區域自動氣象站常見故障的維修

崔一民　景東平

摘 要：根據區域自動氣象站的維修實例，分別從區域自動氣象站的電源、傳感器、通訊傳輸等方面，總結了區域自動氣象站的常見故障和維修方法，對提高基層氣象維護人員的維修水平具有一定參考價值。

關鍵詞：大氣探測；區域自動氣象站；故障維修；檢測

中圖分類號：P415.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0041-02

臨汾市在2005年開始建設區域站，隨后在全市的17個縣、市快速推廣，現已覆蓋全部鄉、鎮，部分旅游景點和企業，目前共建成區域站220個，大部分為華云CAWS600-RT型。CAWS600-RT型自動氣象站由北京風云高科研制開發，能在無人值守的野外獲取所在地區的部分氣象要素（比如雨量、溫度、風向、風速、濕度、氣壓等），并通過GPRS通信模塊將其發回中心站，實現了遠程獲取各區域站的氣象要素。自投入運行以來，各種設備故障直接影響了我局的大氣探測質量。為了提高探測質量，我局近年來實行縣、市兩級維修，因此，對區域站常見故障的快速判斷和排除是基礎業務人員必需掌握的技能。

區域站常見故障一般體現為電源故障、通信傳輸故障和傳感器故障三大類，下面分類敘述。

1 電源故障

加電后電源指示燈（綠燈）和信號指示燈（紅燈）無任何反應，也無法啟動機器，即為電源故障。正常狀態下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，將導致設備無法開機，需更換相同型號的蓄電池。如果在連續數日光照不足的情況下，某站23：00至次日7：00的數據缺測，這表明該站蓄電池的容量已嚴重不足，應及時更換蓄電池。這是變被動維修為主動維修，把故障消滅在萌芽狀態的方法，以便提高測報質量。

1.1 維修方法

一般在更換蓄電池后，設備即可恢復使用，但并不表示電源系統正常，還應檢查太陽能光板和充電電路的工作狀態，具體方法如下。

12 V供電區域站的電源系統由太陽能光板、蓄電池、充放電控制器組成。其中，太陽能光板擔負著蓄電池充電的任務，充放電控制器則能起到過充電保護和深放電保護的作用。如果斷開太陽能光板和充放電控制器的連線，偵測太陽能光板的空載電壓，陽光充足時應大于20 V，無陽光時應大于17 V，否則，說明太陽能光板能效較低；如果連接太陽能光板和充放電控制器的連線，太陽能光板的電壓如果略大于蓄電池的電壓，說明太陽能光板充電正常。

6 V供電區域站的電源系統由太陽能光板、蓄電池、DY-07組成。其中，DY-07能起到太陽能充電控制和電源穩壓輸出的作用，DY-07損壞后將造成設備無法充電或無法開機。其檢查方法是：在陽光充足時，正常開機后，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，表明太陽能光板和DY-07工作正常，連接電池連接線，維修結束；如果采集器不能正常工作，表明太陽能光板或DY-07已損壞，無法給蓄電池充電，應逐步排查損壞原因，否則將會出現蓄電池連續用盡的狀況。

1.2 電源故障維修實例

實例1：我市堯都區巨河水庫、鄉寧關王廟五要素區域站曾出現在更換12 V蓄電池后，時隔超過20 d，電池再次出現用盡的現象。經檢測后發現，原因是太陽能光板能效較低，更換

后故障徹底排除。

實例2：鄉寧縣西坡鄉、蔚莊四要素站在12：00后出現數據缺測的現象，現場實測蓄電池的電壓為14.9 V。經過分析，原因是控制器過充保護電路失效引起電壓過高，進而啟動設備過壓保護而關機，更換控制器后故障排除。

實例3：浮山東王兩要素站更換蓄電池后能正常開機，但斷開電池采集器便會關機。經檢查發現，DY-07的太陽能輸入端反向電流保護的二極管燒斷，造成無法充電，更換后儀器恢復正常。

2 通信傳輸故障

這類故障一般分為數據無法上傳和數據傳輸不完整。

2.1 數據無法上傳

導致數據無法上傳的原因分為以下幾點：①SIM卡欠費。一般出現在每月月初，我市現已實行綜合行業套餐業務，排除了此類狀況的人為因素。②SIM卡損壞。將SIM卡裝入手機，如果不能發彩信或上網，說明SIM卡已損壞，應到移動公司復制換卡（在當地其他手機能上網的情況下）。③無GPRS信號。如果區域站當地的所有手機都不能發彩信或上網，應與移動公司聯系或更換聯通SIM卡。④排除上述因素后仍無法正常傳輸，就需要換采集器或通信模塊。

