淺談無人值守自動氣象站的維護(hù)保障

王震

（靈臺縣氣象局，甘肅 靈臺 744400）

隨著近些年來氣象觀測自動化技術(shù)的發(fā)展，地面氣象觀測無人值守逐步實(shí)現(xiàn)。2020年4月1日，全國2423個(gè)國家級地面氣象觀測站完成自動化改革，氣象觀測業(yè)務(wù)從全國試運(yùn)行順利切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運(yùn)行，標(biāo)志著我國正式邁入地面氣象觀測全面自動化時(shí)代，氣象觀測員的工作重心自此從氣象數(shù)據(jù)觀測轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀笥^測儀器的日常維護(hù)和維修保障，氣象觀測員的崗位變?yōu)闅庀缶C合業(yè)務(wù)崗，這就要求我們的氣象觀測人員具備一定的氣象觀測設(shè)備的保障能力。在早期的氣象裝備保障工作中，觀測員只需掌握儀器日常維護(hù)，簡單故障維修，但隨著氣象自動化改革，更多探測設(shè)備投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，增加了氣象裝備保障的難度，基層保障任務(wù)更加艱巨。

1 新型自動站常見故障

1.1 雷擊后自動站出現(xiàn)故障

自動站如果遭受雷擊，輕則會導(dǎo)致自動站觀測數(shù)據(jù)有明顯跳變，數(shù)據(jù)可用性降低，重則導(dǎo)致自動站完全癱瘓，造成觀測數(shù)據(jù)缺失。

自動站遭受雷擊后，如果發(fā)現(xiàn)全要素?cái)?shù)據(jù)缺測，首先應(yīng)立即啟用備份站，確保觀測數(shù)據(jù)正常上傳，待雷暴結(jié)束后再進(jìn)入觀測場。故障發(fā)生后，檢查業(yè)務(wù)軟件的通訊參數(shù)和時(shí)間校對是否正常，然后通過業(yè)務(wù)軟件的維護(hù)終端向主采集器發(fā)送終端操作命令，讀取供電電壓及供電主體；檢查主采集器供電是否正常，若不正常，則檢查自動站供電箱內(nèi)的供電系統(tǒng)，可用萬用表測量輸入、輸出交流電壓及直流供電電壓；檢查數(shù)據(jù)傳輸，利用萬用表的蜂鳴檔測試各傳感器在防雷板上的上下接口，是否能聽到蜂鳴聲，便可得出主采集器與各分采集器的信號傳輸是否正常，排查出主采防雷模塊是否損壞；檢查溫濕度采集器可使用萬用表直流電壓檔測量電壓，可判斷溫濕度采集器是否損壞；檢查地溫采集器可使用萬用表測量地溫得電阻值，判斷地溫采集器是否正常，最后檢查各設(shè)備的防雷模塊（浪涌保護(hù)器），逐一排查雷擊故障點(diǎn)。

國家氣象觀測站應(yīng)鋪設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)的接地地網(wǎng)，每個(gè)觀測儀器都做接地，像風(fēng)塔這類較高的設(shè)備都配備避雷針，并且DZZ6新型自動站在主采集器和分采集器上裝有防雷模塊，氣象站設(shè)備維護(hù)人員必須嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)定，對每個(gè)儀器的防雷模塊定期進(jìn)行巡檢。對于觀測設(shè)備雷電防護(hù)這方面，為排除設(shè)備的雷擊隱患，每年汛期前都應(yīng)進(jìn)行防雷檢測，確保接地電阻在技術(shù)規(guī)范的要求內(nèi)。

1.2 溫濕度傳感器的故障

DZZ6型自動氣象站使用WZP-2型溫度傳感器，采用Pt100電阻作為感應(yīng)原件，在氣溫為0℃時(shí)電阻值為100Ω，其精確度和穩(wěn)定性依賴于鉑電阻元器件的特性，溫度傳感器輸出的信號為模擬電阻值。濕度傳感器為DHC1型，濕度在（0-100）%RH范圍內(nèi)輸出的是（0-1）V的直流電壓，濕度傳感器相比于溫度傳感器更為敏感，在平時(shí)維護(hù)時(shí)，禁止劇烈搖晃，且每月都得對保護(hù)傳感器頭部的網(wǎng)罩進(jìn)行清洗，拆卸網(wǎng)罩時(shí)禁止用手觸摸濕敏電容。

