探討新型自動氣象站運行中的關鍵問題及維修維護

莫忠誠 計鳳妮 莫忠寧

摘 要：我國氣候觀測體系中的重要組成部分是自動氣象站，它在我國氣候科研中發揮著至關重要的作用。隨著自動站的建成以及在氣象業務中的應用，各個地區的經濟發展以及防災減災工作都取得了驚人的成效。廣西崇左市大新縣使用的氣象自動站型號有DZZ5型、HYM型、DSD14型、DAWS100型等共計31個，對新型自動氣象站運行中的關鍵問題及維修維護具有一定的參考意義，本文對DZZ5型自動氣象站的系統結構設計與原理，及快速解決故障的維修方法進行了探討。

關鍵詞：DZZ5型自動氣象站；維修；故障

隨著DZZ5型自動氣象站安裝使用，自動氣象站的故障也會不斷產生，故障的判斷和處理也相對復雜。這就需要保障人員掌握故障判斷和處理的基本思路和一些常規技巧，不斷積累經驗，快速解決出現的故障，同時要分析和查找故障的原因，做好氣象站的日常維護，防患于未然，以減少自動站故障出現的幾率，確保自動站的正常運行。

一、DZZ5型自動氣象站結構設計與原理

DZZ5型自動氣象站采用了當今成熟的、穩定的、先進的電子測量、數據傳輸和控制系統技術，設計基于現代總線技術和嵌入式系統技術構建的自動氣象站，滿足風向、風速、雨量、溫度、濕度和氣壓等地面氣象六要素自動觀測。

DZZ5型自動氣象站實現了到高精度、高穩定、易維護、低功耗、易擴展和實時遠程監控的能力。整套系統按照“主采集器+外部總線+分采集器+傳感器+外圍設備”的結構設計，對主/分采集器、總線結構、傳感器、外圍設備、軟件、現場標校設備的各個部分，從功能、結構、通訊協議、數據采集、數據計算處理、數據存儲、數據質量控制、數據傳輸、電氣接口標準、生產工藝全面進行規定。

自動氣象站的主采集器是整個系統的核心控制單元集。整個的系統控制流程、數據處理處理全部主采集器負責完成。分采集器中主要是按照能夠規定時序，完成對相關氣象要素的數據采集處理，并通過CAN總線把觀測數據傳送到主采集器中。

二、常見故障及維修方法

故障分析和判斷使用替代和測量方法。依據電路原理圖，進行邏輯分析，確定故障部位。用好的組件替代壞的組件，故障現象消失，則說明分析判斷正確。還可用萬用表測量關鍵測試點電信號參數，判斷出可能出現故障的組件。一般線纜損毀會造成短路或開路，可以使用萬用表通斷檔測試來判斷，若線纜損毀一般直接更換相應線纜。防雷板的故障不好判斷，這時可跳過防雷通道將兩端接線直接連接，如果故障消失則可確認是防雷板故障；如果確認故障在防雷板，則檢查其各個通道分別有無對地短路或兩端開路，及相鄰通道間有無短路；如果確認某個通道有問題，則將此通道連接的線纜移至空余通道，或者更換防雷板。

1.DZZ5氣象站無數據顯示

氣象綜合顯示平臺無法顯示氣象要素數據，基本上為自動站供電故障或者通訊故障。查看自動站供電系統，整個系統由太陽能+蓄電池供電?？梢圆榭床杉鞴ぷ鳡顟B示燈來判斷采集器工作是否正常，主采集器配置了兩個狀態燈，其中：一個燈“UN”，為系統運行指示燈，當采集程序正常執行后，“RUN”指示燈秒閃；第二個燈“CF”，為CF卡的狀態燈，CF卡讀寫正常，此燈長亮，當CF卡不存在或者是CF卡空閑，CF卡燈常滅狀態。若“RUN”指示燈不良則采集器沒有供電，首先查看刀片開關正常閉合，保險管是否正常，若保險管損毀，保險管旁上指示燈會亮，保險管正常則指示燈不亮。還可能由于較長時間陰雨天導致太陽能板無法供電，而使用蓄電池供電時間過長而電量耗盡，這時需詳細檢查維護自動站的最近天氣狀況、蓄電池電壓后再打開開關，查看太陽能板端的充電線路是否正常，蓄電池是否能充電，若不正常更換相應設備直到供電正常為止。

