新型自动气象站常见仪器故障分析及维修维护方法

新型自动气象站常见仪器故障分析及维修维护方法

窦花

玛沁县气象局  814000

摘要：结合玛沁县气象局对DZZ4新型自动气象站使用的实际，首先对DZZ4型自动气象站进行简要概况，并分析DZZ4型自动气象站仪器故障维修，最后给出各传感器的日常维护，以确保新型自动气象站可以正常运行。

关键词：DZZ4新型自动气象站，仪器故障，维护维修

引言

从理论上讲，仪器由于其优良的性能，可以提高整个气象监测和气象传输质量。但是在实践使用中，需要在日常运行中定期对仪器进行检查维护，维护不当会造成采集数据不准确，采集的数据不能正常使用。

DZZ4自动气象站能够精确地采集、监控气象要素的变化，整个过程中能实现全面自动化采集、分析、处理和传输各类气象要素数据。在缓解人力资源，减轻人工观测工作量的同时，还能降低了人为因素对气象数据准确性的影响。

因此,观测人员必须要及时对新型自动气象站异常数据进行分析探讨,懂得常规故障产生的成因及处理方法。一旦发现问题，第一时间及时解决并排除故障，确保新型自动气象站正常运行,提高观测数据完整性、准确性及可靠性。

1.DZZ4新型自动气象站概况

DZZ4自动气象站是江苏省无线电科学研究所有限公司研制的新一代自动气象站。主要是以多年的实际工作经验为基础进行设计的，选用了现阶段较为成熟、稳定、先进的电子测控系统进行监测，该技术具有高精度、高可靠性、易于维护和扩充的特点，并具有实时的、远距离的监测功能。DZZ4自动气象站系统采用了主要采集装置+外部总线+分采系统+感应器+周边装置组成的系统。采集器的构成包括主采集器和若干个分采集器，借助于CAN总线可以将分采集器连接起来[1]。

2.常见DZZ4新型自动气象站故障现象

2.1极值要素异常

DZZ4新型自动气象站异常数据出现原因是多方面的，采集器供电电压不稳或太低、数据线传感器之间的连接松动等均会导致数据缺测或异常。此外,突然断电、网络故障、异常关机也会导致观测数据异常。还有人为操作不规范、仪器老化、缺少常规维护等。还有对自动气象站监测软件的参数调整也会造成地面气象观测数据缺测或异常。

2.2雨量监测的异常

在DZZ4新型自动气象站中，雨量是一个非常重要的测试指标。在小雨气候条件下，如果所显示的雨量数值始终是“0”，就说明微量降水或者没有降水。假设雨量传感器的漏斗与翻斗定位螺钉出现松动亦或是存在灰尘对滤网堵塞,都会使雨量数值出现异常情况。除此之外，必须对雷击因素与干簧管损坏因素等加以考虑，这些都很容易引发雨量数值异常的情况。而在开展日常工作的过程中，观测工作人员要对雨量筒进行定期地检查，特别是对传感器及过滤网的维护。

2.3通讯中断异常

DZZ4是一种采用了通信和通信技术的自动气象站，它的作用是在系统内进行数据交换，从而达到自动操作的目的。但是目前DZZ4型自动气象站的实际使用状况，由于自然环境的干扰和通讯设备的失效，造成通信的不正常。信号异常造成的后果却是非常严重的，因通讯中断即代表系统运行出现间隔，使得整体监测数据出现缺陷[2]。

2.4风向风速传感器故障

DZZ4自动气象站在使用过程中，如果没有观测到风向和风速数据，则可以输入相应的指令，以确定收集到原始风向和风速数据。如果没有数据，首先要检查风向风速传感器的电源，然后再看它的输出信号是否正常。当风杯正常旋转时，其正常转动时的电压是工作电压的一半，如果测量到的电压与这个数值不符，就表示风速传感器有问题，需要重新安装。如果测量到的电压为工作电压的二分之一，表示风速传感器工作正常，有可能是由于采样通道的故障或其它原因。

3.DZZ4新型自动气象站仪器故障维修

3.1极值要素异常改善策略

在极端情况下，可用备份站的资料替换，但由于两个站点的独立性，在替换过程中必须进行两个站点之间的比较，从中发现具体的异常部分之后才可确认代替。从原理上讲，如果DZZ4新型自动气象台和备份站数据有更高或更低的情况，可以参考DZZ4新型自动气象台资料。

3.2雨量传感器异常改善策略

在新型自动气象站使用过程中，若测得的雨量传感器数据出现异常，则应对其进行认真的检查。注意雨水感应器内部有无阻塞，并将阻塞物清理干净。另外，要对翻斗进行试验，观察其变形情况，否则会造成翻斗的稳定性不够，造成计数不精确。假如通过检查发现变形问题后，要立即进行替换。若降雨感应器内部没有问题，就必须密切注意与雨水感应器相连的电缆、信号系统和干簧管等元件，查看它们能否正常工作。一旦出现故障，要立即组织维修和维护保养，或者更换新的量传感器，使其工作正常。

3.3通讯中断异常改善策略

一旦通讯中断，系统就会自动检测到这个问题，需要立刻进行维修。解决办法是通过4G卡拨号，这样可以保证文件的稳定，4G卡拨号则可以在最短的时间内解决文件的遗失。另外，在文件正常运行的前提下，须要检查一下这些不寻常的信号，以此尽快恢复DZZ4新型自动气象站的正常工作。

