區(qū)域自動(dòng)氣象站常見故障分析與排除

陸霞，陳劍兵，王柱邦

（柳城縣氣象局，廣西柳州　545299）

區(qū)域自動(dòng)氣象站常見故障分析與排除

陸霞，陳劍兵，王柱邦

（柳城縣氣象局，廣西柳州545299）

對(duì)柳城34個(gè)區(qū)域自動(dòng)站運(yùn)行情況進(jìn)行分析，找出雨量設(shè)備、供電設(shè)備、通訊系統(tǒng)、采集器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器等器材容易出現(xiàn)的故障，并提出排除故障的方法，以供維修人員參考使用。

區(qū)域自動(dòng)站；故障；分析；排除

自2006年以來，柳城縣氣象局在縣人民政府的大力支持下，分三個(gè)批次在12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、中小型水庫(kù)及地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)建設(shè)安裝了34個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站，觀測(cè)要素主要有雨量、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和氣壓，均以GPRS的方式傳輸?shù)絽^(qū)局氣象信息中心站服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)全區(qū)氣象資料共享。區(qū)域自動(dòng)站的建設(shè)使用，基本實(shí)現(xiàn)了氣象要素的動(dòng)態(tài)連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大大提高了大風(fēng)、降雨、高溫、內(nèi)澇、干旱等天氣災(zāi)害在中小尺度范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)能力，在防汛抗旱等決策氣象服務(wù)中發(fā)揮重要作用。但區(qū)域自動(dòng)站均安裝在野外，很易受到人為因素和自然災(zāi)害的影響，最終影響到測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和及時(shí)率［1-2］。為使區(qū)域自動(dòng)氣象站充分發(fā)揮應(yīng)有作用，本文統(tǒng)計(jì)分析柳城縣34個(gè)區(qū)域自動(dòng)站自安裝運(yùn)行以來出現(xiàn)的故障，并對(duì)故障進(jìn)行分析，提出排除故障的方法。

圖1　柳城34個(gè)區(qū)域自動(dòng)站自建設(shè)投入使用至今出現(xiàn)的故障統(tǒng)計(jì)表

1　柳城區(qū)域自動(dòng)站故障情況分類統(tǒng)計(jì)

為找出區(qū)域自動(dòng)站常見的共性問題，探討排除故障方法，所以有必要對(duì)故障情況進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

由上圖可以看出，柳城區(qū)域自動(dòng)站雨量設(shè)備出現(xiàn)故障率最高，其次是電池失效，通訊設(shè)備出現(xiàn)故障率為第三，采集器出現(xiàn)故障率最低。

2　故障情況分析與排除方法

2.1雨量設(shè)備故障

雨量設(shè)備常見故障：有降水無數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與實(shí)況偏差較大，無降水有數(shù)據(jù)。從這幾年維護(hù)情況看，雨量器堵塞、干簧管損壞、線纜破損等出現(xiàn)故障最多。

故障排查：（1）有降水無數(shù)據(jù)，首先查看雨量筒和翻斗有無堵塞，如果堵塞，清理堵塞物即可得到解決并及時(shí)恢復(fù)；如果不是堵塞，則用量杯量少量清潔水向漏斗緩緩加入，觀察翻斗翻轉(zhuǎn)是否正常，有無卡住現(xiàn)象，如果翻斗翻轉(zhuǎn)正常，則擰下雨量傳感器上兩個(gè)接線柱的接線，將萬用表調(diào)到電阻檔，用兩表筆對(duì)應(yīng)顏色接到接線柱上，手工翻動(dòng)翻斗，查看萬用表顯示數(shù)據(jù)，如果無數(shù)據(jù)說明干簧管已經(jīng)損壞，需更換干簧管。（2）雨量數(shù)據(jù)與實(shí)況偏差較大，翻斗長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械翻動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生誤差，這時(shí)需要注意調(diào)整雨量定位螺絲。調(diào)整的方法是：螺絲往外旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)增加，螺絲往里旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)會(huì)減小，螺絲每旋轉(zhuǎn)一圈，差值改變3%［3-4］。調(diào)整螺絲后用雨量校準(zhǔn)儀分別進(jìn)行大雨強(qiáng)和小雨強(qiáng)校準(zhǔn)，直至雨量誤差值在允許有效范圍內(nèi)。（3）無降水但有雨量數(shù)據(jù)，此類故障一般是受外界因素導(dǎo)致，碰震或人為破壞加水造成，也有可能是雨量傳感器到采集器的線路出現(xiàn)短路導(dǎo)致，該故障需要維修人員綜合分析判斷，如果是線纜破損造成短路，則更換線纜可解決問題。

2.2供電設(shè)備故障

供電系統(tǒng)由兩部分組成：一部分為太陽(yáng)能板的輸出電壓，一部分為蓄電池。故障情況：電池電量耗盡、太陽(yáng)能板損壞、電源控制器損壞。電池電量耗盡，有2個(gè)主要原因：一是電池老化；二是長(zhǎng)時(shí)間陰雨天氣或者是區(qū)域站的太陽(yáng)能板采光受周圍環(huán)境影響，太陽(yáng)能板不能及時(shí)給電池充電，導(dǎo)致電池過度放電，縮短使用壽命。檢查時(shí)首先用萬用表電壓檔測(cè)量太陽(yáng)能板的輸出電壓是否正常，再測(cè)量蓄電池的電壓是否為正常值。如果儀器設(shè)備白天運(yùn)行正常，晚上不正常，很大程度是由于蓄電池電壓過低導(dǎo)致供電不足，需更換電池［5］。在電池和太陽(yáng)能電壓均正常的情況下，接著檢查電源控制器和主板是否完好無損。

