区域自动气象站常见故障的维修

崔一民　景东平

摘 要：根据区域自动气象站的维修实例，分别从区域自动气象站的电源、传感器、通讯传输等方面，总结了区域自动气象站的常见故障和维修方法，对提高基层气象维护人员的维修水平具有一定参考价值。

关键词：大气探测；区域自动气象站；故障维修；检测

中图分类号：P415.1+2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0041-02

临汾市在2005年开始建设区域站，随后在全市的17个县、市快速推广，现已覆盖全部乡、镇，部分旅游景点和企业，目前共建成区域站220个，大部分为华云CAWS600-RT型。CAWS600-RT型自动气象站由北京风云高科研制开发，能在无人值守的野外获取所在地区的部分气象要素（比如雨量、温度、风向、风速、湿度、气压等），并通过GPRS通信模块将其发回中心站，实现了远程获取各区域站的气象要素。自投入运行以来，各种设备故障直接影响了我局的大气探测质量。为了提高探测质量，我局近年来实行县、市两级维修，因此，对区域站常见故障的快速判断和排除是基础业务人员必需掌握的技能。

区域站常见故障一般体现为电源故障、通信传输故障和传感器故障三大类，下面分类叙述。

1 电源故障

加电后电源指示灯（绿灯）和信号指示灯（红灯）无任何反应，也无法启动机器，即为电源故障。正常状态下12 V站蓄电池的电压为13.8 V，6 V站蓄电池的电压为6.7 V。如果12 V站蓄电池的电压<11.1 V，6 V站蓄电池的电压<5.1 V，将导致设备无法开机，需更换相同型号的蓄电池。如果在连续数日光照不足的情况下，某站23：00至次日7：00的数据缺测，这表明该站蓄电池的容量已严重不足，应及时更换蓄电池。这是变被动维修为主动维修，把故障消灭在萌芽状态的方法，以便提高测报质量。

1.1 维修方法

一般在更换蓄电池后，设备即可恢复使用，但并不表示电源系统正常，还应检查太阳能光板和充电电路的工作状态，具体方法如下。

12 V供电区域站的电源系统由太阳能光板、蓄电池、充放电控制器组成。其中，太阳能光板担负着蓄电池充电的任务，充放电控制器则能起到过充电保护和深放电保护的作用。如果断开太阳能光板和充放电控制器的连线，侦测太阳能光板的空载电压，阳光充足时应大于20 V，无阳光时应大于17 V，否则，说明太阳能光板能效较低；如果连接太阳能光板和充放电控制器的连线，太阳能光板的电压如果略大于蓄电池的电压，说明太阳能光板充电正常。

6 V供电区域站的电源系统由太阳能光板、蓄电池、DY-07组成。其中，DY-07能起到太阳能充电控制和电源稳压输出的作用，DY-07损坏后将造成设备无法充电或无法开机。其检查方法是：在阳光充足时，正常开机后，拔出蓄电池供电线，观察采集器是否还能正常工作。如果能正常工作，表明太阳能光板和DY-07工作正常，连接电池连接线，维修结束；如果采集器不能正常工作，表明太阳能光板或DY-07已损坏，无法给蓄电池充电，应逐步排查损坏原因，否则将会出现蓄电池连续用尽的状况。

1.2 电源故障维修实例

实例1：我市尧都区巨河水库、乡宁关王庙五要素区域站曾出现在更换12 V蓄电池后，时隔超过20 d，电池再次出现用尽的现象。经检测后发现，原因是太阳能光板能效较低，更换

后故障彻底排除。

实例2：乡宁县西坡乡、蔚庄四要素站在12：00后出现数据缺测的现象，现场实测蓄电池的电压为14.9 V。经过分析，原因是控制器过充保护电路失效引起电压过高，进而启动设备过压保护而关机，更换控制器后故障排除。

实例3：浮山东王两要素站更换蓄电池后能正常开机，但断开电池采集器便会关机。经检查发现，DY-07的太阳能输入端反向电流保护的二极管烧断，造成无法充电，更换后仪器恢复正常。

2 通信传输故障

这类故障一般分为数据无法上传和数据传输不完整。

2.1 数据无法上传

导致数据无法上传的原因分为以下几点：①SIM卡欠费。一般出现在每月月初，我市现已实行综合行业套餐业务，排除了此类状况的人为因素。②SIM卡损坏。将SIM卡装入手机，如果不能发彩信或上网，说明SIM卡已损坏，应到移动公司复制换卡（在当地其他手机能上网的情况下）。③无GPRS信号。如果区域站当地的所有手机都不能发彩信或上网，应与移动公司联系或更换联通SIM卡。④排除上述因素后仍无法正常传输，就需要换采集器或通信模块。