3.4风向传感器异常改善策略

通常情况下，如果风向传感器故障，工作人员必须对其进行正确的检查和分析，并对其进行必要的检修。将相关指令录入收集装置，以便查看有无风向和风速资料。如果没有，则应当对风力传感器的电源装置进行检测，并对其进行检测。可以使用万能计对风速计与接地导线进行测控。在一般条件下，风杯的电压是工作电压的1/2，若测量到的电压不在此范围内，则可能导致风速计发生失效，必须进行检修或更换新的仪表。相反，如果测量的电压是正确的，就必须不断地进行检查直到能够有效地解决问题为止。针对风力感应器出现的问题，若仅靠它来判定，将会极大地提高工作的困难。这时就需要更换新的风向传感器来代替已有的仪表，来检查能否在最短时间内修复问题。如果问题得到解决，能够被认为是风向传感器的问题，应该马上组织维修或者使用备份仪器[3]。

4.DZZ4新型自动气象站日常维护工作

4.1业务计算机重启维护

根据地面气象观测规范及相关技术规定，DZZ4新型自动气象站的运行中计算机若要重新启动，必须避开每个小时整点，因为00分要进行数据采样。重启后缺测的数据，可以采用手动下载的方式进行处理。

另外还要每天对时。台站观测时钟采用北京时。使用自动气象站的地面气象观测站以自动气象站采集器的内部时钟为观测时钟；采集器与计算机每小时自动对时一次，保持两者时钟同步；值班员每天19时正点检查屏幕显示的采集器时钟，当与电台报时的北京时相差大于30秒时，在正点后按自动气象站操作手册规定的操作方法调整采集器的内部时钟，保证误差在30秒之内。

4.2采集器日常维护

DZZ4自动气象站的核心部分是采集、处理、存储和传输气象数据。事实上，收集装置无需进行单独的维修，仅需用刷子定期清理收集器内的尘埃。严禁在带电状态下操作。值班员拔出各类连接端口或设备感应器，如果设备中的某一部件发生了故障，则需要进行独立的维修。每个月开启采集器箱，清理采集器内部的尘土和杂物，严禁将其它杂物放在采集器内。在每年春天来临前，对采集器的防雷设备进行检测，使接地阻值必须符合气象行业规定的防雷技术标准的要求[4]。

4.3风传感器日常维护

在风传感器中，观测人员必须观察风杯和风向标的转动灵活性。发现异常时换用备份传感器。每一年定期对风向风速传感器的支座进行一次定期的检查。在检查前必须将风杯及风向标取下。在一般条件下，主轴能自由旋转而不发出响声，每一年要对传感把手进行旋转，取下气缸，观察其旋转时是否有声音。在清洁滚动轴承时，应在密闭环境下，对标定的风向标进行检验，并对其指北方向进行检查。维护时不要用挥发性液体擦拭仪器，否则可能导致仪器变色变形；维护时用软布擦拭，避免仪器外部保护膜划伤，延长仪器使用寿命。仪器应轻拿轻放，不得摔落或重压，否则将导致仪器变形、内部电路板损坏。定期检查仪器电源电压，确保仪器正常运行。不能私自拆卸和改装本仪器，以免对仪器造成损坏。不要在仪器带电的情况下触摸感应部位，以免影响量结果或导致仪器内部电路的损坏。

4.4雨量传感器的日常维护

雨量计由于长期处于室外，使用环境相对恶劣，尤其时高海拔地区。因此仪器的承雨口内壁应经常用软布擦拭，保持承雨口清洁，如发现承雨口内有树叶、灰尘、虫渍和其它污物等异物时应及时清理，保持水路畅通。每次较大降水过程后及时检查，防止内部水溢出。降水过程中，因降水量较大可能超过量程时，应在降水间歇期及时排水。预计将有沙尘天气但无降水，应及时将桶口加盖；沙尘天气结束后及时取盖。降水过程中注意分析判断降水量数据的准确性,如有疑问,应及时进行现场测试。仪器长期不用时，应在仪器环口上加盖上盖保护承雨口；除设备内壁需要定期清理灰尘之外，精密部件处由于较难清理，也会成为“藏污纳垢”的场所。对此，我们在进行隐形部件定期检查时，也需要对内部灰尘进行处理。仪器长期工作一般一个月要常规清理一次，三个月必须彻底清理一次。否则会影响降雨测量的精确度，应确保其性能的稳定性与器口的完好性。

5.总结

DZZ4自动气象站各类仪器在日常运行中虽然有很好的运行效果，但是它也容易因外界因素和长时间不维护或维护不当而出现一些故障问题。通过对DZZ4型自动气象站仪器的工作性能及常见的故障原因进行了分析和研究，解决了一些简单易处理的问题，保证了新型气象站各类仪器能够更好的为气象领域的科研、气象预警预报、防灾减灾、气象服务以及为当地的牧民群众生产生活服务。

参考文献

[1]于尧. DZZ4型自动气象站仪器维护维修[J]. 科技新时代, 2018(6).

[2]和云杰. DZZ4新型自动气象站日常运行故障应对处理[J]. 科技中国, 2018(2).

[3]郑小鑫. 新型自动气象站常见仪器故障及维修维护[J]. 科学与技术, 2020(5).

[4]张立江. 新型自动气象站仪器设备常见故障维修维护[J]. 防护工程, 2017(22).

作者姓名：窦花（1974.12），女，汉族，青海省西宁市湟中区人，本科学历，工程师，从事综合气象观测工作。