区域自动气象站的技术保障及维护探讨

黄宇霆 刘小龙 钟金莲

区域自动气象站的技术保障及维护探讨

黄宇霆1刘小龙2钟金莲1

（1.长沙市气象局 湖南长沙 410205 2.浏阳市气象局 湖南长沙 410300）

区域自动气象站作用日益突出，随着多要素区域自动气象站的建成投入，后续的管理、维护及故障排除等成为热点问题。本文通过对长沙市区域自动气象站运行以来常见的故障维修进行总结和分析，以为区域自动气象站的运行维护管理提供参考。对此，本文首先介绍了自动气象站的结构，然后对自动气象站的技术保障及维护进行了分析，并对自动气象站日常检修维护管理工作对策进行了探讨。

区域自动气象站；技术保障；维护

1 引言

区域自动气象站（以下简称自动气象站）是根据中小尺度灾害性天气预警、大中城市、特殊地区和专属经济区的气象和环境预报服务需要，为提高全国中小尺度天气监测和临近预报的水平和能力，并应当地经济社会发展需要而建设的地面气象观测站。2005年以来，在长沙市人民政府的大力支持下，气象局在各乡镇、中小型水库及地质灾害易发区均建有自动气象站站点。到目前为止，已经建了212个多要素自动气象站，经过安装调试已正式投入业务运行。为了保障自动站的正常运转以及数据的正常传输，满足汛期预报水平的需求，增强对中小尺度灾害性天气的监测预警能力，尤其在防汛抗旱、为新农村建设服务等气象服务中发挥的重要作用。与此同时，自动气象站的故障率也在不断升高，维护保障难度越来越大，因此，对自动气象站的技术保障及维护措施进行探讨，具有十分重要的现实意义，对于保障自动气象站正常运行至关重要。

2 自动气象站的结构

自动气象站的系统结构形式如图1所示，首先，由供电系统给采集器提供输入电源，然后由气压、气温、湿度、风速、风向、雨量等传感器向采集器传递信号，采集器主要负责对信号进行处理，并且将信号进行处理后传递到通讯单元中，由通讯单元上传中心站。

图1 自动气象站系统结构

3 自动气象站的技术保障及维护

3.1 通信模块单元故障

当自动站监控软件上显示所有数据缺测时，首先检查通讯故障，一般出现在SIM卡上，可以往这个SIM卡上打电话或把SIM卡放到有GPRS上网的手机上往别的手机上发短信，看卡是否正常通讯，有没有停机的现象。大部分站的SIM卡为了防止语音电话干扰，已申请关闭语音业务，可以通过回应的提示音来判断当地信号、是否欠费和设备供电是否正常等情况。当语音提示“您呼叫的用户已关机”，说明通信模块供不上电，可能是太阳能电池板、充电控制器故障，造成蓄电池电压过低或损坏；通讯模块和SIM卡损坏，也会出现这种情况。如果SIM卡是正常通讯的，供电系统也是正常的话，可能是通信模块被关闭，通过打电话被激活，如果还是不行的话，重启下采集器才能激活通信模块。

3.2 气压传感器保障与维护

真空膜盒指的是一种敏感性较高，且比较精细的部件，气压传感器是自动气象站中十分重要的组成构件，因此必须加强对于气压传感器的日常维护和检修。通常情况下，在对气压传感器进行保障和维护工作中，可以将周边拔海高度接近站点所得数据与自动气象站气压传感器所得测量数据进行比较分析，经过对比后，如果差异较大，则说明气压传感器存在故障问题。在对气压传感器进行维护管理工作中，必须在无电的情况下进行，避免在维护过程中对气压传感器构成损伤，同时还需要对各个供电线路以及数据传输线路能否正常传输进行检查。

3.3 风速风向传感器保障与维护

三杯感应器是风速风向传感器中十分重要的组成部分，其在日常使用中一般都暴露在室外环境下，随风摇摆，容易出现腐蚀、老化、磨损等问题，在风向方面的故障一般表现为测量结果与实际情况不符合，或者在测量结果中，缺少风向方位的记录；在风速方面的故障一般表现为测量值为零，或者与实际情况不符。在对风速风向传感器进行日常检测过程中，不仅需要检查供电线路是否出现接触不良或者断线故障，而且还需要采集各个部件的实际工况。如果在日常检修过程中，发现线路老化问题，则应该及时更换供电线路以及传感器部件。

3.4 雨量传感器保障与维护

在自动气象站中，雨量传感器的故障发生几率最高，与此同时，雨量传感器的故障问题也最容易检测得到。如果观测数据与实际降水量偏差比较大，则就能够说明雨量传感器具有故障问题。常见雨量数据异常及故障排除：①雨量数据明显和附近站点雨量数据不符；数据通讯正常，但雨量数据明显偏大或偏小，可能有以下原因造成：a.雨量筒或漏斗堵塞，导致雨量数据不准确。b.采集器雨量通讯问题，导致采集器计数不准确。c.电容损坏，导致雨量数据不准确。②没有雨量数据，要检查以下几个方面：a.检查线路连接是否正常。b.用万用表测量雨量筒的干簧管是否正常。c.采集器雨量通讯问题，导致采集器无法计数。

