自動氣象站的日常維護

譚薇

(北安管理局建設農場,黑龍江 北安 164035)

自動氣象站在提高觀測的準確性和精度方面有很大優勢,而且能大大減輕業務人員的工作量,提高工作效率。保障自動氣象站的正常運行,對氣象臺站而言尤為重要,其對自動氣象站的技術保障及維護也提出了更高的要求。現對自動氣象站維護要點作簡要介紹,以供參考。

1 自動站設備的雷電入侵

1.1 雷電形成

雷電是帶電的云層之間或是帶電的云層與大地之間迅猛的放電現象,雷電具有幾萬至幾千萬安培的峰值電流,雷電通道中具有幾萬攝氏度的溫度及強大的沖擊波。對影響自動氣象站設備運行的雷電最主要的有直擊雷和感應雷2種。

1.2 雷電入侵途徑

雷電電磁干擾主要通過傳導耦合和輻射耦合方式傳送到自動氣象站,使其失效或損壞。一般雷電入侵自動氣象站除阻性耦合影響的反擊電壓之外,分別沿電源線、傳感器到采集器和采集器到主控微機之間的通道、網絡的通信線路入侵。一是自動站供電線路侵入。在電力線入室之前可能遭受直擊雷和感應雷,直擊雷擊中高壓線經過變壓器耦合為低壓后入侵;云地閃電擊中建筑物或建筑物附近時,雷電流通過引下線泄入接地體,可通過電路中的零線、保護地線和布線中的接地線,以脈沖波的形式侵入室內,使設備損壞。二是通信線路入侵。當自動氣象站周圍直擊雷防護不力時,地面突出物或高層建筑物遭雷擊,雷電過電壓將地面土壤擊穿,使處于戶外的傳感器、采集器輕則失效,重則毀壞;同時,可能擊穿網絡線或傳感器到采集器和采集器到主控微機之間的電纜線的絕緣層,使瞬態過電壓沿通信線直接入侵室內。三是阻性耦合影響的反擊電壓入侵。所謂阻性耦合是指小電阻值的金屬物體上因雷擊流過大電流時,會產生很高的電位,進而影響到距離較近的設備。

1.3 雷擊電磁脈沖浪涌危害

自動氣象站遭受直擊雷襲擊,除了直擊雷直接毀壞設備外,由直擊雷產生的直擊雷過電壓還襲擊自動氣象站傳感器、采集器和主控微機。當雷擊風速風向桿上的接閃器時,高頻雷電流流過避雷裝置,造成接閃器和引下線的電位升高。雷擊電磁脈沖從電源供電線路和通信線路入侵自動氣象站,造成自動氣象站的損害概率較大。自動站安裝在空曠處,從傳感器到采集器,再到計算機,傳輸線有一段距離,而且數據傳輸線與電源線、接地線等是處在幾乎相同的電磁環境,相互之間存在一定影響,數據傳輸線很難做到電磁屏蔽。這就容易造成雷電通過磁場耦合、電場耦合、電阻耦合等以傳導和輻射方式對自動氣象站設備構成侵害。

2 硬件維護

2.1 電源系統

電源系統是為整個自動站系統提供電源保障的核心部分,日常維護檢查最為重要。采集器工作狀態指示燈為紅色,正常應為每隔3s閃爍1次。UPS電源系統直流指示燈為黃色,應為常亮。若此燈不亮,應及時檢查蓄電池、保險管是否正常,要保證始終由蓄電池給采集器供電;同時電停后要觀察UPS供電情況,通過電池充電指示燈判斷電池是否處于良好狀態、能否長時間供電,如存在問題要及時更換電池。

2.2 采集系統

采集器是自動站系統的核心部分,巡視時除觀察采集器指示燈是否正常外,一般情況下無需日常維護,可定期用毛刷清理采集器的灰塵。注意在接插各種接線端子、撤換或安裝傳感器時應避免帶電操作。定期檢查采集器的通訊口的通訊線接頭和各傳感器的接地接頭是否牢固以及與計算機接頭的串口是否有松動現象,并及時處理。

