自動氣象站日常維護及常見故障判斷處理

韓瑩 HAN Ying；劉進LIU Jin；王維 WANG Wei；劉艷 LIU Yan

（①咸陽市氣象局，咸陽712000；②陜西省旬邑縣氣象局，旬邑711300）

0 引言

隨著氣象業務現代化建設步伐的加快，自動氣象站以其準確、快捷、觀測數據量大、人力投入少等優點已被廣泛應用于氣象、農業、林業、水利、環保、水文、交通、航空等部門。自動氣象站在提高觀測數據的準確性和精度方面都有很大優勢，但這些觀測數據的獲取都是基于自動氣象站正常運行的前提下。因此，保證自動氣象站的正常運行就成為各行各業及氣象觀測站工作的主要任務。為提高自動氣象站觀測質量，保障自動氣象站正常運行，筆者根據自己多年來的工作經驗對自動氣象站的日常維護及常見故障判斷處理進行總結歸納，以供同仁參閱。

雖然現有多種自動氣象站，但是基本都是由傳感器、采集器、系統電源以及通信接口和外圍設備等組成。筆者現以CAWS600型地面監測自動氣象站為例，全面介紹自動氣象站的日常維護及常見故障判斷處理。

1 自動氣象站的日常維護

1.1 供電系統 供電系統是為整個自動氣象站提供電源保障的核心，應具有很高的穩定性、安全性和良好的抗干擾能力。氣象觀測臺站一般使用12V直流電源為自動氣象站供電，同時配有12V免維護蓄電池（UPS）及油機發電作為后備電源。在維護時，每月要查看臺站配電箱一次，每周檢查室內給采集器供電的接線板是否正常，電線有無發熱現象；每周檢查采集器的供電電源是否正常，發現隱患及時排除；每周將發電機開啟一次，檢查運行是否正常，定期檢查發電機燃油的儲備情況；自動站供電UPS負載總功率不能大于UPS額定功率的70%，使用環境要求清潔、少塵、干燥，使用溫度不要超出15℃～30℃這個范圍；不要把磁性物體放在UPS上面，否則會導致工作不正常或損壞機器。使用時應首先給UPS供電，使其處于旁路工作狀態，然后再逐個打開負載，關機順序是開機順序的逆過程，首先逐個關閉負載，再將UPS關閉；每2～3個月，人為地放一次電，這樣可以延長蓄電池的使用壽命，放電過程應嚴格按照UPS操作手冊進行。

1.2 傳感器 定期對自動站各傳感器進行檢查。氣壓傳感器主要檢查通氣孔是否暢通；溫濕度傳感器主要檢查數據傳輸線是否連接牢固（禁止手觸摸濕敏電容）；風向、風速傳感器主要檢查轉動是否靈活，尤其在秋冬季節降雨、雪后濕度大氣溫低的情況下風杯容易被凍住，遇到此類情況應及時檢查并處理，以減少對原始記錄造成的不完整；雨量傳感器主要檢查過濾網，其上易被灰塵、小蟲、泥沙等異物堵塞，應及時清除承水器濾網上的雜物（入口濾網可取下清洗），特別要注意保持節流管的暢通；地溫傳感器的檢查包括淺層地溫傳感器與深層地溫傳感器，每日查看地面溫度傳感器和淺層地溫傳感器的埋設情況，保持地面溫度傳感器一半埋在土內，一半露出地面，擦拭沾附在上面的雨露和雜物，淺層地溫安裝支架的零標志線要與地面齊平，地溫地段要保持疏松、平整、無草，雨后及時疏松；深層地溫管內要防止進水，若發現有積水，用頭部縛有棉花或海綿的竹竿插入管內吸干水分，如果套管內經常積水，則應當檢查原因并進行維修。

