袁耀寧

（三門峽氣象局，河南 三門峽472000）

自區(qū)域自動站建站以來，河南省國家自動氣象站和區(qū)域自動氣象站建設(shè)日臻完善，已建成1 800余個鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動雨量站，它們在防災(zāi)減災(zāi)和提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確率等方面發(fā)揮著極其重要的作用[1]。氣象自動雨量站的正常運行和傳輸是其發(fā)揮作用的前提和基礎(chǔ)?，F(xiàn)結(jié)合三門峽市鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動雨量站維修的經(jīng)驗，詳細介紹鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動雨量站的故障分析與維護技巧，簡單有效的方法幫助臺站業(yè)務(wù)人員開展雨量計技術(shù)保障工作，確保雨量觀測的精度，提升穩(wěn)定性。

1 雨量計測量原理

雙翻斗雨量傳感器主要由承水器、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗和干簧管等組成。承水器收集的降水通過漏斗進入上翻斗，當(dāng)降水積到一定量時，由于水本身重力作用使上翻斗翻轉(zhuǎn)，水進入?yún)R集漏斗。降水量從匯集漏斗的節(jié)流管注入計量翻斗時，就把不同強度的自然降水，調(diào)節(jié)為比較均勻的大降水強度，以減少由于降水強度不同所造成的測量誤差，當(dāng)計量翻斗承受的降水量為0.1mm時，計量翻斗把降水傾倒到計數(shù)翻斗，使計數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次。計數(shù)翻斗在翻轉(zhuǎn)時，與它相關(guān)的磁鋼對干簧管掃描一次。干簧管因磁化而瞬間閉合一次。這樣，降水量每次達到0.1mm時，無源觸點就送出去一個開關(guān)信號。

2 日常檢測的目的和方法

雨量計在觀測期開始前和觀測期內(nèi)定期檢測，建議發(fā)現(xiàn)雨量計測量值異常時及時檢測，每次檢測應(yīng)留存記錄。檢測的目的是確認雨量計精度是否達標(biāo)，比對以前的標(biāo)定或檢測記錄，觀察穩(wěn)定性能。對于精度達標(biāo)，穩(wěn)定性良好的雨量計沒必要開罩維護。只要清理刃口內(nèi)盛水器中的異物便可。

按照恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟB接計數(shù)器，用注水取得數(shù)據(jù)，評估雨量計工作狀態(tài)，從而決定是否開罩維護。建議檢測完畢后通過采集器最少取得一次有效數(shù)據(jù)，證明信號線恢復(fù)的正確性。也可以從采集器讀取雨量檢測數(shù)據(jù)，實驗完成后清除實驗數(shù)據(jù)，特別提醒：回避產(chǎn)生極值的時間段。在平常儀器維護中經(jīng)常出現(xiàn)以下幾種常見故障及維護技巧，為縣局人員的維護工作提供參考[2]。

2.1 雨量已大于0.1mm，但采集器無雨量顯示

2.1.1 首先檢查故障是否來自采集器

①自動站受強雷暴干擾出現(xiàn)采集器不工作或不能采集數(shù)據(jù)時有兩種情況：一種是采集器徹底斷電，應(yīng)檢查供電電源，市電或后備電源箱面板上指示燈工作狀態(tài)，如果供電正常，說明采集器內(nèi)電源板損壞，導(dǎo)致采集器無法正常工作；另一種情況時雷擊后采集器蜂鳴器長鳴，可對采集器進行復(fù)位，按“復(fù)位”鍵，如不行，則用“總清零”關(guān)機重啟解決看能否恢復(fù)正常，不能恢復(fù)正常，可能是數(shù)據(jù)采集器主板損壞等，應(yīng)更壞采集器。

②把雨量器電纜插從采集器拔開,用短路線或鑰匙等物對紅、黑兩雨量傳感接頭短路N次,若采集器顯示N×10-1mm的降雨量,則采集器正常（如進行5次短路，正常情況下應(yīng)顯示0.5mm降水量）。若顯示值不正常，判定采集器故障[3]，更換采集器。

