韓瑩 HAN Ying；劉進(jìn)LIU Jin；王維 WANG Wei；劉艷 LIU Yan

（①咸陽市氣象局，咸陽712000；②陜西省旬邑縣氣象局，旬邑711300）

0 引言

隨著氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，自動氣象站以其準(zhǔn)確、快捷、觀測數(shù)據(jù)量大、人力投入少等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、環(huán)保、水文、交通、航空等部門。自動氣象站在提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度方面都有很大優(yōu)勢，但這些觀測數(shù)據(jù)的獲取都是基于自動氣象站正常運(yùn)行的前提下。因此，保證自動氣象站的正常運(yùn)行就成為各行各業(yè)及氣象觀測站工作的主要任務(wù)。為提高自動氣象站觀測質(zhì)量，保障自動氣象站正常運(yùn)行，筆者根據(jù)自己多年來的工作經(jīng)驗(yàn)對自動氣象站的日常維護(hù)及常見故障判斷處理進(jìn)行總結(jié)歸納，以供同仁參閱。

雖然現(xiàn)有多種自動氣象站，但是基本都是由傳感器、采集器、系統(tǒng)電源以及通信接口和外圍設(shè)備等組成。筆者現(xiàn)以CAWS600型地面監(jiān)測自動氣象站為例，全面介紹自動氣象站的日常維護(hù)及常見故障判斷處理。

1 自動氣象站的日常維護(hù)

1.1 供電系統(tǒng) 供電系統(tǒng)是為整個自動氣象站提供電源保障的核心，應(yīng)具有很高的穩(wěn)定性、安全性和良好的抗干擾能力。氣象觀測臺站一般使用12V直流電源為自動氣象站供電，同時配有12V免維護(hù)蓄電池（UPS）及油機(jī)發(fā)電作為后備電源。在維護(hù)時，每月要查看臺站配電箱一次，每周檢查室內(nèi)給采集器供電的接線板是否正常，電線有無發(fā)熱現(xiàn)象；每周檢查采集器的供電電源是否正常，發(fā)現(xiàn)隱患及時排除；每周將發(fā)電機(jī)開啟一次，檢查運(yùn)行是否正常，定期檢查發(fā)電機(jī)燃油的儲備情況；自動站供電UPS負(fù)載總功率不能大于UPS額定功率的70%，使用環(huán)境要求清潔、少塵、干燥，使用溫度不要超出15℃～30℃這個范圍；不要把磁性物體放在UPS上面，否則會導(dǎo)致工作不正?；驌p壞機(jī)器。使用時應(yīng)首先給UPS供電，使其處于旁路工作狀態(tài)，然后再逐個打開負(fù)載，關(guān)機(jī)順序是開機(jī)順序的逆過程，首先逐個關(guān)閉負(fù)載，再將UPS關(guān)閉；每2～3個月，人為地放一次電，這樣可以延長蓄電池的使用壽命，放電過程應(yīng)嚴(yán)格按照UPS操作手冊進(jìn)行。

1.2 傳感器 定期對自動站各傳感器進(jìn)行檢查。氣壓傳感器主要檢查通氣孔是否暢通；溫濕度傳感器主要檢查數(shù)據(jù)傳輸線是否連接牢固（禁止手觸摸濕敏電容）；風(fēng)向、風(fēng)速傳感器主要檢查轉(zhuǎn)動是否靈活，尤其在秋冬季節(jié)降雨、雪后濕度大氣溫低的情況下風(fēng)杯容易被凍住，遇到此類情況應(yīng)及時檢查并處理，以減少對原始記錄造成的不完整；雨量傳感器主要檢查過濾網(wǎng)，其上易被灰塵、小蟲、泥沙等異物堵塞，應(yīng)及時清除承水器濾網(wǎng)上的雜物（入口濾網(wǎng)可取下清洗），特別要注意保持節(jié)流管的暢通；地溫傳感器的檢查包括淺層地溫傳感器與深層地溫傳感器，每日查看地面溫度傳感器和淺層地溫傳感器的埋設(shè)情況，保持地面溫度傳感器一半埋在土內(nèi)，一半露出地面，擦拭沾附在上面的雨露和雜物，淺層地溫安裝支架的零標(biāo)志線要與地面齊平，地溫地段要保持疏松、平整、無草，雨后及時疏松；深層地溫管內(nèi)要防止進(jìn)水，若發(fā)現(xiàn)有積水，用頭部縛有棉花或海綿的竹竿插入管內(nèi)吸干水分，如果套管內(nèi)經(jīng)常積水，則應(yīng)當(dāng)檢查原因并進(jìn)行維修。

1.3 采集器 數(shù)據(jù)采集器作為自動氣象站的核心，具有數(shù)據(jù)采集、處理、儲存以及傳輸?shù)墓δ?。一般情況下無需日常維護(hù)，可定期用毛刷清理采集器上的灰塵，保持采集器的整潔，內(nèi)外干凈、干燥，上面無覆蓋物，不要帶電插拔各種接線端子，不要帶電撤換或安裝傳感器。采集器機(jī)箱內(nèi)有一工作狀態(tài)指示燈，指示燈運(yùn)行是否正常關(guān)系到整個自動站的運(yùn)行，正常狀態(tài)下紅色指示燈為閃爍狀態(tài)，間隔為3秒，為了防止一些不可避免的故障發(fā)生我們可根據(jù)狀態(tài)判斷：

