区域自动气象站（共12篇）
区域自动气象站 篇1
引言
随着气象现代化业务的飞速扩展, 区域自动气象站 (简称区域站) 成为大气监测的重要组成部分, 区域站的站点选取成为基层常规业务工作质量的重要保证条件, 如何做好区域站的站点选取显得尤为重要。
1 站点选址重要条件
根据伊春市多年的区域自动气象站建设经验, 本文从GPS信号、电源保障、地形交通、站点布局等几个方面介绍山区区域自动气象站站点选取的重要性。
1.1 GPS信号
区域站的建立解决了无人值守的问题, 但在大部分地区, 没有有线的通信辅助, 依然不能解决山区的区域站气象数据的传输问题。为了保证数据信息及时准确的传到中心站, 采用了移动公司提供的以GPRS为主、SMS短信为辅的无线传输方式, 由于采用的是无线传输, 这就要求必须保证GPRS和SMS无线信号的稳定性。对站点进行GPS信号强度及稳定性测试, 如果测试GPS信号较弱或者信号稳定度差, 可对移动基站进行信号调试, 调试后仍不能解决GPS信号质量问题, 需要另行选址。
1.2 电源保障
区域站能正常工作, 良好的电源系统起到了重要保障作用。
区域站太阳能电池板的受光照角度, 影响了采集器内蓄电池的充电质量。要做到风杆上的太阳能电池板没有山脚、建筑物、及其它植物的遮挡, 要充分保证电池板的受光照角度, 以保证蓄电池的电量。
移动基站电源系统的保障。移动公司的基站设在偏僻的林场所里, 这里经常停电, 虽然有蓄电池做后备电源, 但续航能力不强, 放电时间短, 特别是遇到雷雨天, 经常导致基站无法正常工作, 故障明显增加;基站偏僻, 路途曲折, 移动工作人员发电维护不及时, 从而不能保证基站设备上电工作, 使气象实况不能在规定的时间内传送到中心站和国家局。有时中心站收不到区域站部分时段的资料, 以为是气象采集设备出现故障, 持续一段时间后, 中心站正常接收同时把故障后的资料补传过来, 这种情况大多是由移动信号中断引起的。所以, 要充分考虑到移动基站工作的可靠性, 即移动信号的强弱和工作稳定性, 避免区域站资料不能及时正常上传中心站。
1.3 地形交通
区域站的地理位置非常重要, 站址建设要选在合理的地方。地形、植被、防雷等诸多因素对气象采集设备的影响都要考虑, 有的站点位置四周空旷, 很容易受到雷击, 应严格按照《自动气象站场室防雷技术规范》 (QX30-2004) 的要求, 做好区域站防雷工作;有的站点设在了低洼地方, 雨量筒或者采集器容易受到较大雨水的浸泡或者淹没, 对设备造成损坏;有的站点四周长满了高大植物或者是庄家, 植物叶片和泥土很容易堵塞雨量筒, 从而影响降水的采集。有些站点建在偏僻的山沟里, 交通不便利, 当地人口还稀少, 对设备看护也不方便, 这些不仅制约设备维修和维护的效率, 还增加了维修和维护的成本, 更不能保证资料及时采集和上传。
1.4 站点布局
区域站建设参量很多, 但地理坐标 (经纬度) 的准确性特别关键, 错误的地理坐标, 等于提供了虚假信息, 这样对国民生产及防灾减灾都可能带来不必要的经济损失或者人员伤亡, 要求实际测量的站点坐标参数与中心站地图一定要相吻合。
区域站站点密度的加大, 增强了防灾减灾的能力, 但不科学的站点选址会出现站点重复建设、部门交叉等系列资源浪费现象。如气象、防火、水文、水务等部门都有无人自动气象站, 且站点相对集中, 甚至出现同一地方建有多套无人自动气象站, 布局严重失衡, 造成资源和财产浪费。
今后可采取网格布点的方式, 以其具有的均匀性、易共享性的显著特点建站选址, 这样既避免重复建设, 又能形成气象资源统一化、规模化、共享化, 真正起到防灾减灾的联动作用。
2 结语
上述就是多年来从事区域站建设和维修工作的心得体会和经验, 希望对建设区域自动气象站站点有借鉴作用。
