莫忠誠 計鳳妮 莫忠寧

摘 要：我國氣候觀測體系中的重要組成部分是自動氣象站，它在我國氣候科研中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著自動站的建成以及在氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，各個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及防災(zāi)減災(zāi)工作都取得了驚人的成效。廣西崇左市大新縣使用的氣象自動站型號有DZZ5型、HYM型、DSD14型、DAWS100型等共計31個，對新型自動氣象站運行中的關(guān)鍵問題及維修維護(hù)具有一定的參考意義，本文對DZZ5型自動氣象站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與原理，及快速解決故障的維修方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：DZZ5型自動氣象站；維修；故障

隨著DZZ5型自動氣象站安裝使用，自動氣象站的故障也會不斷產(chǎn)生，故障的判斷和處理也相對復(fù)雜。這就需要保障人員掌握故障判斷和處理的基本思路和一些常規(guī)技巧，不斷積累經(jīng)驗，快速解決出現(xiàn)的故障，同時要分析和查找故障的原因，做好氣象站的日常維護(hù)，防患于未然，以減少自動站故障出現(xiàn)的幾率，確保自動站的正常運行。

一、DZZ5型自動氣象站結(jié)構(gòu)設(shè)計與原理

DZZ5型自動氣象站采用了當(dāng)今成熟的、穩(wěn)定的、先進(jìn)的電子測量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計基于現(xiàn)代總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的自動氣象站，滿足風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、溫度、濕度和氣壓等地面氣象六要素自動觀測。

DZZ5型自動氣象站實現(xiàn)了到高精度、高穩(wěn)定、易維護(hù)、低功耗、易擴(kuò)展和實時遠(yuǎn)程監(jiān)控的能力。整套系統(tǒng)按照“主采集器+外部總線+分采集器+傳感器+外圍設(shè)備”的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對主/分采集器、總線結(jié)構(gòu)、傳感器、外圍設(shè)備、軟件、現(xiàn)場標(biāo)校設(shè)備的各個部分，從功能、結(jié)構(gòu)、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)傳輸、電氣接口標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝全面進(jìn)行規(guī)定。

自動氣象站的主采集器是整個系統(tǒng)的核心控制單元集。整個的系統(tǒng)控制流程、數(shù)據(jù)處理處理全部主采集器負(fù)責(zé)完成。分采集器中主要是按照能夠規(guī)定時序，完成對相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集處理，并通過CAN總線把觀測數(shù)據(jù)傳送到主采集器中。

二、常見故障及維修方法

故障分析和判斷使用替代和測量方法。依據(jù)電路原理圖，進(jìn)行邏輯分析，確定故障部位。用好的組件替代壞的組件，故障現(xiàn)象消失，則說明分析判斷正確。還可用萬用表測量關(guān)鍵測試點電信號參數(shù)，判斷出可能出現(xiàn)故障的組件。一般線纜損毀會造成短路或開路，可以使用萬用表通斷檔測試來判斷，若線纜損毀一般直接更換相應(yīng)線纜。防雷板的故障不好判斷，這時可跳過防雷通道將兩端接線直接連接，如果故障消失則可確認(rèn)是防雷板故障；如果確認(rèn)故障在防雷板，則檢查其各個通道分別有無對地短路或兩端開路，及相鄰?fù)ǖ篱g有無短路；如果確認(rèn)某個通道有問題，則將此通道連接的線纜移至空余通道，或者更換防雷板。

1.DZZ5氣象站無數(shù)據(jù)顯示

氣象綜合顯示平臺無法顯示氣象要素數(shù)據(jù)，基本上為自動站供電故障或者通訊故障。查看自動站供電系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由太陽能+蓄電池供電?？梢圆榭床杉鞴ぷ鳡顟B(tài)示燈來判斷采集器工作是否正常，主采集器配置了兩個狀態(tài)燈，其中：一個燈“UN”，為系統(tǒng)運行指示燈，當(dāng)采集程序正常執(zhí)行后，“RUN”指示燈秒閃；第二個燈“CF”，為CF卡的狀態(tài)燈，CF卡讀寫正常，此燈長亮，當(dāng)CF卡不存在或者是CF卡空閑，CF卡燈常滅狀態(tài)。若“RUN”指示燈不良則采集器沒有供電，首先查看刀片開關(guān)正常閉合，保險管是否正常，若保險管損毀，保險管旁上指示燈會亮，保險管正常則指示燈不亮。還可能由于較長時間陰雨天導(dǎo)致太陽能板無法供電，而使用蓄電池供電時間過長而電量耗盡，這時需詳細(xì)檢查維護(hù)自動站的最近天氣狀況、蓄電池電壓后再打開開關(guān)，查看太陽能板端的充電線路是否正常，蓄電池是否能充電，若不正常更換相應(yīng)設(shè)備直到供電正常為止。