1.3 采集器 數據采集器作為自動氣象站的核心，具有數據采集、處理、儲存以及傳輸的功能。一般情況下無需日常維護，可定期用毛刷清理采集器上的灰塵，保持采集器的整潔，內外干凈、干燥，上面無覆蓋物，不要帶電插拔各種接線端子，不要帶電撤換或安裝傳感器。采集器機箱內有一工作狀態指示燈，指示燈運行是否正常關系到整個自動站的運行，正常狀態下紅色指示燈為閃爍狀態，間隔為3秒，為了防止一些不可避免的故障發生我們可根據狀態判斷：

①狀態燈不亮。檢查供電系統，正常情況下是直流12V，若電源系統無輸出，打開機箱檢查時最好關閉開關、斷開交流電源線。若指示燈指示有輸出，而采集器沒電，可能是輸出線上的輸出保險管被燒造成的。

②自動站與采集器的連接。在自動站監控軟件的右上方有4組指示燈：依次為網絡主通道、網絡輔通道、自動站狀態、系統狀態。其中網絡主通道和網絡輔通道指示燈綠色表示通道為聯通，紅色為通道不通；自動站監控軟件和采集器的工作狀態可通過自動站狀態指示燈進行表示：紅燈—監控軟件與采集器不能或沒有掛接；黃燈——監控軟件與采集器處于通信狀態；綠燈——監控軟件沒有對采集器進行操作，處于空閑狀態。系統狀態指示燈表示監控軟件的運行狀態，在軟件運行過程中，如果能夠正確讀取臺站的參數，則該燈呈現紅、橙閃爍，否則一直是紅色。為了保證能夠正常的采集并傳輸數據，應當時常注意這些指示燈的狀態。

當發現采集器數據異常時，及時復位采集器，如果還不能解決，在清空采集器內存，如果清空并重啟后仍舊不能夠解決問題，那么就應當及時上報維修或更換。

1.4 數據處理微機的安全性和數據的安全備份 自動氣象站配套的微機有數據存儲、數據處理、數據顯示、數據傳輸、編發報文等功能，其安全性十分重要，同時也要做好數據的多重安全備份工作。

1.4.1 業務用機的安全管理 自動站業務專用計算機保證安全使用最重要的還是要嚴格管理，嚴格執行各類業務規章制度，做到業務用機專機專用，嚴禁無關人員用機；使用的U盤、軟盤、光盤保證無毒；與互聯網隔離，安裝最新的殺毒軟件并及時升級，在計算機上做到三慎重：慎重刪除文件、慎重改動數據、慎重更改時間。

1.4.2 自動站數據的安全備份 自動站數據備份的方式很多，我們可根據實際需要選擇最有效的方式來保證氣象資料的及時備份，臺站可根據實際情況，選擇多種、多重數據備份方式。每個臺站最基本要做到：每天U盤備份及本機異機備份、每月移動硬盤備份、每年刻錄光盤備份，做到多重備份，確保觀測數據的安全性。

2 硬件故障的判斷處理

硬件設備出現故障會導致整個或部分系統癱瘓，數據無法采集或上傳。硬件故障一般分為采集故障和通訊故障兩種。

2.1 采集故障的判斷 采集故障分為采集器故障和某要素傳感器故障兩種。當出現采集故障的時候，為了以最快的速度找到故障源以排除故障，維修人員必須了解整個采集設備中各個傳感器的連接情況、線路布設情況以及傳感器在通電前后的技術參數。

為了能夠對故障出現的部位進行有針對性的查找，一般根據自動站采集監控軟件顯示數據是否正常，來對采集要素出現的故障進行判斷。

2.1.1 采集器故障的判斷處理 如果采集器數據不能傳入計算機且不能正常顯示實時數據，此時檢查通訊口和電纜連接是否正常，串口和軟件系統是否被損壞。如果備份有原來的數據，通過重新安裝軟件后仍舊不能夠正常顯示數據，此時應對通訊部分電路和芯片進行檢查，如果發現通訊芯片損壞，則換上Max202芯片后便可以正常使用。