如果溫濕度數(shù)據(jù)顯示缺測，可用萬用表直流20檔測量溫度或者濕度的防雷板第6腳和第七腳之間的電壓，查看電壓值是否在12V左右的正常范圍內(nèi)，如果以上測量數(shù)據(jù)異常，則表示溫濕度傳感器損壞，直接更換傳感器即可，反之，則是傳感器未發(fā)生故障，直接檢查主采集器。

1.3 地溫傳感器的故障

地溫傳感器采用的是WZP-1型鉑電阻溫度傳感器，其測量原理和WZP-2型溫度傳感器一樣。如果地溫?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)間歇性異常，則可能是低溫變送器手都干擾或者是地溫變送器的接線端松動導(dǎo)致的，檢查并緊固即可解決；由于地溫?cái)?shù)據(jù)傳輸通過分采集器通過CAN總線連接到主采集器，如果是某一層地溫?cái)?shù)據(jù)異常或缺側(cè)，則說明時(shí)那一層的傳感器發(fā)生故障，檢查地溫分采對應(yīng)的插座是否松動，插緊后查看數(shù)據(jù)如果恢復(fù)正常，則說明故障是接線接觸不良造成的，否則就斷開分采電源，拔下故障地溫采集器對應(yīng)的插頭，替換正常的地溫傳感器，重啟分采集器后，如果數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，則說明地溫采集器故障，更換傳感器即可。

1.4 雨量傳感器的故障

雙翻斗雨量傳感器的型號為SL3-1型，原理是采用干簧管感應(yīng)計(jì)數(shù)翻斗上的小磁鋼，輸出脈沖信號，計(jì)數(shù)翻斗翻動一次，則發(fā)送一次信號。所以，雨量傳感器不需要電源供電便可工作。如果雨量傳感器發(fā)生故障，首先可以用萬用表的紅、黑表筆風(fēng)別插入傳感器的紅、黑接線柱的孔內(nèi)，將萬用表調(diào)至蜂鳴檔，用手翻動雨量傳感器的計(jì)數(shù)翻斗，每翻動一次翻斗會聽到萬用表發(fā)出“嘀”的響聲，否則就更換干簧管；如果以上測試正常，則檢查雨量通訊線的各個(gè)接頭是否連接牢固，用校準(zhǔn)器對雨量傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，檢查傳感器的通道是否正常；如果以上檢查均正常，則更換雨量電路板。

1.5 氣壓傳感器的故障

氣壓傳感器所用型號為PTB330，使用RS232/485信號輸出，傳感器安裝在主采集器機(jī)箱，與外界大氣通過一根靜壓壓力連接管相通。如果氣壓數(shù)出現(xiàn)異常，首先檢查氣壓傳感器電源指示燈是否正常點(diǎn)亮；檢查傳感器接線是否有松動；卸下傳感器接頭，有萬用表直流電壓20V檔測量傳感器接頭電壓是否為12V。若以上均無異常，則更換氣壓傳感器。

2 新型自動站儀器的日常維護(hù)

新型自動站的儀器都使用的是比較精密的傳感器，但是受各種自然環(huán)境因素的影響，每個(gè)傳感器都長期處于各種惡劣的環(huán)境當(dāng)中，觀測儀器出現(xiàn)各種問題的頻率會非常高，所以，這就要求我們維護(hù)人員對各個(gè)傳感器的工作原理以及常見故障的排查維修技能必須爛熟于心，而且，一定要加強(qiáng)平時(shí)對傳感器的巡檢力度，做好周，月，年維護(hù)，保證傳感器能在各種環(huán)境下都能正常工作。自動站的傳感器損壞后必須得第一時(shí)間更換，因此傳感器備件的檢定和倉儲工作一定要做好，以備不時(shí)之需。

3 結(jié)語

氣象觀測實(shí)現(xiàn)無人值守后，觀測員的日常業(yè)務(wù)工作從保障數(shù)據(jù)到了保障設(shè)備，換句話說，基層氣象人員面臨著一次業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，觀測業(yè)務(wù)重心向觀測裝備維護(hù)、現(xiàn)場核查和設(shè)備標(biāo)校等方面轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)人員在鞏固原有的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，必須得努力學(xué)習(xí)各類裝備保障知識，以保證遇到突發(fā)狀況有一定的處置能力。