2.溫濕度故障

溫濕度測量出現故障要依次檢查溫濕度接線盒、防雷板、采集器各接線，看看是否有虛接的現象，另外要檢查屏蔽線是否接好。采集器斷電測量溫度傳感器，使用萬用表溫濕度接線盒1-4端測量傳感器的電阻值測量傳感器1、3（或2、3，2、4，1、4）間的電阻值R與1、2（或3、4）的電阻值r，根據地溫T=（R-r-100）/0.385（℃）算出一個氣溫值，如其與備份站氣溫示值相等或接近，說明溫度傳感器正常，反則更換溫度傳感器。

測量濕度傳感器故障，要自動站供電檢測，逐次測量防雷板端、溫濕度接線盒處濕度供電是否為12V左右，若供電正常則測量濕度輸出電壓信號，濕度輸出電壓信號與濕度值成正比0～100%RH等于0～1VDC，在利用備份站濕度值對比確定濕度傳感器是否損壞。若傳感器正常則判斷采集器、防雷板是否正常。另外可以利用測報軟件的維護終端，使用“SAMPLET0”，“SAMPLEU”命令查詢氣溫、濕度分鐘采樣值判斷傳感器、通訊線纜、采集器的正常與否。

3.氣壓、風測量值故障

DZZ5型站氣壓傳感器能直接測量產生氣壓值傳輸給主采集器，連接在主采集器的RS232-5通道，由主采集器供電。氣壓值偏差或缺測，先檢查靜壓管是否連接完好，傳感器氣嘴口是否通暢。若以上正常，更換氣壓傳感器若故障消失則傳感器故障，若數據還是異常則采集器故障更換采集器。

風向、風速數值異常則檢查風線及各接線處是否有斷裂損壞處，然后使用替換傳感器、采集器方法查找故障即可。

4.雨量測量值故障的分析

自動雨量站是較容易出故障的儀器。在平時巡檢時應加強維護，查看模塊運行狀況、采集器電源質量、雨量傳感器下水漏斗、信號線與采集器的連接狀況、信號線與傳感器的連接狀況，確保各部件運行正常，翻斗上面無雜質，計數翻斗轉動靈活。

區域站出現降水的時候要加強巡視儀器，特別是雨量筒自記讀數和雨量傳感器數據的對比，要時刻相差不大，例如，雨量計自記讀數為4mm，雨量傳感器的讀數才1mm多，或者雨停了還有雨量的記錄。這種情況下顯然是不正確的。這樣就要考慮雨量傳感器。（1）雨量桶是否被一些樹葉、灰層，蟲子之類的東西堵住，使雨水不能及時下流。影響數據的正確。（2）水通過計數翻斗時是否保持降水順暢流走，如果水不能及時流走，聚積的水由于在浮力作用會使計數翻斗翻轉變慢或者不翻轉，從而形成雨量滯后現象或者沒有降水記錄。觀測人員應該經常清理過濾網上的沙塵、蟲子和蛛蛛網等等以防止雨量桶堵塞，降水通過計數翻斗以后一定要使水順暢流走，不能聚積那里不流。平時除按正常的維護以外，在雨季將要來的時候經常清洗雨量傳感器，清洗過程中切勿用手指觸摸翻斗內壁以防止沾上油污影響翻斗計量準確性。

結論

氣象觀測是氣象工作的基礎，自動氣象站自建成投入使用以來，不僅使氣象觀測的及時性、準確性得到了提高，還減輕了氣象測報人員的工作強度，但是由于自動站相關儀器設備的特殊性很容易有故障問題出現，為了確保氣象觀測的質量，需要維護人員熟練掌握相關儀器設備的維修維護工作，確保自動氣象站可以穩定高效的運行。

參考文獻

[1]張曾林.新型自動氣象站的常見故障及日常維護[J].北京農業，2015（27）.

[2]楊燕.新型自動氣象站常見故障及維護管理[J].農業科技與信息，2016（23）：45.

（作者單位：1大新縣氣象局；2天等縣氣象局）