2.1.2 檢查雨量傳感器的下水漏斗是否堵塞

樹葉、塵土等均易造成此類故障，只需將雜物清理干凈即可。平時巡檢時準(zhǔn)備毛刷用于清洗內(nèi)部構(gòu)件灰塵，建議購買10mm以上20mm以下寬度的排筆，用棉簽清除構(gòu)件空洞內(nèi)灰塵方便有效。清洗過程不得損傷雨量計內(nèi)部構(gòu)件，特別是干簧管位置不能位移。另外雨量計外罩和基座銜接的幾何尺寸差異，在三個固定螺絲的擠壓下形成的縫隙必定有空氣流動。雨量計內(nèi)部空氣流動影響測量精度，隨空氣流動進入雨量計內(nèi)的灰塵沉積在翻斗表面，甚至堵塞各個管孔，勢必影響雨量計穩(wěn)定性。

2.1.3 檢查電纜插頭是否接好[4]

逐個檢查雨量傳感器與信號電纜的接頭，采集器與信號電纜的接頭及采集器主板上的插頭。將各電纜插頭重新固定，如確定因電纜未插好而造成此故障只需將插頭固定好即可。

2.1.4 若傳輸線完好,則要對雨量器進行檢查

使用標(biāo)準(zhǔn)雨量筒的標(biāo)準(zhǔn)量杯，倒入標(biāo)準(zhǔn)雨量，檢查翻斗雨量傳感器的翻斗次數(shù)是否正常：10mm的標(biāo)準(zhǔn)雨量量杯倒入0.1mm的雨量傳感器，標(biāo)準(zhǔn)輸出為10mm，即：翻斗翻100次，輸出100個通斷信號；10mm的標(biāo)準(zhǔn)雨量量杯倒入0.5mm的雨量傳感器，標(biāo)準(zhǔn)輸出為10mm，即：翻斗翻20次，輸出20個通斷信號。用萬用表電阻擋測量干簧管兩端,翻轉(zhuǎn)一次翻斗萬用表應(yīng)有一個跳變，如果表針沒有變化則說明干簧管已損壞，需要焊接或更換干簧管。

2.2 本地采集器顯示雨量（不為0）,但網(wǎng)頁上顯示“—”

首先可判定為通訊故障，問題一般出現(xiàn)在SIM卡和通訊模塊

2.2.1 檢查SIM是否損壞或欠費

SIM卡欠費造成的通訊故障比較常見，交足費用即可恢復(fù)正常[5]。若SIM卡損壞則需到移動公司更換新卡。

2.2.2 檢查模塊

在確定DTU正確設(shè)置的前提下，通過模塊指示燈分析故障[6][7]

2.2.2.1 電源指示燈不亮，可能是電源與模塊間連接電纜未插緊，需重新拔插。

2.2.2.2 網(wǎng)絡(luò)指示燈一直快速閃爍，表明無法成功登陸網(wǎng)絡(luò)，可能原因是SIM卡欠費、損壞、未插緊或當(dāng)?shù)匾苿訖z修無信號或信號不好。和移動公司聯(lián)系排除卡欠費、損壞及信號差的可能性后，重新安裝SIM卡，若故障仍未解決則判定為模塊自身故障，需更換模塊。

2.2.2.3 數(shù)據(jù)指示燈工作不正常，檢查模塊與采集器主板接頭連接情況，如接觸不良，需重新焊接。

2.2.3 檢查采集器天線

若SIM和模塊均正常則檢查天線是否存在問題，若天線損壞也會造成通訊故障，更換后即可恢復(fù)正常[5]。

2.3 采集器液晶屏無顯示

當(dāng)打開采集板電源開關(guān)后,液晶屏無任何顯示,無法對系統(tǒng)進行操作。常見故障原因：無工作電壓、液晶屏線路接觸不良或主板損壞[8]。

2.3.1 無工作電壓

Ups電源部分，共有4種運行模式：旁路模式，市電模式。電池模式，異常模式；當(dāng)負載超過100%或者市電超頻、電池電壓過低時，Ups進入旁路模式，在此種模式下，市電通過電力系統(tǒng)直接供電，Ups不具備后備功能；當(dāng)正確接入市電并負載未超過100%，Ups應(yīng)處于市電模式，在此種模式下，市電通過Ups供給用戶，Ups具有后備功能；在Ups運行過程中出現(xiàn)故障或其他原因，Ups進入異常模式，需檢查線路并重啟Ups。對Ups供電系統(tǒng)也應(yīng)進行日常維護保養(yǎng)，定期對Ups進行放電；嚴格控制Ups電池的負載量；定期或不定期測試電池的儲電能力；當(dāng)繼電能力有明顯下降的時候，及時更換新的電池。

