區(qū)域自動(dòng)氣象站常見(jiàn)故障的維修

崔一民　景東平

摘 要：根據(jù)區(qū)域自動(dòng)氣象站的維修實(shí)例，分別從區(qū)域自動(dòng)氣象站的電源、傳感器、通訊傳輸?shù)确矫妫偨Y(jié)了區(qū)域自動(dòng)氣象站的常見(jiàn)故障和維修方法，對(duì)提高基層氣象維護(hù)人員的維修水平具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大氣探測(cè)；區(qū)域自動(dòng)氣象站；故障維修；檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：P415.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）15-0041-02

臨汾市在2005年開(kāi)始建設(shè)區(qū)域站，隨后在全市的17個(gè)縣、市快速推廣，現(xiàn)已覆蓋全部鄉(xiāng)、鎮(zhèn)，部分旅游景點(diǎn)和企業(yè)，目前共建成區(qū)域站220個(gè)，大部分為華云CAWS600-RT型。CAWS600-RT型自動(dòng)氣象站由北京風(fēng)云高科研制開(kāi)發(fā)，能在無(wú)人值守的野外獲取所在地區(qū)的部分氣象要素（比如雨量、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、氣壓等），并通過(guò)GPRS通信模塊將其發(fā)回中心站，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程獲取各區(qū)域站的氣象要素。自投入運(yùn)行以來(lái)，各種設(shè)備故障直接影響了我局的大氣探測(cè)質(zhì)量。為了提高探測(cè)質(zhì)量，我局近年來(lái)實(shí)行縣、市兩級(jí)維修，因此，對(duì)區(qū)域站常見(jiàn)故障的快速判斷和排除是基礎(chǔ)業(yè)務(wù)人員必需掌握的技能。

區(qū)域站常見(jiàn)故障一般體現(xiàn)為電源故障、通信傳輸故障和傳感器故障三大類(lèi)，下面分類(lèi)敘述。

1 電源故障

加電后電源指示燈（綠燈）和信號(hào)指示燈（紅燈）無(wú)任何反應(yīng)，也無(wú)法啟動(dòng)機(jī)器，即為電源故障。正常狀態(tài)下12 V站蓄電池的電壓為13.8 V，6 V站蓄電池的電壓為6.7 V。如果12 V站蓄電池的電壓<11.1 V，6 V站蓄電池的電壓<5.1 V，將導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法開(kāi)機(jī)，需更換相同型號(hào)的蓄電池。如果在連續(xù)數(shù)日光照不足的情況下，某站23：00至次日7：00的數(shù)據(jù)缺測(cè)，這表明該站蓄電池的容量已嚴(yán)重不足，應(yīng)及時(shí)更換蓄電池。這是變被動(dòng)維修為主動(dòng)維修，把故障消滅在萌芽狀態(tài)的方法，以便提高測(cè)報(bào)質(zhì)量。

1.1 維修方法

一般在更換蓄電池后，設(shè)備即可恢復(fù)使用，但并不表示電源系統(tǒng)正常，還應(yīng)檢查太陽(yáng)能光板和充電電路的工作狀態(tài)，具體方法如下。

12 V供電區(qū)域站的電源系統(tǒng)由太陽(yáng)能光板、蓄電池、充放電控制器組成。其中，太陽(yáng)能光板擔(dān)負(fù)著蓄電池充電的任務(wù)，充放電控制器則能起到過(guò)充電保護(hù)和深放電保護(hù)的作用。如果斷開(kāi)太陽(yáng)能光板和充放電控制器的連線，偵測(cè)太陽(yáng)能光板的空載電壓，陽(yáng)光充足時(shí)應(yīng)大于20 V，無(wú)陽(yáng)光時(shí)應(yīng)大于17 V，否則，說(shuō)明太陽(yáng)能光板能效較低；如果連接太陽(yáng)能光板和充放電控制器的連線，太陽(yáng)能光板的電壓如果略大于蓄電池的電壓，說(shuō)明太陽(yáng)能光板充電正常。

6 V供電區(qū)域站的電源系統(tǒng)由太陽(yáng)能光板、蓄電池、DY-07組成。其中，DY-07能起到太陽(yáng)能充電控制和電源穩(wěn)壓輸出的作用，DY-07損壞后將造成設(shè)備無(wú)法充電或無(wú)法開(kāi)機(jī)。其檢查方法是：在陽(yáng)光充足時(shí)，正常開(kāi)機(jī)后，拔出蓄電池供電線，觀察采集器是否還能正常工作。如果能正常工作，表明太陽(yáng)能光板和DY-07工作正常，連接電池連接線，維修結(jié)束；如果采集器不能正常工作，表明太陽(yáng)能光板或DY-07已損壞，無(wú)法給蓄電池充電，應(yīng)逐步排查損壞原因，否則將會(huì)出現(xiàn)蓄電池連續(xù)用盡的狀況。

