國家級氣象站常用儀器故障篩查及解決方法

趙超++李炳昆++米雷+趙剛++肇振國++范存飛

摘要 國家級氣象站比較重要的氣象儀器包括溫度傳感器、翻斗雨量傳感器和稱重式降水傳感器，一旦因儀器故障導致數據缺失，對氣象觀測工作的開展影響非常大，如何篩查儀器故障并提供解決辦法至關重要。總結了國家級氣象站常用儀器故障篩查及解決方法，包括氣溫傳感器、翻斗式雨量傳感器、稱重式雨量傳感器等，以期為氣象站常用儀器的故障修復提供參考。

關鍵詞 國家級氣象站；傳感器；故障；解決方法

中圖分類號 P415.12 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0212-01

國家級氣象站包括氣候站、基本站、一般站等，工作職責有所不同，但是所有國家級氣象站都有共同的而且極為重要的觀測項目，即氣溫和降水。現階段，國家級氣象站大部分觀測設備已經實現自動化，并且2套自動氣象站雙軌運行，但是觀測設備尚未實現完全雙軌運行，一旦雙套自動站觀測傳感器故障且在沒有人工觀測設備的情況下，會直接導致數據缺失，嚴重影響觀測工作。

1 氣溫傳感器

中國華云生產的DZZ5型自動氣象站目前普遍投入業務使用，配套使用的溫濕度傳感器（45D）經過改進之后實現了氣溫與相對濕度獨立采集的功能，氣溫傳感器的構造與地溫和草溫傳感器完全相同，可以進行互換，一旦出現故障，節省了問題篩查的時間。

氣溫傳感器是由鉑電阻和傳輸導線構造而成，傳輸導線連接采集器端有4股銅線分別插入相應插口，氣象站安裝時氣溫傳感器已經安裝完畢，每2年更換1次，基本不會出現故障。但是在使用過程中若氣溫傳感器采集的數據突然跳變、出現野值或缺測應立即采取以下措施。

一是打開氣象站采集器保護箱，找到氣溫傳感器插件的位置，檢查線路連接處是否松動，若連接處沒有問題則進行下一步；二是關閉采集器電源，拔掉氣溫傳感器插件，用萬用表蜂鳴檔的一端隨意搭連傳感器線頭，用另一端任意搭連其他線頭，出現蜂鳴音時再用同樣的方法測試其余2根線頭，發出同樣的聲音后，按順序將出現聲音的線頭一一插入采集器插槽內，打開采集器電源[1-2]；三是采集器供電后，等待2 min，看觀測軟件的氣溫數據是否恢復正常，若依然不正常，立即更換氣溫傳感器，按照以上步驟將線路正確連接后觀察ISOS觀測軟件氣溫數據是否正確；四是通過上述步驟篩查，氣溫數據基本可以恢復正常，如果仍出現缺測、跳變或野值的現象，只能更換采集器，新型站采集器為完全集成電路，除了更換返廠別無他法；五是地溫和草溫傳感器的更換方法與氣溫傳感器相同，但需要注意在積雪覆蓋時草溫傳感器容易在冰水混合物臨界點的位置，從而導致數據一直在0 ℃左右恒定，會被誤認為儀器故障，因而在出現這種問題時，將傳感器從雪中取出，手握2 min后，若溫度會變成20 ℃左右，則傳感器沒有故障，放回原處即可。

2 翻斗式雨量傳感器

翻斗式雨量傳感器簡稱翻斗雨量計，基本工作原理為每產生0.1 mm降水，雨量計翻斗翻動1次。翻斗雨量計自從自動氣象站普及全國以來一直沿用至今，計數準確、故障篩查簡易是其兩大特點。下面就其容易出現的故障進行簡要說明。

2.1 漏斗堵塞

翻斗雨量計最頂端有1個滲水漏斗，斗口狹窄容易堵塞，尤其在空氣質量不好、風沙較大的地區，連續多日不降雨的情況下，更容易堵塞，這就要求工作人員在每次降水來臨之前對漏斗進行檢查，發現堵塞立即用樹枝或其他細物捅開即可。