①狀態(tài)燈不亮。檢查供電系統(tǒng)，正常情況下是直流12V，若電源系統(tǒng)無輸出，打開機(jī)箱檢查時最好關(guān)閉開關(guān)、斷開交流電源線。若指示燈指示有輸出，而采集器沒電，可能是輸出線上的輸出保險管被燒造成的。

②自動站與采集器的連接。在自動站監(jiān)控軟件的右上方有4組指示燈：依次為網(wǎng)絡(luò)主通道、網(wǎng)絡(luò)輔通道、自動站狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)。其中網(wǎng)絡(luò)主通道和網(wǎng)絡(luò)輔通道指示燈綠色表示通道為聯(lián)通，紅色為通道不通；自動站監(jiān)控軟件和采集器的工作狀態(tài)可通過自動站狀態(tài)指示燈進(jìn)行表示：紅燈—監(jiān)控軟件與采集器不能或沒有掛接；黃燈——監(jiān)控軟件與采集器處于通信狀態(tài)；綠燈——監(jiān)控軟件沒有對采集器進(jìn)行操作，處于空閑狀態(tài)。系統(tǒng)狀態(tài)指示燈表示監(jiān)控軟件的運(yùn)行狀態(tài)，在軟件運(yùn)行過程中，如果能夠正確讀取臺站的參數(shù)，則該燈呈現(xiàn)紅、橙閃爍，否則一直是紅色。為了保證能夠正常的采集并傳輸數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)時常注意這些指示燈的狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)采集器數(shù)據(jù)異常時，及時復(fù)位采集器，如果還不能解決，在清空采集器內(nèi)存，如果清空并重啟后仍舊不能夠解決問題，那么就應(yīng)當(dāng)及時上報維修或更換。

1.4 數(shù)據(jù)處理微機(jī)的安全性和數(shù)據(jù)的安全備份 自動氣象站配套的微機(jī)有數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)傳輸、編發(fā)報文等功能，其安全性十分重要，同時也要做好數(shù)據(jù)的多重安全備份工作。

1.4.1 業(yè)務(wù)用機(jī)的安全管理 自動站業(yè)務(wù)專用計(jì)算機(jī)保證安全使用最重要的還是要嚴(yán)格管理，嚴(yán)格執(zhí)行各類業(yè)務(wù)規(guī)章制度，做到業(yè)務(wù)用機(jī)專機(jī)專用，嚴(yán)禁無關(guān)人員用機(jī)；使用的U盤、軟盤、光盤保證無毒；與互聯(lián)網(wǎng)隔離，安裝最新的殺毒軟件并及時升級，在計(jì)算機(jī)上做到三慎重：慎重刪除文件、慎重改動數(shù)據(jù)、慎重更改時間。

1.4.2 自動站數(shù)據(jù)的安全備份 自動站數(shù)據(jù)備份的方式很多，我們可根據(jù)實(shí)際需要選擇最有效的方式來保證氣象資料的及時備份，臺站可根據(jù)實(shí)際情況，選擇多種、多重?cái)?shù)據(jù)備份方式。每個臺站最基本要做到：每天U盤備份及本機(jī)異機(jī)備份、每月移動硬盤備份、每年刻錄光盤備份，做到多重備份，確保觀測數(shù)據(jù)的安全性。

2 硬件故障的判斷處理

硬件設(shè)備出現(xiàn)故障會導(dǎo)致整個或部分系統(tǒng)癱瘓，數(shù)據(jù)無法采集或上傳。硬件故障一般分為采集故障和通訊故障兩種。

2.1 采集故障的判斷 采集故障分為采集器故障和某要素傳感器故障兩種。當(dāng)出現(xiàn)采集故障的時候，為了以最快的速度找到故障源以排除故障，維修人員必須了解整個采集設(shè)備中各個傳感器的連接情況、線路布設(shè)情況以及傳感器在通電前后的技術(shù)參數(shù)。

為了能夠?qū)收铣霈F(xiàn)的部位進(jìn)行有針對性的查找，一般根據(jù)自動站采集監(jiān)控軟件顯示數(shù)據(jù)是否正常，來對采集要素出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷。

2.1.1 采集器故障的判斷處理 如果采集器數(shù)據(jù)不能傳入計(jì)算機(jī)且不能正常顯示實(shí)時數(shù)據(jù)，此時檢查通訊口和電纜連接是否正常，串口和軟件系統(tǒng)是否被損壞。如果備份有原來的數(shù)據(jù)，通過重新安裝軟件后仍舊不能夠正常顯示數(shù)據(jù)，此時應(yīng)對通訊部分電路和芯片進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)通訊芯片損壞，則換上Max202芯片后便可以正常使用。