1.2 電源故障維修實(shí)例

實(shí)例1：我市堯都區(qū)巨河水庫(kù)、鄉(xiāng)寧關(guān)王廟五要素區(qū)域站曾出現(xiàn)在更換12 V蓄電池后，時(shí)隔超過(guò)20 d，電池再次出現(xiàn)用盡的現(xiàn)象。經(jīng)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，原因是太陽(yáng)能光板能效較低，更換

后故障徹底排除。

實(shí)例2：鄉(xiāng)寧縣西坡鄉(xiāng)、蔚莊四要素站在12：00后出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺測(cè)的現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)蓄電池的電壓為14.9 V。經(jīng)過(guò)分析，原因是控制器過(guò)充保護(hù)電路失效引起電壓過(guò)高，進(jìn)而啟動(dòng)設(shè)備過(guò)壓保護(hù)而關(guān)機(jī)，更換控制器后故障排除。

實(shí)例3：浮山東王兩要素站更換蓄電池后能正常開(kāi)機(jī)，但斷開(kāi)電池采集器便會(huì)關(guān)機(jī)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，DY-07的太陽(yáng)能輸入端反向電流保護(hù)的二極管燒斷，造成無(wú)法充電，更換后儀器恢復(fù)正常。

2 通信傳輸故障

這類(lèi)故障一般分為數(shù)據(jù)無(wú)法上傳和數(shù)據(jù)傳輸不完整。

2.1 數(shù)據(jù)無(wú)法上傳

導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法上傳的原因分為以下幾點(diǎn)：①SIM卡欠費(fèi)。一般出現(xiàn)在每月月初，我市現(xiàn)已實(shí)行綜合行業(yè)套餐業(yè)務(wù)，排除了此類(lèi)狀況的人為因素。②SIM卡損壞。將SIM卡裝入手機(jī)，如果不能發(fā)彩信或上網(wǎng)，說(shuō)明SIM卡已損壞，應(yīng)到移動(dòng)公司復(fù)制換卡（在當(dāng)?shù)仄渌謾C(jī)能上網(wǎng)的情況下）。③無(wú)GPRS信號(hào)。如果區(qū)域站當(dāng)?shù)氐乃惺謾C(jī)都不能發(fā)彩信或上網(wǎng)，應(yīng)與移動(dòng)公司聯(lián)系或更換聯(lián)通SIM卡。④排除上述因素后仍無(wú)法正常傳輸，就需要換采集器或通信模塊。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸不完整

數(shù)據(jù)傳輸不完整是指區(qū)域站與中心站的連接不穩(wěn)定且時(shí)率低。這類(lèi)故障的原因復(fù)雜，且維修較困難，一般缺報(bào)不嚴(yán)重或不是每天都缺時(shí)可不用維修，但嚴(yán)重時(shí)就應(yīng)認(rèn)真、耐心地排查原因。導(dǎo)致其連接問(wèn)題的主要原因有：①天線、SIM卡接觸不良和SIM卡損壞（最好用替代法）；②移動(dòng)GPRS信號(hào)衰減，聯(lián)系移動(dòng)公司實(shí)地檢測(cè)或更換聯(lián)通SIM卡；③排除上述因素后仍無(wú)法正常傳輸，說(shuō)明本站附近有干擾源，應(yīng)考慮遷站。

2.3 傳輸故障維修實(shí)例

實(shí)例1：古縣陳香村、霍州馬刨泉四要素站多次聯(lián)系移動(dòng)檢測(cè)信號(hào)、更換采集器均無(wú)法正常傳輸，更換聯(lián)通公司的SIM卡后通信至今保持正常。

實(shí)例2：蒲縣薛關(guān)鎮(zhèn)、洪洞明姜鎮(zhèn)兩要素站在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)通信傳輸一直不穩(wěn)定，采取更換天線、采集器和不同通信運(yùn)營(yíng)商的SIM卡都沒(méi)有效果的情況下，在維修車(chē)上增加了一臺(tái)臨時(shí)區(qū)域站，發(fā)現(xiàn)維修車(chē)凡是進(jìn)入故障站點(diǎn)附近的區(qū)域，其采集器的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)指示燈就會(huì)脫網(wǎng)頻閃，說(shuō)明有干擾源存在，只能考慮遷站。遷站后，該站設(shè)備運(yùn)行恢復(fù)正常。

3 傳感器故障

3.1 傳感器故障概念及維修

傳感器故障是指因各種傳感器（比如雨量筒、溫度器、風(fēng)向、風(fēng)速儀等）損壞和失常造成的數(shù)據(jù)失真或缺漏現(xiàn)象。

只要認(rèn)真、按時(shí)對(duì)各類(lèi)傳感器進(jìn)行清洗、鑒定、維護(hù)，就能極大減少這類(lèi)故障的發(fā)生。修理時(shí)，應(yīng)本著“先易后難”的原則，檢查傳感器和采集器的連接線是否短路、斷路、松動(dòng)或接觸不良。如果排除上述問(wèn)題后仍無(wú)法正常工作，則應(yīng)考慮更換新的傳感器。