2.溫濕度故障

溫濕度測量出現(xiàn)故障要依次檢查溫濕度接線盒、防雷板、采集器各接線，看看是否有虛接的現(xiàn)象，另外要檢查屏蔽線是否接好。采集器斷電測量溫度傳感器，使用萬用表溫濕度接線盒1-4端測量傳感器的電阻值測量傳感器1、3（或2、3，2、4，1、4）間的電阻值R與1、2（或3、4）的電阻值r，根據(jù)地溫T=（R-r-100）/0.385（℃）算出一個氣溫值，如其與備份站氣溫示值相等或接近，說明溫度傳感器正常，反則更換溫度傳感器。

測量濕度傳感器故障，要自動站供電檢測，逐次測量防雷板端、溫濕度接線盒處濕度供電是否為12V左右，若供電正常則測量濕度輸出電壓信號，濕度輸出電壓信號與濕度值成正比0～100%RH等于0～1VDC，在利用備份站濕度值對比確定濕度傳感器是否損壞。若傳感器正常則判斷采集器、防雷板是否正常。另外可以利用測報軟件的維護(hù)終端，使用“SAMPLET0”，“SAMPLEU”命令查詢氣溫、濕度分鐘采樣值判斷傳感器、通訊線纜、采集器的正常與否。

3.氣壓、風(fēng)測量值故障

DZZ5型站氣壓傳感器能直接測量產(chǎn)生氣壓值傳輸給主采集器，連接在主采集器的RS232-5通道，由主采集器供電。氣壓值偏差或缺測，先檢查靜壓管是否連接完好，傳感器氣嘴口是否通暢。若以上正常，更換氣壓傳感器若故障消失則傳感器故障，若數(shù)據(jù)還是異常則采集器故障更換采集器。

風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)值異常則檢查風(fēng)線及各接線處是否有斷裂損壞處，然后使用替換傳感器、采集器方法查找故障即可。

4.雨量測量值故障的分析

自動雨量站是較容易出故障的儀器。在平時巡檢時應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，查看模塊運行狀況、采集器電源質(zhì)量、雨量傳感器下水漏斗、信號線與采集器的連接狀況、信號線與傳感器的連接狀況，確保各部件運行正常，翻斗上面無雜質(zhì)，計數(shù)翻斗轉(zhuǎn)動靈活。

區(qū)域站出現(xiàn)降水的時候要加強(qiáng)巡視儀器，特別是雨量筒自記讀數(shù)和雨量傳感器數(shù)據(jù)的對比，要時刻相差不大，例如，雨量計自記讀數(shù)為4mm，雨量傳感器的讀數(shù)才1mm多，或者雨停了還有雨量的記錄。這種情況下顯然是不正確的。這樣就要考慮雨量傳感器。（1）雨量桶是否被一些樹葉、灰層，蟲子之類的東西堵住，使雨水不能及時下流。影響數(shù)據(jù)的正確。（2）水通過計數(shù)翻斗時是否保持降水順暢流走，如果水不能及時流走，聚積的水由于在浮力作用會使計數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)變慢或者不翻轉(zhuǎn)，從而形成雨量滯后現(xiàn)象或者沒有降水記錄。觀測人員應(yīng)該經(jīng)常清理過濾網(wǎng)上的沙塵、蟲子和蛛蛛網(wǎng)等等以防止雨量桶堵塞，降水通過計數(shù)翻斗以后一定要使水順暢流走，不能聚積那里不流。平時除按正常的維護(hù)以外，在雨季將要來的時候經(jīng)常清洗雨量傳感器，清洗過程中切勿用手指觸摸翻斗內(nèi)壁以防止沾上油污影響翻斗計量準(zhǔn)確性。

結(jié)論

氣象觀測是氣象工作的基礎(chǔ)，自動氣象站自建成投入使用以來，不僅使氣象觀測的及時性、準(zhǔn)確性得到了提高，還減輕了氣象測報人員的工作強(qiáng)度，但是由于自動站相關(guān)儀器設(shè)備的特殊性很容易有故障問題出現(xiàn)，為了確保氣象觀測的質(zhì)量，需要維護(hù)人員熟練掌握相關(guān)儀器設(shè)備的維修維護(hù)工作，確保自動氣象站可以穩(wěn)定高效的運行。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊燕.新型自動氣象站常見故障及維護(hù)管理[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2016（23）：45.

（作者單位：1大新縣氣象局；2天等縣氣象局）