如果全部數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題或軟件接收不到數(shù)據(jù)，首先排除測報軟件和通訊有無故障，然后通過采集器指示燈的狀態(tài)判斷采集器是否異常，對于損壞的零部件應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行更換。

如果數(shù)據(jù)顯示時有時無，最后數(shù)據(jù)不顯示，則查看通訊線路。如果線路、串口和軟件處于正常狀態(tài)，則采集器內(nèi)部可能出現(xiàn)問題。此時打開采集器蓋如果發(fā)現(xiàn)原兩引腳相通的線路斷開了或一腳焊線虛焊，此時重新焊接好便能夠正常顯示數(shù)據(jù)。

如果軟件接收不到數(shù)據(jù)，但是查看通訊和軟件均正常，但是采集器面板的指示燈不閃，面板上不顯示數(shù)據(jù)，同時按下要素按鈕、關(guān)閉采集器再啟仍沒有反應(yīng)，這是由于采集器內(nèi)保存數(shù)據(jù)的芯片內(nèi)數(shù)據(jù)紊亂造成的，此時，將芯片內(nèi)數(shù)據(jù)清除并再啟采集器，便可以正常顯示數(shù)據(jù)。

2.1.2 傳感器故障的判斷處理 通過自動站監(jiān)控軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集異?；驘o數(shù)據(jù)時，首先判斷某要素傳感器出現(xiàn)故障后，沿著傳感器到采集器之間的線路進(jìn)行檢查，主要檢查電纜是否損壞或斷開、傳感器與數(shù)據(jù)線連接是否松動或端來；電纜各端子之間的電阻和電壓是否正常；排除以上故障后，如確屬傳感器出現(xiàn)故障，應(yīng)及時對損壞的傳感器做更換處理。

自動站遙測雨量計(jì)采集的雨量數(shù)值差偏大時，應(yīng)調(diào)整儀器基點(diǎn)，調(diào)整方法：將容量調(diào)節(jié)螺釘中的一個旋轉(zhuǎn)一圈，其測量誤差值的變動為3%，向內(nèi)（正時針旋轉(zhuǎn)）旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)調(diào)大，向外（反時針旋轉(zhuǎn)）旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)調(diào)小，若兩個定位螺釘都向內(nèi)或向外旋轉(zhuǎn)一圈，其差值變動量為6%左右。一般情況下應(yīng)根據(jù)計(jì)數(shù)誤差大小雙面調(diào)節(jié)，以保持翻斗處在平衡狀態(tài)。

由于有些如轉(zhuǎn)接盒和采集器等硬件設(shè)備放置在室外，因此，要定期打開進(jìn)行檢查以保證內(nèi)部的集成電路板和相應(yīng)零件不受環(huán)境影響而發(fā)生腐蝕而產(chǎn)生故障。

2.2 通訊故障的判斷和處理 由于通訊線路發(fā)生故障就睡影響數(shù)據(jù)的采集以及報文的上傳，因此，必須確保通訊暢通。自動氣象站通訊包括采集器和計(jì)算機(jī)的串口通訊，自動站計(jì)算機(jī)和省局服務(wù)器連接的網(wǎng)絡(luò)通訊，兩者都是通過通訊線纜和設(shè)備進(jìn)行連接的。

串口通訊是通過計(jì)算機(jī)的RS232口，采用一定的波特率與采集器通訊。因此，為了能夠采集到數(shù)據(jù)，必須在運(yùn)行前產(chǎn)看軟件中設(shè)置的通訊口與規(guī)定的通訊格式是否相同。

計(jì)算機(jī)采集不到數(shù)據(jù)或采集的數(shù)據(jù)時有時無是最常見的故障?？梢詮囊韵滤姆矫孢M(jìn)行判斷和處理：第一，檢查通訊電纜頭上的9芯頭與設(shè)備上的串口連接是否松動；第二，檢查軟件中串口設(shè)置與設(shè)備上串口是否一致；第三，按廠家提供的通訊電纜技術(shù)說明，用萬用表測量通訊電纜兩頭各端點(diǎn)的通斷情況，檢查是否有焊接問題；第四，檢查設(shè)備上的串口是否有問題，計(jì)算機(jī)上的串口檢測可以將1個帶串口的外設(shè)插入待測的串口，如能正常使用則串口正常，若串口損壞則更換計(jì)算機(jī)串口。

3 結(jié)束語

CAWS600型自動氣象站是多要素、智能型的氣象監(jiān)測設(shè)備，熟悉掌握CAWS600型自動氣象站的維修維護(hù)，其他類型的自動氣象站維修維護(hù)就會變得相對簡單一些。要想完全掌握自動氣象站的維修維護(hù)技術(shù)方法，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)自動氣象站專業(yè)知識。

[1]中國華云技術(shù)開發(fā)公司.CAWS600型自動氣象站觀測系統(tǒng)使用說明書[G].北京：中國華云技術(shù)開發(fā)公司，1998.

[2]中國氣象局監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)司.氣象儀器和觀測方法指南[M]，北京：氣象出版社，2005,9.

[3]沈肖柏.自動氣象站的日常維護(hù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(03).