摘要：本文结合伊春地区的地理特点, 根据多年积累的建站经验, 分析区域自动气象站建站选址的重要性, 为今后建设区域站提供更好的借鉴和帮助。
关键词：区域站,选址
区域自动气象站 篇2
邬洪养
（怀集县气象局，广东怀集，526400）
摘要：区域自动气象站的观测设备都是弱电设备，易受雷击（太过口语化）。本文通过调研近几年来本市内区域自动气象站常见的一些气象设备遭受雷击的实例，比照（是说比较吗？，也不能说比较，应该是根据现有的。。。）有关防雷设计规范和雷电学基本原理，分析雷击原因，查找防雷的薄弱环节。重点探讨现在的区域气象自动站的风向风速传感器、数据采集设备和线路屏蔽等的雷电防护设计技术，提出了相应防雷保护技术措施，以供同行参考。
关键词：自动气象站；防雷；接地
引言
随着科技的进步和气象现代化的发展需要，近几年，各地按要求都建设了许多区域自动气象站（表达过于通俗）。这些自动气象站所收集的气象资料，对我省气象部门作为天气预报的第一手资料，起到了极为重要的作用，故保障这些自动气象站设备的正常运行非常重要。区域自动气象站因其观测环境条件及安全的要求，基本建于较高较空旷的建筑物天面上，测风杆（塔）则成为孤立高耸物，是最容易遭受雷击的。而供电线路又多是架空线路，通过对自动气象站安装的雷击记录式避雷器的数据统计显示，自动气象站是经常遭受到雷电波侵袭的，有的站甚至一年内多次遭受到雷电侵袭，严重的造成自动气象站设备损坏、观测中断。所以，为了保护设备的正常工作，应对自动气象站进行综合防雷考虑。（全文格式统一）区域自动气象站设备的组成及工作原理
现用区域自动气象站的设备（我省基本是WP3103型，如下以之为例）主要由气象要素传感器（风向、风速、雨量、气温等）、数据采集器和电源组成。
区域自动气象站的工作原理主要是用于对风向、风速、雨量、气温等气象要素进行全天候监测的数据，通过气象要素传感器传给数据采集器，再经数据采集器处理，通过通讯方法（电话信号、GPRS移动通讯等）将这些数据传输到气象中心计算机气象数据库中，进行统计分析和处理。3 自动气象站设备受雷害分析 3.1 直击雷
直击雷是指雷电直接击在建筑物或设备上，其破坏力是很大的，如果雷击在设备上，就能在瞬间产生很高的电压，放电后会转化为热能和机械能，使设备损坏甚至摧毁。3.2 雷电感应
当天空中有带电的雷云出现时，雷云下的地面及建筑物等，都由于静电感应的作用而带上相反的电荷，地面某些局部，例如架空导线，由于与大地间的电阻比较大，当雷击发生后，导线上的感应电荷不能在同样短的时间内消失，就会形成局部地区感应高电压。雷电流具有较大的辐值，在它周围的空间里会产生强大的变化的电磁场，处在这电磁场中的导体会感应出较大的电动势。雷电的静电感应和电磁感应（其原理图如下图1示）会使自动气象站的部分弱电设备由于过电压入侵而遭受损坏。
图1雷电感应原理图
3.3 雷电波侵入
是由于直击雷或间接雷从输电线、通信线缆、网络线、无线电天线等金属的引入线侵入室内, 危及人身安全或损坏设备（其原理如下图2示）。
图2雷电波侵入原理图
3.4 地电位反击
是指不同的两个接地体，如果其间距不够，当其中一个接地体因雷击而使雷电流沿其注入大地造成电位抬升，电位达到一定临界击穿值时，将对临近的接地体放电，即反击，反击使地电位抬升（其原理如下图3示）。
图3地电位反击原理图
3.5 电磁兼容
IEC定义是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作，并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力（其原理图如下图4示）。
