探析新型自動氣象站的日常管理及維修維護

白玉玲

（錫林浩特國家氣候觀象臺，內蒙古 錫林浩特026000）

氣象觀測是氣象服務的基礎，觀測業務是氣象現代化、自動化和科技化的重要組成部分，隨著氣象和業務的發展，氣象觀測越來越趨向自動化，近年來，我國各地均安裝建設了大量新型自動氣象站，促使氣象業務現代化建設高速推進。內蒙古自治區錫林浩特國家氣候觀象臺自使用新型自動氣象站以來，促使氣象臺站監測氣象要素數據的能力大幅增強，同時有效提升了常規氣象要素的觀測以及對災害性天氣觀測的準確性，為天氣預報、氣候科學研究、氣象防災預警服務等業務提供了更為有價值的數據支撐。但是，新型自動氣象站晝夜不間歇運轉難免會碰到各式各樣的故障，所以氣象部門需要加強新型自動氣象站的日常管理以及維修維護工作，這樣才能保障新型自動氣象站的正常運轉，從而提升觀測質量。

1 新型自動氣象站結構

新型自動氣象站主要涉及到軟件以及硬件2個部分，軟件可以分為嵌入式軟件以及業務軟件，硬件部分涵蓋采集器、各類傳感器、供電系統以及通訊系統。新型自動氣象站能夠實現對降水、溫度、相對濕度、風向風速、氣壓等常規氣象要素的觀測。新型自動氣象站是總體為分布式結構，能夠擴展自動氣象站的功能。在氣象工作中，只有掌握新型自動站的系統結構，才可以更好地開展日常維護工作，從而降低故障幾率，推動新型自動站的穩定運行[1-2]。

2 自動氣象站優勢

新型自動氣象站觀測儀器的出現和廣泛運用對我國經濟的發展和氣象學科的發展有著非常重要的作用，也推動了我國氣象事業的發展。自動氣象站觀測儀器主要依靠當下的電子信息技術發展成果做為基礎，采用了現代化的技術以及產品，具有精準度高，可靠性高，容易維修，容易拆卸，容易拓展等優勢。新型自動氣象觀測儀器有效的拓展了自動氣象站的觀測監測能力，準確的對氣溫，濕度，水分，風向風速，氣壓等方面數據進行測量以及采集，滿足了自動氣象站觀測儀器對天氣預報，氣候觀測，區域觀測等一系列的業務要求。隨著科技的發展，新型自動氣象觀測儀器運用高性能的微處理器為主控cpu，大容量內置儲存器，大屏幕顯示器，一屏顯示多路氣象數據和圖形，便于現場監測，內容更加豐富，穩定性和時效性更強，有助于氣象觀測人員進行數據管理和分類，使數據更加有效準確，同時能夠及時對天氣進行準確的預測，在抗災害方面有著重大作用。

3 新型自動氣象站的日常管理方法

3.1 注重新型自動氣象站的動態監控

對于新型自動氣象站的運行過程應該加強日常運行的動態監控。主要監控內容包含新型自動氣象站測報數據、觀測質量以及值班記錄等各個方面。在新型自動站儀器使用過程中要對發生的問題需要及時進行記錄，對氣象觀測儀器的更換以及管理需要及時報告，使新型自動氣象站觀測儀器能夠保持全天候運行狀態，這樣才能大幅提升地面氣象觀測水平。

3.2 新型自動氣象站的防雷安全管理

當前，新型自動氣象站觀測儀器設備大多數屬于金屬外殼，若受到雷電襲擊則可能會存在較強的雷電流通過連接電纜對自動氣象站觀測設備帶來損壞。所以，日常管理工作中，需要加強新型自動氣象站的防雷安全管理，積極做好觀測設備的防雷接地工作，若要防雷工程可靠穩定，就要安設穩定保靠的接地裝置。自動站的接地應當采用單點式接地，共用地網的接地方法，接地阻值小于等于4Ω。工作接地和保護接地都要引入地網，與引下線保持的距離大于五米，確保整個地網都連入地網。始終確保氣象臺站采集器其他觀測儀器、設備接地良好[4]。自動氣象站基本都設在空曠的場地上，很容易受到雷電的襲擊，自動站外部雷電防護做的是否到位直接關系到自動站運行的安全，防直擊雷接閃器由金屬構件、避雷帶、避雷針及避雷網等組成。普蘭店地區的太陽能電池和采集器要用單獨的避雷針進行防護。有人值守的臺站還要對值班室所在的建筑物進行雷電防護。觀測場與采集器、通信線路、傳感器以及其他戶外設備可以將避雷針假設在風桿上，計算其保護范圍，并且這個范圍要嚴格符合防雷技術規范的要求。尤其要注意的是，風桿本身是金屬質地，是雷電下行十分適宜的泄放通道。如果室外架設的地網設計和架設不合理則會造成如果遭受雷擊導致觀測設備全部損壞。因此，一定要確保防雷裝置被正確架設，這樣才能將雷電順利引入地下。在雷雨季節到來之前應對新型自動氣象站防雷設施設備認真進行檢測，確保新型自動氣象站防雷設施設備的合格性以及可靠性。

