新型自动气象站观测仪器设备故障处理分析

新型自动气象站观测仪器设备故障处理分析

金之川

四川省气象探测数据中心四川成都610071

摘要：本文总结了新型自动气象站观测仪器设备常见故障，针对这些故障原因及解决处理进行分析探讨，并提出了新型自动气象站的日常维护，对于提升测报人员排查故障能力和日常维护管理、确保自动气象站正常运行具有重要参考意义。

关键词：新型自动气象站；设备故障；处理分析；日常维护

引言

自四川省各级气象部门运用新型自动气象站以来，地面气象测报质量和观测效率均得到了提升，为天气预报、气象研究以及防灾减灾等气象服务工作提供了重要的数据资料。然而，新型自动气象站在运行中会因各种故障问题影响了地面气象观测工作的顺利开展。为了确保新型自动气象站可以正常、高效运行，降低错情率，需要观测人员正确判断观测仪器设备故障，并采取针对性的处理对策，以增强观测数据的完整性和有效性水平。

1、新型自动气象站结构及特点

在对新型自动气象站进行设计的过程中，主要选择了现代总线技术和嵌入式系统技术，采用了国际标准并遵循开放式的技术路线，在连接主采集器和分采集器时主要使用了CAN总线、RS485和SDI-12连接方式，主采集器和分采集器均具有统一的物理特性和应用接口，实现了兼容、互换的目的。嵌入式系统软件使用了Linux2.6.1为内核的Linux操作系统管理软件，进而在数据采集器端实现高速、复杂的数据运算处理。

2、新型自动气象站观测仪器设备故障处理分析

2.1采集系统故障处理分析

2.1.1采集单元故障

采集单元故障的主要表现形式是数据不能正常卸载到计算机、整点观测数据资料丢失、监控异常、温湿度、降水量以及风向风速等观测数据出现缺测或者乱码现象。针对上述这种情况，需要工作人员查看采集通信软件参数设置是否正确，如果不正确需要对采集器进行复位操作，若采集单元指示灯闪烁不均，应对采集单元进行检测或者重新更换。

2.1.2通道防雷板故障

通道防雷板故障的表现形式是气象要素数据值异常，出现这种情况的原因是通道防雷板遭受雷击后被击穿或者是采集器通信板被烧毁。工作人员可以借助于万用表的电阻档测量各个通道上下是否相通，或者是否串通，如果通道防雷板上下不通或者是与别的防雷板串通，需要对防雷板进行检修或者更换。

2.1.3采集器无数据显示

在软件设备和通讯设备都能正常运行的情况下，采集器面板上的数据指示灯不亮，也没有数据显示，在点击气象要素按钮后仍旧没有反应，此时需要重新启动采集器。如果观测数据仍旧不能显示，需要将芯片内存储的大量数据清除干净，随后则重新启动采集器，这时的观测数据就能正常显示了。

2.2温度传感器故障

当温度传感器出现故障，需要检查温度传感器所有连接线的顺序，利用万用表的蜂鸣档分别测量温度传感器的四根线，将其划分为两组，对发生短路的两根线组成一组（1和2或3和4），并使用万用表测量温度传感器1和3（2和4）之间的电阻值，并记为R1；随后测量温度传感器1和2之间的电阻值，记为R2。则此时的温度值应使用T=(R1-R2-100)/0.385公式进行计算，然后利用温度值与标准值进行对比，判断温度传感器是否出现故障。为了避免漏判，需要分别测量两组短路电阻值。

2.3湿度无数据或数据不准确

在发现湿度数据异常后，应查看湿度传感器的运行情况，因湿度传感器的精度较高，为了避免湿度传感器超过维护期或者是接地屏蔽异常，需要做好定期保养和维护。在湿度传感器没有数据显示的情况下，可以输入相关的命令检查是否存在原始数据，若不存在，需要查看湿度传感器本身，因湿度传感主要采用模拟信号进行输出，此时输出的电压值在0~1V之间，其对应的湿度值则在0~100%之间。可以使用万用表对传感器输出端和大地之间的电压值进行测量，如果测量的电压值不在标准范围内，可以重新更换湿度传感器；反之则说明是采集器通道故障或者是其它原因。

2.4风向风速传感器故障

新型自动气象站中使用的风向传感器在输出信号时主要使用了格雷码，若单独判断风向传感器会比较复杂，此时可以直接更换新的风向传感器，若更换后风向数据仍旧异常，则说明风向传感器故障，反之则是采集器通道故障或其它原因。当风速传感器出现故障，可以使用万用表测量风速传感器的输出端与大地之间的电压，在风杯正常转动的情况下，此时的电压应是工作电压的一半，如果不是，则说明风速传感器故障，可直接更换新的风速传感器；若输出电压正常，则说明采集器通道故障或其它原因。

2.5雨量传感器故障

在新型自动气象站运行过程中，需要确保降水量观测数据的准确性，在实际观测中，经常会遇到降水量观测数据异常，常见的异常情况主要包括有：降水量数据一直为0；观测到的雨量值比实际值偏小两种。在遇到这种问题时，应首先查看雨量线是否出现断路，检查干簧管或磁钢是否出现破损。若雨量线、干簧管、磁钢等正常，则说明是雨量传感器翻斗定位螺钉太松，翻斗、漏斗或滤网被蜘蛛、树叶等杂物堵塞，也可能是雷击等原因造成电路板故障，若不能维修，可以重新更换雨量传感器。

2.6地温数据异常

实际上，地温数据同时出现异常的情况十分少见，若发现观测到的所有地温数据显示异常，则可能是分采、总线或者是电源故障，应逐一进行检查。首先查看分采供电系统，若分采运行正常，则应连接RS232-1口和电脑，并使用串口调式助手发送命令，若不能返回所有数据，应查看分采，再次使用串口调式助手发送命令，如果有数据返回，则说明分采集器出现故障，可以直接对其进行更换。如果是单个地温数据异常，可以对单个地温传感器进行检查或者是直接更换单个地温传感器，若单个地温数据恢复正常，则说明是地温传感器故障，反之，则说明是分采通道故障，应及时进行维修处理。若某一层或几层的地温观测数据异常，则可能是安装地温传感器时接入地温分采集器通道顺序错误造成，可以直接调节顺序即可。

3、结论

综上所述，新型自动气象站的建成并投入使用后，在实际运行过程中会有各种故障问题出现，而引起故障的原因较多。所以，在日常工作中，气象观测人员应做好新型自动气象站观测仪器设备的定期维护，熟练掌握观测仪器设备的基本原理，严格按照仪器设备的操作规范进行，结合台站的实际，制定出日常设备维护方案和故障应急措施，尽快建立起完善的自动气象站维护制度，加强软/硬件、通讯系统和电源系统的维护管理，不断降低观测仪器设备故障发生几率，第一时间更换破损或到期的观测设备，总结遇到的故障原因和处理方法，以增强台站的维修效率，确保新型自动气象站可以正常、稳定的运行。

参考文献

[1]刘丽红，孟微.自动气象站维护常见问题与处理[J].现代农业科技，2012（5）：44.

[2]崔晨.DZZ5新型自动气象站常见故障及处理方法[J].科技创业家，2014（6）：156.