2.2 数据传输不完整

数据传输不完整是指区域站与中心站的连接不稳定且时率低。这类故障的原因复杂，且维修较困难，一般缺报不严重或不是每天都缺时可不用维修，但严重时就应认真、耐心地排查原因。导致其连接问题的主要原因有：①天线、SIM卡接触不良和SIM卡损坏（最好用替代法）；②移动GPRS信号衰减，联系移动公司实地检测或更换联通SIM卡；③排除上述因素后仍无法正常传输，说明本站附近有干扰源，应考虑迁站。

2.3 传输故障维修实例

实例1：古县陈香村、霍州马刨泉四要素站多次联系移动检测信号、更换采集器均无法正常传输，更换联通公司的SIM卡后通信至今保持正常。

实例2：蒲县薛关镇、洪洞明姜镇两要素站在较长时期内通信传输一直不稳定，采取更换天线、采集器和不同通信运营商的SIM卡都没有效果的情况下，在维修车上增加了一台临时区域站，发现维修车凡是进入故障站点附近的区域，其采集器的各个网络指示灯就会脱网频闪，说明有干扰源存在，只能考虑迁站。迁站后，该站设备运行恢复正常。

3 传感器故障

3.1 传感器故障概念及维修

传感器故障是指因各种传感器（比如雨量筒、温度器、风向、风速仪等）损坏和失常造成的数据失真或缺漏现象。

只要认真、按时对各类传感器进行清洗、鉴定、维护，就能极大减少这类故障的发生。修理时，应本着“先易后难”的原则，检查传感器和采集器的连接线是否短路、断路、松动或接触不良。如果排除上述问题后仍无法正常工作，则应考虑更换新的传感器。

3.2 传感器故障维修实例

实例1：洪洞三焦区域站的温度异常偏高。经现场调查，温度表和采集器连接的四芯插排歪斜、松动，插好后温度恢复正常。原因为前一次维护时，因插、拔雨量线动作碰触到了温度线，导致了其连接不良。

实例2：霍州大张生态园四要素站的风向数据不变化。最初故障的原因被认定为风向传感器损坏，便直接放倒风杆，更换了传感器，结果故障并没有排除。紧接着检查了传感器和采集器的连接线是否被氧化，在清洁、紧固连接线后仪器恢复正常。教训是违背了“先易后难”的原则，使维修难度加大，维修工作走了弯路。

实例3：雨量异常大或无降水也产生雨量的情况。这是典型的雨量筒内的干簧管因热胀冷缩破裂所致，因为干簧管破裂后接点簧片无固定支撑，当磁钢扫描或有风扰动时，干簧管将出现颤动，更换干簧管即可恢复正常。

实例4：雨量有微小误差的情况。出现这种故障一般是由雨量筒的计数偏差、计量漏斗脏污或翻转有阻力所致，认真清洗雨量筒后就能排除。切忌不清洗就进行计量鉴定调整，这样会适得其反，使问题更加复杂。

4 区域站的防雷措施

区域站大多位于空旷的高处，遭受雷击的概率极大，且区域站又属于微电子设备，所以在仪器安装时必须将防直击雷接地和设备接地分开（地下间隔应大于3 m），避雷针引下线不可在风杆内穿过。要沿拉线接入防直击雷接地，并和风杆保持高度绝缘，防直击雷接地的电阻应小于10 Ω。设备接地也应有专用接地，保证静电泄防和设备屏蔽。

防雷措施实例如下。

实例1：洪洞三焦区域站的仪器安装在三楼楼顶，防直击雷接地和设备地共用，并且与大楼的其他接地连接，设备经常发生传输异常，且采集器无端损坏。为避雷针单独做了接地后故障排除。

实例2：汾西太阳山四要素站因在冬天安装仪器，未能及时做防雷措施，安装后第二年发生了温度过高的故障，原因是采集器遭雷击而损坏。

实例3：大宁太古乡四要素站发生了温度过高和无雨量故障，原因是迁站后没有做防直击雷接地，因雷击而导致采集器上温度接入端的IC电路烧坏，雨量筒的干簧管烧毁。

5 结束语

随着自动气象站业务的不断拓展，自动气象站的故障种类也不断增多，故障的判断和处理也更加复杂，但只要掌握了故障判断和处理的基本思路和一些常规依据，加之在工作中不断积累新的经验，排除故障的速度就会不断加快，故障的判断和处理也会越来越简单。同时，应注意建立、完善技术档案，为故障的判断和处理提供重要的参考依据，还要加强自动气象站的备件库建设，以节约检修时间。在日常工作中，要注意加强自动站和相关设备的保养、维护，经常检查自动站相关设备的运行状态，做到防患于未然，减少自动站故障出现的概率，以确保自动站的正常运行。

参考文献

[1]李黄著.自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2007.

[2]申国华，李计萍，张建玲.区域自动气象站维护与常见故障维修技术总结[J].中国科技博览，2009（20）.

[3]张燕林，吴科，王静梅，等.区域自动气象站工作原理及故障维修方法[J].现代农业科技，2012（05）.

[4]刘岩，马辉.区域自动气象站常见故障分析及处理[J].山东气象，2011（03）.

〔编辑：张思楠〕