿給軸承上油，以免沾上塵土使軸承磨損；6）當(dāng)發(fā)現(xiàn)測量誤差超過最大誤差要求時，要及時調(diào)整容量調(diào)節(jié)螺絲，是誤差縮小到允許范圍。螺絲每項內(nèi)或向外旋轉(zhuǎn)一圈，測量誤差減少或增加3%左右；7）清潔完儀器，切勿忘記接上電纜線，向下安裝好外筒，并擰緊固定螺絲，勿使翻斗翻動，檢查器口面水平，保持器口不變形[2]。

氣壓傳感器：氣壓傳感器是所有傳感器中最精密也是最昂貴的設(shè)備，但由于安裝在采集器里，在日常工作中，并不需要特別的定期維護(hù)，只需按時檢查通氣嘴有沒有異物或被污染，做到通氣順暢。注意做好人工對比觀測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自動站數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)有較大出入時，考慮更換氣壓傳感器。

地溫傳感器：地溫傳感器的維護(hù)相對比較簡單，只需使用干潔的布擦拭干凈即可。

2.1.2 其他硬件維護(hù)

每月需要檢查自動站的電纜的接頭是否有松動，定期清掃采集器內(nèi)的灰塵，但打開采集器時，切勿帶電操作。對于應(yīng)急備用的UPS電源，在長時間未使用或長時間只充電不放電時，應(yīng)該每月對其充分放電一次，并再次充滿，這樣可以延長UPS的使用壽命。

2.2 軟件維護(hù)

由于運行自動站監(jiān)控的電腦每天24小時開機且每分鐘都要處理大量的數(shù)據(jù)，還需要像上級服務(wù)器定時發(fā)送報文，所以在系統(tǒng)中常存在有大量的垃圾數(shù)據(jù)文件并占用大量內(nèi)存，極易造成自動站電腦死機，需要及時的進(jìn)行垃圾清理，以保證系統(tǒng)正常的運行。

3 結(jié)論

1）自動氣象站主要由硬件和軟件兩方面組成，其中硬件是基礎(chǔ)；

2）自動站硬件部分需要按時按要求進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)；

3）自動站軟件維護(hù)工作也不可或缺。

[1]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：35-47.

[2]李黃.自動氣象站實用手冊[M].北京：氣象出版社，2007：15-60.