2.3 傳感器

一是雨量傳感器。定期檢查漏斗通道中是否有樹葉、灰塵等雜物堵塞,及時除去污物并清潔濾網。還要定期檢查,除去內部翻斗上污染物,但不可劃傷翻斗面保護層,清潔維護時應斷開信號連接線。二是溫濕度傳感器。定期對百葉箱內灰塵進行清掃,及時清潔傳感器的護罩和更換傳感器濾紙,可用軟毛刷輕輕刷其表面,不要用手接觸。三是地溫傳感器。定期打開地溫變送器箱檢查是否有水和異物進入,定期檢查電纜有無破損;淺層支架是否與地面齊平;0cm地溫傳感器是否半埋半露,與地表是否很好密貼,特別是大風、雨后要及時檢查地面傳感器與地表面接觸情況,消除傳感器與土壤間隙。四是風向、風速傳感器。每日要對比風向準確性,經常觀察風向杯和風向標轉動是否靈活,發現異常時應及時處理。經常觀察風桿拉繩是否有松動,如果有松動應及時擰緊,并校準垂直度。五是氣壓傳感器。經常檢查氣壓通氣嘴,不能有異物堵塞和污染,室內空調不可正對氣壓傳感器孔吹風。

2.4 計算機與防雷設施的維護

做到專機專用,不可連接外網或亂用U盤,及時更新升級病毒庫,以防感染病毒。在雷電防御上,一是每年雨季前用接地電阻儀對觀測場、測報室電阻進行測試,若大于4Ω,則應查明原因,若因地網腐蝕嚴重的,應重新做地網。二是每年雨季前應對電源避雷器、信號避雷器進行1次檢查,如發現老化變性的應及時更換。三是每季度應對觀測場、值班室內的所有儀器的接地線進行1次檢查,發現有脫落或虛接的應及時連接好。四是觀測場、值班室內新增儀器設備,應對金屬外殼做接地處理,接地線應并入統一地網,使整個地網電器連通,并入地網時若用電焊連接,則焊接前應摘掉觀測場、值班室內所有儀器的接地線,否則將損壞儀器設備,焊接后再將所有儀器設備地線接好。

3 軟件維護

3.1 自動氣象站軟件維護

自動氣象站軟件主要包括采集器系統程序、自動氣象站監控軟件、地面氣象測報業務軟件等。采集器系統程序在生產過程中已經存儲在單片機中,不需要臺站日常維護,但采集器內部存儲器在長時間運行過程中會產生大量電子碎片,應定期清空采集器內數據,避免出現數據存儲錯誤或無法讀取;自動氣象站監控軟件和測報業務軟件的維護,主要檢查各類參數設置是否正確,經常關注網站關于軟件升級或補丁程序下載通知,做好升級工作。

3.2 應急傳輸及其他應急軟件

自動站處理計算機除安裝自動氣象站軟件外還應有其他應急傳輸軟件,目前按省局的要求應急傳輸有3種備份方法,即GPRS線路、撥號網絡、固定電話。GPRS網絡需要修改IP參數,應在桌面上建立"IP.TXT"文件,內容包括IP信息以及修改方法,以備應急之需。同時,把直接聯接無線路由的專用網線一端聯接好,一端固定在計算機旁,并加上標簽說明。撥號網絡在計算機內提前設置好,并把專用MODEN同電話線聯接好放置在適宜位置,遇到緊急情況及時切換并能保證隨時接通。平時可以每月進行1次撥號演練。

[1]張小石,黃莉芬,黃志興.DZZ1-2型自動氣象站的維護[J].廣東氣象,2009,31(5):63-64.

[2]幸衛斌,范宜構,黃發明,等.淺談自動氣象站維護問題[J].民營科技,2009(3):108.

[3]賈曉英.自動氣象站維護經驗點滴[J].青海氣象,2008(1):36.