4 新型自動氣象站故障的維修維護

4.1 采集系統故障診斷

4.1.1 采集單元故障

假如采集單元發生故障問題，則會使得數據沒有辦法卸載到業務計算機，進而導致整點觀測資料丟失，沒有辦法監控到觀測儀器。同時還會造成部分氣象要素亂碼或者缺測，對于這種問題，需要工作人員對通信軟件參數的設定情況進行仔細查看，若設置不準確則應該對采集器采取復位操作，假如采集單元指示燈出現閃爍不均勻的情況，則需要及時維修或者直接換取新的采集單元。

4.1.2 通道防雷板故障

在氣象臺站中，若采集器通道防雷板發生故障，則會導致一些氣象要素數據發生異常，這可能是雷電天氣降防雷板擊穿亦或采集器通信板被燒毀。觀測人員應該憑借萬用表的電阻檔去檢測通道防雷板上下的連通亦或者與其他通道板的連通狀態，若上下不通亦或者和別的通道相通，則應及時維修維護。

4.2 溫濕度傳感器故障

在溫度傳感器運行中，假如發現溫度傳感器觀測數據顯示不夠正常，那么便應該對認溫度傳感器接線情況進行檢測，可以采取萬用表的蜂鳴檔對溫度傳感器的四根線纜分別進行測量，若通過分析判斷為溫度傳感器故障，就需要及時維修或者換新，若并非溫度傳感器發生故障問題，那么可能是采集器通道或別的因素引起的，此時應該進一步檢查。假如新型自動氣象站濕度觀測數據不夠準確，則工作人員應該仔細檢查濕度傳感器，觀察濕度傳感器是否超過維護期及全部設備的接地屏蔽狀態。假如無濕度數據，就需要將對應的命令輸入至采集器，觀察有無原始數據，假如無原始數據，就應該仔細檢查濕度傳感器，濕度傳感器通常是通過模擬信號輸出數據，輸出電壓通常處于0～1V范圍內，與其相對應的濕度數值則處于0～100%范圍內，憑借萬用表對傳感器的輸出端和大地之間的電壓值進行測量，檢查測量的電壓值是否處于正常范圍內，假如不在，則意味著濕度傳感器存在故障，應該及時維修亦或換新。

4.3 雨量傳感器故障

假如在新型自動氣象站日常運行過程中，雨量傳感器數據記錄顯示異常，那么這個時候工作人員需及時查看雨量傳感器。觀察雨量傳感器內部有無堵塞的現象，同時還需要對堵塞部位進行清理。此外，還需要仔細對翻斗性能進場檢測，觀察其有無形變，進而影響到翻斗翻轉的穩定性，導致計數出現異常，一旦通過檢查發現存在變形狀況，需要及時維修維護。假如雨量傳感器內部沒有出現故障，則需要仔細檢查同雨量傳感器進行相連的電纜電路、磁鋼、信號系統以及干簧管等設備，觀察其是否發生了故障問題，如有需要，還應該及時維修維護亦或是對雨量傳感器進行更換。

4.4 風傳感器故障

一般而言，風向風速傳感器發生故障的部位比較多，工作人員需要認真剖析，之后采取針對性的措施進行處理。實際操作中，可將對應命令輸入到采集器中，檢查是否存在風向風速數據，若不存在，則應該對風傳感器的供電設備進行檢查，并觀察傳感器輸出信號。可以采取萬用表對風速傳感器與大地線路間的電壓值進行檢測，風杯轉動正常狀態下的電壓一般是工作電壓的1/2，假如測出的電壓值并非工作電壓的1/2，那么可能屬于風速傳感器故障，應該對風速傳感器進行維修或者更換，反之則可能是由采集器通道故障亦或別的原因引起的。針對風向傳感器的故障，假如單獨判斷故障問題會使得工作難度較高，此時可采取替換法，將新的風向傳感器對現有的儀器進行替代，假如此時故障問題便能夠及時得到有效解決，便可以診斷為風傳感器故障，應該第一時間及時安排專業的技術保障人員進行維修或者更換器件。

5 結語

總之，氣象觀測業務的開展對于新型自動氣象站的依賴性較強，一旦發生任何故障問題，均會影響到氣象觀測業務的順利開展。因此，各級氣象臺站工作人都應加強新型自動氣象站結構特征、日常管理、日常維系維護知識與技術的學習，不斷增強應急處理能力，確保自動氣象站的可靠運行。