图4电磁兼容原理图
3.6 雷击个案分析
为弄清区域自动气象站设备易受雷击的原因，笔者通过对本市区域自动气象站的运作情况调查，发现被雷击损坏的主要有风向风速传感器、TDU和数据采集器模块等，下面对二个受雷击有代表性的案例作分析。
（1）某站被雷击损坏风传感器、TDU和数据采集器模块等设备。这案例根据当时现场情况分析，主要是由风铁塔的避雷针直接接闪而导致与其相连的风向风速感应器受击，使风传感器损坏的；虽然现在的自动气象站数据线做了电磁屏蔽，但由于直击雷电流较强，得不到有效的抑制，雷电波又沿数据线入侵损坏了采集器模块设备。（2）另一站两次同样被雷击损坏风传感器。
这站两起雷击事件都是由风铁塔的避雷针直接接闪而导致风传感器损坏的，不同的是受雷击时的强度不同，受避雷针接闪时发生的闪击或雷电流在泄放过程中的瞬态雷电感应过电压引起的（描述不清楚）。
从以上案例可见，雷击都是由风铁塔的避雷针直接接闪而引起的。避雷针也叫引雷针，其作用在于将雷电栏截并通过事先设计好的金属装置改变雷电通道，使其不发生在需保护的物体上。若雷电流泄放不好，会对相连的导体等产生瞬态感应过电压，对弱电设备会造成损坏。4 防雷的设计 4.1直击雷的设计
区域自动气象站因其观测环境条件的要求，多建于较高较空旷的建筑物天面上，风铁塔（高约5米左右）安装在这环境开阔的建筑物天面上，成为了雷电接闪的最佳选择，很容易遭受雷击。而安装在风铁塔上的风传感器及相连的数据采集器等设备都是弱电流设备，对强大的雷电流是十分敏感和脆弱。为此，条件可能的情况下，尽可能将避雷针系统与风铁塔的风传感部分分开，即另设置独立避雷针来栏截分流雷电流保护风铁塔及其他设备的安全。难以做到分开的，也应考虑风铁塔上的避雷针与风传感部分保持更大的安全距离，且做好雷电流引下线与风数据传输线之间的电磁屏蔽。避雷针与风铁塔的接地引下线可直接与建筑物天面防雷装置焊接，天面无防雷装置的要单独引下线接地。4.2 雷电感应和雷电波侵入的防护
感应雷是通过与自动气象站设备连接的电源线、数据线的静电感应或电磁耦合产生的感应过电压（即瞬间高压脉冲），它直接沿这些线路侵入自动站设备，使设备遭到损坏。为了防止感应雷和雷电波侵入的危害，在必要线路通道入口处安装相应的电涌保护器。这些接地要与主楼柱筋焊接时，须选取不是作防直击雷引下线的柱子；要单独引线直接与地网焊接时，要与避雷针或风铁塔的接地引下线分开（间距宜大于15米）。4.2.1 供电系统的保护
用电供电系统基本是采用TN-S的，一般办公楼的配电房总电源处都已安装了一级SPD，这样，我们的设备电源在就近楼层电源开关作搭接，并采用二级SPD作保护：
第一级SPD：安装在搭接楼层的电源开关处，一般选用通过幅值电流20KA的SPD（8/20μs）。连接到设备的线路，有条件的最好采用铠装低压电缆。
第二级SPD：在采集器连接处安装一只幅值电流10KA（8/20μs）的防雷插座。
4.2.2 数据线路的防护
数据线路是指风向风速、雨量和温度等要素感应器传输数据到采集器的线缆（这些线缆放在天面应套管作保护）。数据线采用屏蔽线缆，应将其接地线作良好接地。为避免系统由于长的数据线缆所带来的电磁不兼容干扰，应将数据线缆与供电线缆分开敷设。（数据线仅屏蔽和接地是不够的，如果雷电击中在风杆上或者邻近雷击时，应该考虑加装合适的信号避雷器）5 共用接地系统
区域自动气象站设备的接地系统应采用联合共用接地，即将防雷接地网、设备保护地、设备工作地等联合共用为一个接地系统，联合共用接地网的接地电阻要求不宜大于4Ω。联合共用接地可明显降低地网之间的电位差，防止地电位抬升反击损坏设备。6 结语