如果全部數據出現問題或軟件接收不到數據，首先排除測報軟件和通訊有無故障，然后通過采集器指示燈的狀態判斷采集器是否異常，對于損壞的零部件應當及時進行更換。

如果數據顯示時有時無，最后數據不顯示，則查看通訊線路。如果線路、串口和軟件處于正常狀態，則采集器內部可能出現問題。此時打開采集器蓋如果發現原兩引腳相通的線路斷開了或一腳焊線虛焊，此時重新焊接好便能夠正常顯示數據。

如果軟件接收不到數據，但是查看通訊和軟件均正常，但是采集器面板的指示燈不閃，面板上不顯示數據，同時按下要素按鈕、關閉采集器再啟仍沒有反應，這是由于采集器內保存數據的芯片內數據紊亂造成的，此時，將芯片內數據清除并再啟采集器，便可以正常顯示數據。

2.1.2 傳感器故障的判斷處理 通過自動站監控軟件發現數據采集異常或無數據時，首先判斷某要素傳感器出現故障后，沿著傳感器到采集器之間的線路進行檢查，主要檢查電纜是否損壞或斷開、傳感器與數據線連接是否松動或端來；電纜各端子之間的電阻和電壓是否正常；排除以上故障后，如確屬傳感器出現故障，應及時對損壞的傳感器做更換處理。

自動站遙測雨量計采集的雨量數值差偏大時，應調整儀器基點，調整方法：將容量調節螺釘中的一個旋轉一圈，其測量誤差值的變動為3%，向內（正時針旋轉）旋轉計數調大，向外（反時針旋轉）旋轉計數調小，若兩個定位螺釘都向內或向外旋轉一圈，其差值變動量為6%左右。一般情況下應根據計數誤差大小雙面調節，以保持翻斗處在平衡狀態。

由于有些如轉接盒和采集器等硬件設備放置在室外，因此，要定期打開進行檢查以保證內部的集成電路板和相應零件不受環境影響而發生腐蝕而產生故障。

2.2 通訊故障的判斷和處理 由于通訊線路發生故障就睡影響數據的采集以及報文的上傳，因此，必須確保通訊暢通。自動氣象站通訊包括采集器和計算機的串口通訊，自動站計算機和省局服務器連接的網絡通訊，兩者都是通過通訊線纜和設備進行連接的。

串口通訊是通過計算機的RS232口，采用一定的波特率與采集器通訊。因此，為了能夠采集到數據，必須在運行前產看軟件中設置的通訊口與規定的通訊格式是否相同。

計算機采集不到數據或采集的數據時有時無是最常見的故障?？梢詮囊韵滤姆矫孢M行判斷和處理：第一，檢查通訊電纜頭上的9芯頭與設備上的串口連接是否松動；第二，檢查軟件中串口設置與設備上串口是否一致；第三，按廠家提供的通訊電纜技術說明，用萬用表測量通訊電纜兩頭各端點的通斷情況，檢查是否有焊接問題；第四，檢查設備上的串口是否有問題，計算機上的串口檢測可以將1個帶串口的外設插入待測的串口，如能正常使用則串口正常，若串口損壞則更換計算機串口。

3 結束語

CAWS600型自動氣象站是多要素、智能型的氣象監測設備，熟悉掌握CAWS600型自動氣象站的維修維護，其他類型的自動氣象站維修維護就會變得相對簡單一些。要想完全掌握自動氣象站的維修維護技術方法，還需要進一步學習自動氣象站專業知識。

[1]中國華云技術開發公司.CAWS600型自動氣象站觀測系統使用說明書[G].北京：中國華云技術開發公司，1998.

[2]中國氣象局監測網絡司.氣象儀器和觀測方法指南[M]，北京：氣象出版社，2005,9.

[3]沈肖柏.自動氣象站的日常維護[J].現代農業科技,2010(03).