2.3通信系統(tǒng)故障

通信系統(tǒng)由通信模塊、SIM卡和發(fā)射天線組成。當(dāng)監(jiān)控不到區(qū)域自動(dòng)站在線、數(shù)據(jù)經(jīng)常逾限或缺測(cè)時(shí)，通常是由供電系統(tǒng)或通信系統(tǒng)故障導(dǎo)致。如果供電系統(tǒng)正常，仍監(jiān)測(cè)不到設(shè)備在線，則需首先考慮檢查SIM卡好壞情況［6］。

首先觀察信號(hào)燈閃爍情況，如果信號(hào)燈一直不停閃爍，把SIM卡取出，用橡皮擦擦拭SIM卡上的金屬接觸點(diǎn)，然后把SIM卡放回模塊中，如果能上線，說明SIM卡表面被氧化導(dǎo)致故障。如果信號(hào)燈正常，仍收不到數(shù)據(jù)，再檢查SIM卡是否欠費(fèi)或損壞［7］，如果不是，則把SIM卡放入自帶的手機(jī)中，然后撥打電話或者上網(wǎng)，如果通話信號(hào)斷續(xù)或無法打開網(wǎng)頁(yè)，說明區(qū)域站周邊環(huán)境信號(hào)太弱，應(yīng)撥打移動(dòng)公司服務(wù)電話10086進(jìn)行故障投訴，如果信號(hào)正常，說明通訊模塊有問題，需更換通訊模塊。

2.4風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障

風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障表現(xiàn)在：有風(fēng)時(shí)風(fēng)向長(zhǎng)時(shí)間保持某一方位，風(fēng)速變化正常，有風(fēng)時(shí)風(fēng)速為0或顯性錯(cuò)誤［8-9］。導(dǎo)致故障原因可能是連接端子接觸不良；線路接頭進(jìn)水短路、風(fēng)橫臂或風(fēng)杯被植物藤蔓纏繞，導(dǎo)致風(fēng)杯、風(fēng)向標(biāo)被卡死或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。解決方法：首先檢查線路到采集器端子連接情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)修復(fù)。然后萬用表檢測(cè)傳感器供電電壓應(yīng)是否隨著風(fēng)速風(fēng)向變化而相應(yīng)改變，如果都正常，則是主板問題。故障實(shí)例，2013年6月18日柳城華僑農(nóng)場(chǎng)自動(dòng)站極大風(fēng)速73米/秒，這明顯是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，故障原因是老鼠咬斷線纜造成短路；2015年8月16日至23日東泉鎮(zhèn)風(fēng)向風(fēng)速長(zhǎng)時(shí)間保持為0不變。故障原因是，植物藤蔓纏繞，使風(fēng)杯和風(fēng)向標(biāo)無法轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.5溫濕度傳感器故障

當(dāng)監(jiān)控到溫度、濕度數(shù)據(jù)顯性錯(cuò)誤或與鄰近站差異特別大時(shí)，多數(shù)情況是插頭進(jìn)水［10］、電纜線接觸不良，也有可能是線纜被老鼠咬斷導(dǎo)致短路。故障實(shí)例，柳城伏虎華僑農(nóng)場(chǎng)2015年6月10日溫度顯示為-50℃，濕度為2%。排除方法：首先檢查傳感器的連線與采集器連接是否正確牢固，線纜有無破損，如果連接正常無破損，則用萬用表電阻檔來測(cè)量電阻值來計(jì)算溫度是否符合當(dāng)前天氣的溫度，如果無法排查故障時(shí)，只能更換傳感器來恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行。

2.6采集器故障

從柳城故障統(tǒng)計(jì)情況看，采集器出現(xiàn)故障率最少，多數(shù)情況是采集器上的主板損壞。目前縣級(jí)維護(hù)技術(shù)人員無法修復(fù)，只能更換新的采集器主板。

3　結(jié)語(yǔ)

區(qū)域自動(dòng)站的維護(hù)與管理工作是個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，因此在做好區(qū)域自動(dòng)站日常維護(hù)工作外，還需加強(qiáng)相關(guān)原理知識(shí)學(xué)習(xí)，工作中不斷積累檢驗(yàn)［11］，為日后開展維修工作打好基礎(chǔ)。另一方面，積極探索區(qū)域自動(dòng)站社會(huì)化保障實(shí)施方案，盡快解決與日俱增維護(hù)任務(wù)與基層業(yè)務(wù)人員短缺的矛盾，也是充分發(fā)揮區(qū)域自動(dòng)站應(yīng)有作用的最終目的。

［1］王幫能，陳鑫，龍中亞.區(qū)域自動(dòng)氣象站故障原因分析及檢測(cè)方法［J］，安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，19（7）：157.

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Common-trouble analysis and removal of regional automatic weather station

Lu Xia，Chen Jian-bing，Wang Zhu.bang
（Liucheng County Meteorological Service，Liuzhou Guangxi 545299）

Based on analysis on the running situation of 34 regional automatic station operations in Liucheng county，the common faults of rainfall equipment，power supply，communication system，collector，wind speed sensors，temperature and humidity sensor and other equipments were found out to put forward the method of troubleshooting and some

for the maintenance personnel.

regional automatic weather station；trouble；analysis；removal

P415.1

A

1673-8411（2015）03-0078-03

2015-05-11

陸霞（1975-），女，工程師，來賓人，主要從事縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)工作。