摘 要：對(duì)區(qū)域自動(dòng)氣象站各要素傳感器可能出現(xiàn)的故障原因做出總結(jié)并提出了相應(yīng)的解決辦法，為廣大基層地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)人員和裝備保障技術(shù)人員熟練掌握區(qū)域自動(dòng)氣象站儀器的使用、故障排查和解決方法提供有益參考，以保證區(qū)域自動(dòng)氣象站正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：區(qū)域自動(dòng)氣象站;故障;解決辦法

1 區(qū)域站要素分類(lèi)

區(qū)域自動(dòng)氣象站根據(jù)要素分類(lèi)可分為兩要素站、四要素站和六要素站。兩要素站主要采用WUSH-RG型采集器，采集要素有氣溫和降水;四要素站主要采用的HY361/364和WUSH-BH4型采集器，采集要素有風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫和降水;六要素站采用的WUSH-BH6型采集器，采集要素有風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、降水、濕度和氣壓。

2 區(qū)域自動(dòng)氣象站組成

區(qū)域自動(dòng)氣象站主要由采集器、傳感器、通訊系統(tǒng)和供電系統(tǒng)四部分組成。采集器配備存儲(chǔ)器，采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式;通訊系統(tǒng)采用GPRS無(wú)線傳輸;溫度采用鉑電阻式溫度傳感器;雨量采用翻斗式雨量傳感器;風(fēng)傳感器通?？蛇x配EL15?1A（風(fēng)速）和EL15?2D （風(fēng)向）型的傳感器;系統(tǒng)配備蓄電池，太陽(yáng)能電池板、充電控制模塊，充分保障系統(tǒng)的電能供應(yīng)。

3 故障分析及解決辦法

3.1采集器故障分析及解決辦法

主采集器故障可根據(jù)觀察主采集器的指示燈來(lái)判斷。正常情況下，WUSH-RG、WUSH-BH4/6運(yùn)行指示燈秒閃（一秒亮、一秒滅），HY361/4網(wǎng)絡(luò)指示燈、狀態(tài)燈正常約三秒一閃，如網(wǎng)絡(luò)指示燈秒閃則表明無(wú)線通信模塊正在連接到無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。除觀察主采集器指示燈狀態(tài)外，還可通過(guò)排除法判斷主采集器是否正常，在排除供電、通訊模塊、傳感器故障的情況下，可以嘗試更換主采集器來(lái)解決問(wèn)題，如果更換主采集器仍不能解決問(wèn)題，可排查主采集器上的接線端子是有否短路或斷路情況，如果是接線端子故障，則需要更換接線端子以解決問(wèn)題。

3.2溫度傳感器故障判別方法及解決辦法

判斷溫度傳感器故障時(shí)，首先檢查溫度傳感器的外觀是否損壞，如無(wú)損壞再檢查業(yè)務(wù)軟件和采集器的相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否正確，確認(rèn)主采集器中是否啟用了溫濕度分采，之后檢查各線纜插頭是否牢固，有無(wú)脫落或松動(dòng)，再依次測(cè)量氣溫傳感器到溫濕度分采再到主采集器的線路，排除斷接、短接、錯(cuò)接、破損等故障。以上參數(shù)和線纜故障排除后，就要檢查溫度傳感器是否故障，而目前，區(qū)域自動(dòng)氣象站中測(cè)量溫度的傳感器主要使用的是鉑電阻式溫度傳感器，利用金屬鉑在溫度變化時(shí)自身電阻隨之變化的特性來(lái)測(cè)量溫度。通常使用的鉑電阻式溫度傳感器采用Pt100電阻，其采用的是四線制測(cè)溫原理，以減少導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。鉑電阻溫度傳感器是通過(guò)測(cè)量同端和異端電阻值計(jì)算溫度。用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量異端之間的電阻值，異端電阻兩兩不通，電阻值在80～120Ω之間，同端電阻兩兩相通，電阻值在1～8Ω之間。分別測(cè)得異端電阻值R1和同端電阻值R2，用R1減去R2算出鉑電阻的電阻大小R，就可根據(jù)溫度計(jì)算公式T=（R-100）/0.385計(jì)算出測(cè)量時(shí)的溫度，如果與前實(shí)際溫度值差值較大，說(shuō)明傳感器故障。如果在誤差允許范圍內(nèi)，表示傳感器正常。若參數(shù)設(shè)置、線纜、傳感器均正常，應(yīng)重點(diǎn)檢查主采集器CAN總線和溫濕度分采是否正常。

3.3雨量傳感器故障判別方法及解決辦法

雨量傳感器常見(jiàn)故障為數(shù)據(jù)的異?；蛉睖y(cè)，首先應(yīng)檢查業(yè)務(wù)軟件和采集器的相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否正確，確認(rèn)主采集器是否啟用了雨量傳感器，之后檢查各線纜插頭是否牢固，有無(wú)脫落或松動(dòng)。故障原因之一為干簧管故障，可用萬(wàn)用表的通斷檔測(cè)量雨量傳感器的紅、黑接線柱的輸出信號(hào)，計(jì)數(shù)翻斗每翻轉(zhuǎn)一次應(yīng)發(fā)出一聲短路提示音。如干簧管沒(méi)問(wèn)題，再將主采集器斷電，用萬(wàn)用表測(cè)量信號(hào)線和端子的短路或斷路情況，在主采集器與雨量傳感器正常連接的情況下，