2.3.2 液晶屏線路接觸不良或主板損壞

排除工作電壓原因后可通過更換液晶屏或采集板來查找和解決。

3 數(shù)據(jù)比對

工作中通常將自動站雨量觀測數(shù)據(jù)和人工雨量觀測數(shù)據(jù)比對作為衡量雨量計工作狀態(tài)的依據(jù)。按照雨量觀測時次進行比對缺乏科學(xué)性，因為兩者時間不歸一，就是自動站是在整點取得數(shù)據(jù)，而觀測員一般提前去觀測場測量降水量，期間正趕上降雨，由于時間不歸一造成數(shù)據(jù)差異。換成按照降水過程比對人工雨量觀測數(shù)據(jù)和自動站雨量觀測數(shù)據(jù)是科學(xué)的。具體做法是累計降雨過程的人工觀測降雨量數(shù)據(jù)和自動站觀測降雨量數(shù)據(jù)，大于10mm的降水誤差控制在±4%之內(nèi)，小雨10mm的降水一般應(yīng)為±0.4mm以內(nèi)，甚至更小。

國家級自動站可以用采集器計數(shù)，但要及時刪除觀測業(yè)務(wù)軟件中生成的雨量數(shù)據(jù)，測報軟件監(jiān)控界面的清空采集器功能可作為計數(shù)清零命令。專用的測試軟件能通過計算機操控采集器，也是利用采集器計數(shù)的有效方法。這兩種方法稍有難度，可酌情采用。

4 結(jié)語

降雨量觀測的重要性不言而喻，雨量觀測的質(zhì)量亟待提高。自動氣象站在地面測報業(yè)務(wù)工作中應(yīng)用以來，其雨量觀測值失真的問題構(gòu)成了自動站單軌制運行的瓶頸，實踐中只要掌握正確的維護方法，滿懷對測報工作精益求精的熱情，激發(fā)盡善盡美的激情，采用科學(xué)而先進的方法，工作重點著眼于每年雨量觀測周期開始前的雨量計維護，爭取在整個降雨觀測期內(nèi)雨量計穩(wěn)定工作在達標(biāo)范疇內(nèi)。同時我們還要清楚認識到，大量區(qū)域自動站分布環(huán)境因素的影響，不具備對比觀測條件，管控難度大，數(shù)量多，挑戰(zhàn)自動站技術(shù)保障工作。用先進的維護方法是保證自動站雨量觀測精度，提高維護效率，提升穩(wěn)定性，降低保障成本的有效途徑。

［1］河南省大氣探測技術(shù)中心.區(qū)域氣象站培訓(xùn)教程［M］.2008，6.

［2］武安邦.翻斗式遙測雨量計常見故障分析［J］陜西氣象，2006，20（6）:44-45.

［3］李國森，林鴻鈞，呂玉嫦.自動氣象站雨量部分的故障分析及排除方法［J］.2005（1）:41-47.

［4］羅鳳明，邱勁飚，李偉權(quán)，等.區(qū)域自動氣象站故障排查及典型實例分析［J］.2008，30（3）:52-60.

［5］席佐聯(lián).DWSZ1型溫度雨量自動站常見故障的處理［J］.貴州氣象，2005，29（1）:43-44.

［6］甘桂華.WP3103型自動氣象站常見故障的判斷和處理［J］.廣東科技，2008，183:51-52.

［7］廣東省大氣探測技術(shù)中心.自動站GPRS通信網(wǎng)培訓(xùn)教材［M］.2007，8.

［8］祝亞.DWSZ1型溫度雨量觀測站故障檢修方法［J］.貴州氣象，2005，29（5）:45-46.