2.2 數據傳輸不完整

數據傳輸不完整是指區域站與中心站的連接不穩定且時率低。這類故障的原因復雜，且維修較困難，一般缺報不嚴重或不是每天都缺時可不用維修，但嚴重時就應認真、耐心地排查原因。導致其連接問題的主要原因有：①天線、SIM卡接觸不良和SIM卡損壞（最好用替代法）；②移動GPRS信號衰減，聯系移動公司實地檢測或更換聯通SIM卡；③排除上述因素后仍無法正常傳輸，說明本站附近有干擾源，應考慮遷站。

2.3 傳輸故障維修實例

實例1：古縣陳香村、霍州馬刨泉四要素站多次聯系移動檢測信號、更換采集器均無法正常傳輸，更換聯通公司的SIM卡后通信至今保持正常。

實例2：蒲縣薛關鎮、洪洞明姜鎮兩要素站在較長時期內通信傳輸一直不穩定，采取更換天線、采集器和不同通信運營商的SIM卡都沒有效果的情況下，在維修車上增加了一臺臨時區域站，發現維修車凡是進入故障站點附近的區域，其采集器的各個網絡指示燈就會脫網頻閃，說明有干擾源存在，只能考慮遷站。遷站后，該站設備運行恢復正常。

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、風向、風速儀等）損壞和失常造成的數據失真或缺漏現象。

只要認真、按時對各類傳感器進行清洗、鑒定、維護，就能極大減少這類故障的發生。修理時，應本著“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、松動或接觸不良。如果排除上述問題后仍無法正常工作，則應考慮更換新的傳感器。

3.2 傳感器故障維修實例

實例1：洪洞三焦區域站的溫度異常偏高。經現場調查，溫度表和采集器連接的四芯插排歪斜、松動，插好后溫度恢復正常。原因為前一次維護時，因插、拔雨量線動作碰觸到了溫度線，導致了其連接不良。

實例2：霍州大張生態園四要素站的風向數據不變化。最初故障的原因被認定為風向傳感器損壞，便直接放倒風桿，更換了傳感器，結果故障并沒有排除。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正常。教訓是違背了“先易后難”的原則，使維修難度加大，維修工作走了彎路。

實例3：雨量異常大或無降水也產生雨量的情況。這是典型的雨量筒內的干簧管因熱脹冷縮破裂所致，因為干簧管破裂后接點簧片無固定支撐，當磁鋼掃描或有風擾動時，干簧管將出現顫動，更換干簧管即可恢復正常。

實例4：雨量有微小誤差的情況。出現這種故障一般是由雨量筒的計數偏差、計量漏斗臟污或翻轉有阻力所致，認真清洗雨量筒后就能排除。切忌不清洗就進行計量鑒定調整，這樣會適得其反，使問題更加復雜。

4 區域站的防雷措施

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

防雷措施實例如下。

實例1：洪洞三焦區域站的儀器安裝在三樓樓頂，防直擊雷接地和設備地共用，并且與大樓的其他接地連接，設備經常發生傳輸異常，且采集器無端損壞。為避雷針單獨做了接地后故障排除。

實例2：汾西太陽山四要素站因在冬天安裝儀器，未能及時做防雷措施，安裝后第二年發生了溫度過高的故障，原因是采集器遭雷擊而損壞。

實例3：大寧太古鄉四要素站發生了溫度過高和無雨量故障，原因是遷站后沒有做防直擊雷接地，因雷擊而導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 結束語

隨著自動氣象站業務的不斷拓展，自動氣象站的故障種類也不斷增多，故障的判斷和處理也更加復雜，但只要掌握了故障判斷和處理的基本思路和一些常規依據，加之在工作中不斷積累新的經驗，排除故障的速度就會不斷加快，故障的判斷和處理也會越來越簡單。同時，應注意建立、完善技術檔案，為故障的判斷和處理提供重要的參考依據，還要加強自動氣象站的備件庫建設，以節約檢修時間。在日常工作中，要注意加強自動站和相關設備的保養、維護，經常檢查自動站相關設備的運行狀態，做到防患于未然，減少自動站故障出現的概率，以確保自動站的正常運行。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