3.2 傳感器故障維修實(shí)例

實(shí)例1：洪洞三焦區(qū)域站的溫度異常偏高。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，溫度表和采集器連接的四芯插排歪斜、松動(dòng)，插好后溫度恢復(fù)正常。原因?yàn)榍耙淮尉S護(hù)時(shí)，因插、拔雨量線動(dòng)作碰觸到了溫度線，導(dǎo)致了其連接不良。

實(shí)例2：霍州大張生態(tài)園四要素站的風(fēng)向數(shù)據(jù)不變化。最初故障的原因被認(rèn)定為風(fēng)向傳感器損壞，便直接放倒風(fēng)桿，更換了傳感器，結(jié)果故障并沒(méi)有排除。緊接著檢查了傳感器和采集器的連接線是否被氧化，在清潔、緊固連接線后儀器恢復(fù)正常。教訓(xùn)是違背了“先易后難”的原則，使維修難度加大，維修工作走了彎路。

實(shí)例3：雨量異常大或無(wú)降水也產(chǎn)生雨量的情況。這是典型的雨量筒內(nèi)的干簧管因熱脹冷縮破裂所致，因?yàn)楦苫晒芷屏押蠼狱c(diǎn)簧片無(wú)固定支撐，當(dāng)磁鋼掃描或有風(fēng)擾動(dòng)時(shí)，干簧管將出現(xiàn)顫動(dòng)，更換干簧管即可恢復(fù)正常。

實(shí)例4：雨量有微小誤差的情況。出現(xiàn)這種故障一般是由雨量筒的計(jì)數(shù)偏差、計(jì)量漏斗臟污或翻轉(zhuǎn)有阻力所致，認(rèn)真清洗雨量筒后就能排除。切忌不清洗就進(jìn)行計(jì)量鑒定調(diào)整，這樣會(huì)適得其反，使問(wèn)題更加復(fù)雜。

4 區(qū)域站的防雷措施

區(qū)域站大多位于空曠的高處，遭受雷擊的概率極大，且區(qū)域站又屬于微電子設(shè)備，所以在儀器安裝時(shí)必須將防直擊雷接地和設(shè)備接地分開(kāi)（地下間隔應(yīng)大于3 m），避雷針引下線不可在風(fēng)桿內(nèi)穿過(guò)。要沿拉線接入防直擊雷接地，并和風(fēng)桿保持高度絕緣，防直擊雷接地的電阻應(yīng)小于10 Ω。設(shè)備接地也應(yīng)有專(zhuān)用接地，保證靜電泄防和設(shè)備屏蔽。

防雷措施實(shí)例如下。

實(shí)例1：洪洞三焦區(qū)域站的儀器安裝在三樓樓頂，防直擊雷接地和設(shè)備地共用，并且與大樓的其他接地連接，設(shè)備經(jīng)常發(fā)生傳輸異常，且采集器無(wú)端損壞。為避雷針單獨(dú)做了接地后故障排除。

實(shí)例2：汾西太陽(yáng)山四要素站因在冬天安裝儀器，未能及時(shí)做防雷措施，安裝后第二年發(fā)生了溫度過(guò)高的故障，原因是采集器遭雷擊而損壞。

實(shí)例3：大寧太古鄉(xiāng)四要素站發(fā)生了溫度過(guò)高和無(wú)雨量故障，原因是遷站后沒(méi)有做防直擊雷接地，因雷擊而導(dǎo)致采集器上溫度接入端的IC電路燒壞，雨量筒的干簧管燒毀。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著自動(dòng)氣象站業(yè)務(wù)的不斷拓展，自動(dòng)氣象站的故障種類(lèi)也不斷增多，故障的判斷和處理也更加復(fù)雜，但只要掌握了故障判斷和處理的基本思路和一些常規(guī)依據(jù)，加之在工作中不斷積累新的經(jīng)驗(yàn)，排除故障的速度就會(huì)不斷加快，故障的判斷和處理也會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單。同時(shí)，應(yīng)注意建立、完善技術(shù)檔案，為故障的判斷和處理提供重要的參考依據(jù)，還要加強(qiáng)自動(dòng)氣象站的備件庫(kù)建設(shè)，以節(jié)約檢修時(shí)間。在日常工作中，要注意加強(qiáng)自動(dòng)站和相關(guān)設(shè)備的保養(yǎng)、維護(hù)，經(jīng)常檢查自動(dòng)站相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，做到防患于未然，減少自動(dòng)站故障出現(xiàn)的概率，以確保自動(dòng)站的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李黃著.自動(dòng)氣象站實(shí)用手冊(cè)[M].北京：氣象出版社，2007.

[2]申國(guó)華，李計(jì)萍，張建玲.區(qū)域自動(dòng)氣象站維護(hù)與常見(jiàn)故障維修技術(shù)總結(jié)[J].中國(guó)科技博覽，2009（20）.

[3]張燕林，吳科，王靜梅，等.區(qū)域自動(dòng)氣象站工作原理及故障維修方法[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（05）.

[4]劉巖，馬輝.區(qū)域自動(dòng)氣象站常見(jiàn)故障分析及處理[J].山東氣象，2011（03）.

〔編輯：張思楠〕