2.2 干簧管失效

干簧管是由2個薄鐵片安裝在密閉空間內的小部件，靠翻斗翻動時，翻斗中的磁鐵吸引2個薄鐵片相吸后形成電流回路，進而在終端微機中顯示出現0.1 mm降水數據。干簧管出現故障時一般有2種情況，具體如下。一是線路連接處脫落。翻斗雨量計常年在室外放置，干簧管的線路連接處在熱脹冷縮的作用下容易出現松動或者脫落的現象，導致出現雨量后無法形成回路，進而沒有雨量數據產生。二是干簧管破損。干簧管內部鐵片失效，導致翻斗磁鐵無法吸引2個鐵片觸碰，無法形成回路。發現上述2種問題后，應立即篩查是哪一種，倘若干簧管破損，就必須更換新的干簧管，或用電烙鐵焊接干簧管兩側焊接點，由于操作空間狹小，注意不要讓電烙鐵碰到翻斗，以免燙壞而無法使用。安裝完畢后，用數字萬用表蜂鳴檔測試雨量傳感器。首先，將數據連接線拆掉，將萬用表的2個指針分別插入2個接線口中；其次，用手翻動翻斗，翻動1次，蜂鳴檔會響一聲，表示連接正常；最后，將上、下2個翻斗調整至同一個方向，將數據線路連接好后，蓋上雨量傳感器保護桶，儀器可以正常使用[3-4]。

3 稱重式雨量傳感器

稱重式雨量傳感器主要在北方降雪期間使用，基本工作原理是用儀器自帶電子秤通過稱量固態或液態降水的重量來計算降水量，是氣象儀器中精密度比較高的儀器，但是簡單的故障還是可以很快處理的。

3.1 桶內結冰

由于防凍液失效或者沒有按照溶液調配比例調配，稱量桶內液體容易在冬季結冰，一旦結冰高度超過紅外感應高度，傳感器就會失效，無法測量降水量。出現這種問題之

后，應立即關閉稱重降水傳感器電源，拿下稱量桶，清除桶中物體后將2 L全新防凍液倒入桶中，而后倒入1層抑制蒸發油，待抑制蒸發油布滿表層之后將稱量桶放入原位置，放好后將傳感器通電，蓋上固定架，套上防風桶，合上防風罩，儀器即可以正常使用。

3.2 紅外孔堵塞

如果桶內結冰時間過長，切割降水的紅外線放射孔會出現霜，進而結冰堵塞，直接影響對體積小的降水的切割效果，當有降水時，會出現降水量偏小或者無降水量的現象。出現這種情況后，首先斷電，然后拆下稱量桶，用熱風筒將紅外孔烘干重新安裝使用即可[5-6]。

3.3 主板問題

主板使用一段時間后有的需要升級或者更換，可以靈活掌握，但是傳感器在使用過程中出現故障后，發現是主板問題時應立即聯系廠家進行現場維修，避免數據長時間缺失。

4 結語

氣象儀器簡單故障篩查和排除是每個值班員必須掌握的技能，希望本文可以對一線工作人員提供一些幫助，解決工作中的實際問題。

5 參考文獻

[1] 鄭瑞，程創，江瑞海.區域自動氣象站環境與儀器故障率的關系[J].浙江農業科學，2016（1）：94-95.

[2] 汪洪.氣象自動站儀器故障分析和故障處理分析[J].農業與技術，2014（11）：216.

[3] 陳川珍，陳文煌，楊慶波，等.對自動氣象站儀器常見故障分析處理[J].農業與技術，2013（9）：201.

[4] 尹金娟.自動氣象站儀器的常見故障分析[J].農業與技術，2013（1）：152.

[5] 劉云華.自動氣象站儀器故障的分析處理[J].中國科技信息，2012（15）：83.

[6] 張立清，張洪衛.自動氣象站儀器故障的分析處理[J].現代農業科技，2010（12）：23-24.