雨量传感器在实际使用过程中长期受到雨水侵蚀作用，因此，传感器内部接线容易发生故障问题，对此，可以采用万用表进行检测。另外，传感器线路问题也较为常见，一旦发生传感器线路问题，就会造成较大测量偏差，对此，需要及时更换，在日常维护过程中加强对于线路的检查，并及时采取有效措施进行处理。

3.5 温度湿度传感器的技术保障与维护

湿度传感器是电容器，其介质为一种特殊的有机材料，具有能够透过水汽的特性，在温度湿度传感器的实际应用中，其能够通过计算机计算透过的水汽量，从而反映出电容器的电容变化情况，据此就可以得出大气湿度的实际变化情况。湿度传感器的主要部件是电容器，因此，在对温度湿度传感器进行故障排查时，必须在断电情况下进行，并且对供电线路以及数据传输线路进行检查，检查是否有接触不良或者断路问题，然后采取有效措施进行解决，同时，还需要根据部件损坏情决定是否需要更新度传感器件。

温度传感器在制作方面利用了金属导电性的特性，由于铂金属的温度与通电情况下的电阻值为正比关系，因此，在温度传感器的制作方面，一般可以采用铂金属进行制作。现如今，外界所测温度越来越高，铂金属的导电性逐渐降低，电流降低能够放映出温度上升情况。通常情况下，气象自动站温度传感器的故障问题一般为没有测量值或者测量结果为负，在对故障问题进行检测时，可以对线路的连接情况进行检测，同时，还需要对电线插头的连接情况进行检查。

4 自动站的日常维护管理及注意事项

4.1 自动气象设备档案化

所谓档案化是指把所建成的各自动气象站的使用年限、运行情况、每个站故障出现的次数及日期，详细进行登记，包括每次的故障现象和处理情况都要一一进行记载。

4.2 维护保障属地化

对于各类自动气象站，需要根据其安装的地理位置，判断其属于哪个气象局，然后由这一气象局负责日常维护，并且对各自动气象站进行月、年的巡检和维护，定期擦洗，在巡检过程中如果发现故障需要更换传感器等配件的及时更换，不得超过24h，保证现用仪器技术装备的安全正常运行，杜绝使用带病和超检仪器。

4.3 制度和技术人员完善

为了有效提高自动气象站工作人员的技术水平，应该定期组织运行维护技术人员进行专业培训，同时，还需要建立并完善自动气象站维护制度，确保责任到人，提高气象监视数据的准确性和完整性。另外，还需要不断提升自动气象站维护人员的认识，明确意识到对自动化气象站进行维护管理的重要性，认真对待日常维护管理工作，这样才能够保障气象站系统的正常运行。

4.4 日常维护

①检查采集器。外观箱体有无明显损坏现象，打开箱体，看主板和通讯模块的指示灯亮情况和闪烁情况：采集器正常运行时，主板上的运行指示灯每秒闪烁一次。通讯模块的指示灯一般是PWR常亮，NET灯在有手机信号时常亮，DATA在数据进行通讯时会闪。②用万用表检查电源箱电源电压是否充足，检查太阳能电池板充电模块的灯亮情况。③维护百叶箱及温湿传感器。维护时清扫百叶箱内的灰尘。查看湿度传感器头部滤纸，若滤纸污染严重应更换新的滤纸。④观察风向、风速传感器是否转动灵活。例如：有一批风速风向传感器启动风速较大，在小风速情况下几乎不转动。因此要及时更换启动风速过大的风速风向传感器。在冰雹发生后，要及时前往站检查冰雹有无打坏风速风向传感器，若受损要及时更换。⑤每次维护时，要清理一下雨量筒，清除尘土、沙石、虫网等，还要检查一下雨量器是否水平。⑥观察探测环境有无改变，周围有没有新增较大影响的干扰源。

5 结束语

综上所述，在自动气象站的实际运行过程中，由于受到多种因素的影响，可能会出现各类问题，对此，为了保障自动气象站的正常运行，必须将故障预防和故障处理相结合，对各类问题进行初步判断，加强故障排查和检修，严格根据自动气象站维护维修基本程序和方法进行故障处理，提高自动气象站的数据传输及时率和数据传输准确率，确保气象资料能够发挥作用。

[1]王锡芳，李国晋.自动气象站技术保障体系的探讨[J].气象水文海洋仪器，2010（03）：70～72.

[2]刘润梅.自动气象站的技术保障及维护[J].北京农业，2014（21）：36～37.

[3]李存千.自动气象站的技术保障及维护[J].科技风，2014（11）：256.

P415.1+2

A

1004-7344（2016）27-0261-02

2016-9-10

黄宇霆（1982-），男，助理工程师，本科，大气科学学士学位，主要从事气象装备保障工作。