先將主采集器斷電，通過(guò)測(cè)量主采集器上的雨量接線端子的通斷來(lái)判斷接線端子是否有故障，用萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)，如出現(xiàn)提示音說(shuō)明接線端子短路故障，同理，將兩根信號(hào)線連接至同端時(shí)，測(cè)量端子處如果沒(méi)有出現(xiàn)短路提示音，則可判斷為線纜或雨量端子處出現(xiàn)斷路故障可能。如果出現(xiàn)上述情況，就是信號(hào)線和接線端子有問(wèn)題，需及時(shí)更換。

另外，還需考慮漏斗堵塞的情況，如堵塞，用干凈毛刷和清水沖洗漏斗即可。而數(shù)據(jù)偏差也是經(jīng)常出現(xiàn)的故障之一，如果校準(zhǔn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，需調(diào)節(jié)容量螺釘，容量螺釘每向內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)量誤差相應(yīng)減少3%左右，同理向外旋轉(zhuǎn)一圈，測(cè)量誤差相應(yīng)增加3%左右。當(dāng)校準(zhǔn)結(jié)果為有規(guī)律的正偏差，可將容量調(diào)節(jié)螺釘向外調(diào)節(jié)，使翻斗內(nèi)盛水量增加，計(jì)數(shù)值減少;如果校準(zhǔn)結(jié)果為有規(guī)律的負(fù)偏差，可將容量調(diào)節(jié)螺釘向內(nèi)調(diào)節(jié)，使翻斗內(nèi)盛水量減少，計(jì)數(shù)值增大。

3.4風(fēng)向傳感器故障判別方法及解決辦法

風(fēng)向感應(yīng)器為1個(gè)低慣性的單翼風(fēng)向標(biāo)。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)同時(shí)帶動(dòng)格雷碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)格雷碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)2.8°時(shí)，隨之光電管組中就會(huì)輸出一組7位并行格雷碼，然后將7位格雷碼盤(pán)進(jìn)行光電掃描后，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。

當(dāng)風(fēng)向數(shù)據(jù)明顯異?；蛉睖y(cè)時(shí)，可先觀察風(fēng)向傳感器的外觀有無(wú)損壞，如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)向標(biāo)出現(xiàn)明顯變形或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的情況，就應(yīng)更換傳感器。如無(wú)外觀損壞再檢查業(yè)務(wù)軟件和采集器的相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否正確，確認(rèn)主采集器中是否啟用了風(fēng)向傳感器，之后檢查供電系統(tǒng)和各線路中電纜是否有脫落或松動(dòng)等故障。

當(dāng)參數(shù)設(shè)置、供電、線纜均正常時(shí)，可通過(guò)測(cè)量的方法判斷傳感器是否處于正常狀態(tài)，在確保電源正常的情況下，可依次測(cè)量格雷碼信號(hào)中各點(diǎn)的電壓值，順序可為D0-D6，將測(cè)得的電壓值分為高電平為1，低電平為0，測(cè)量的電壓值在4.5～5V之間輸出為高電平，在0～0.7V之間則輸出為低電平，然后按從D6到D0的順序記錄下7位格雷碼，經(jīng)轉(zhuǎn)換后算出此格雷碼對(duì)應(yīng)的方位。通過(guò)與實(shí)際方位對(duì)比，確定傳感器是否故障。如出現(xiàn)故障需及時(shí)更換傳感器。當(dāng)風(fēng)向傳感器也正常時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查主采集器的風(fēng)向信號(hào)測(cè)量通道是否正常。

3.5風(fēng)速傳感器故障判別方法及解決辦法

當(dāng)風(fēng)速數(shù)據(jù)明顯異?；蛉睖y(cè)時(shí)，首先檢查風(fēng)速傳感器的外觀是否損壞，若風(fēng)杯明顯變形或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，應(yīng)先更換傳感器。如無(wú)外觀損壞再檢查業(yè)務(wù)軟件和采集器的相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否正確，確認(rèn)主采集器是否啟用了風(fēng)速傳感器，之后檢查供電和各線纜插頭是否牢固，有無(wú)脫落或松動(dòng)?？衫萌f(wàn)用表依次測(cè)量風(fēng)速傳感器到主采集器的各電壓節(jié)點(diǎn)是否為5V左右，再依次排除接地、風(fēng)速傳感器到主采集器風(fēng)速信號(hào)各節(jié)點(diǎn)是否有短路或斷路故障，除此之外，如電源供電正常，還可通過(guò)測(cè)量風(fēng)速輸出信號(hào)的電壓值，當(dāng)風(fēng)杯靜止時(shí)電壓值應(yīng)為0.7V或4.5V左右;風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓值應(yīng)在2.5V左右。如果輸出的電壓值與轉(zhuǎn)動(dòng)情況不符，說(shuō)明傳感器故障，需及時(shí)更換傳感器。若參數(shù)設(shè)置、線纜、傳感器均正常，應(yīng)重點(diǎn)檢查主采集器的風(fēng)速信號(hào)測(cè)量通道是否正常。

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作者簡(jiǎn)介：

張琦（1992.11—），女，黑龍江齊齊哈爾，本科，助理工程師，綜合氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)方向。