本文认为区域自动气象站的防雷关键要对风铁塔作防直击雷保护，设备采取综合防雷措施，就是对自动站系统进行层层设防，综合治理，坚持用“接闪、屏蔽、等电位连接、分流、限压、接地”等措施进行综合防雷。应用了上述综合防雷方法，才能尽量减少不必要的损失，确保自动气象站设备安全运行。
参考文献
区域自动气象站 篇3
关键词：紫金；区域自动站；建设
中图分类号： P411 文献标识码：A文章编号： 1674-0432（2014）-10-82-1
随着气象科技的发展和气象观测能力的提高，决策气象服务对地方防灾减灾工作起到越来越重要的作用。而区域自动气象站时空分辨率强、所获取资料准确度高，使我国地面观测网对各种天气系统特别是灾害性天气系统的监测能力大大加强。紫金县区域自动气象站的广泛建设和使用，为提高天气预报准确度、精细化水平、提升灾害性天气预警能力都提供了重要保障，为政府决策提供了科学依据。
1 区域自动气象站网的建设及运行情况
1.1 紫金县地理状况
紫金县位于广东省中东部、河源市东南部，地形以山地、丘陵为主，属亚热带季风气候，境内矿产、地热等资源甚为丰富。近几十年灾害性天气系统的发生对紫金工农业、林业等领域都产生不同程度的影响，区域自动气象站的逐步建立，对紫金县短时临近预报、决策服务有更加科学的指导意义，为紫金县防灾减灾做出了不可磨灭的贡献。
1.2 区域自动气象站网布局
紫金县气象局在充分考虑当地气候概况、地理环境、工农业布局、防灾重点地段等基础上，选择四周开阔、通信流畅、便于维护维修的地点建站，目前紫金县已建成以紫金遥测站为主中心站、18个乡（镇）站为分站的站网，整套系统与河源雷达、探空、地面等探测设备一起形成多圈层、高密度监测网，时刻监视紫金的风云变幻，大大提升了灾害性天气监测预警能力。
1.3 设备构成
区域站监测设备的选型立足当前、兼顾长远, 选择了长春气象仪器厂的DYYZⅡ型自动气象站设备。该设备每5分钟自动无线传输一次降雨量、风向风速及空气温度观测资料，维护简单，无人值守，具有远程实时监控和可扩展性，为业务发展需要和监测项目增加预留了扩展空间。
1.4 运行情况
紫金县区域自动站网经建设、校准、升级维护以及资料质量控制，目前各站点资料准确性高、可靠性强，资料易备份，仪器设备易维护。气温、降雨量、风向风速数据实现了自动监测、无线传输，并通过自动站处理软件、WEB等方式监控和发布，形成一个多功能、现代化、开放式的监测网。
2 存在的问题
2.1 探测设备、环境难保护
目前各站都是建在乡（镇）政府或学校内,难以保证四周探测环境的变化不影响数据质量，且监测仪器无专人看管，亟待建立长效机制，保护好探测环境和监测仪器，以确保数据的准确性和代表性。
2.2 备件配备不足
站网运行以来，只能做到在县局备份部分配件（通常只有一套备件）。然而仪器常在突发恶劣天气时出故障，有时不止一套设备发生故障，而此时又急需监测设备正常运行，为天气预报和决策服务提供数据，关键时刻没有发挥应有作用。应配备一定比例的备件，以保障及时更换和修复故障仪器。
2.3 维修技术力量薄弱
虽然站网建设发展速度很快，但技术保障没有及时跟上，尤其县局受人员不足和技术能力限制，无专职负责人员，且区域站布局分散、数量多，出现故障后维修人员难以及时到达现场。建议每个台站配备固定的或兼职维护维修小组，多组织培训学习，熟悉自动站原理和运行情况，总结维修经验，不断提升维护能力。
2.4 数据传输通道保障
各站通过GPRS数据通信传输数据，传输质量会受通信网络状态影响。近几年通过与通信运营商协商，对基站的信道资源进行优化以后，通信传输质量得到提高。在选址建站时，要充分考虑通信传输这一因素，以提高资料传输质量。
2.5 仪器校准、维护和数据质量控制有待加强
个别站点不能及时校准和维护，造成监测数据失真，应加强仪器校准、维护和数据质量控制，以提高数据的准确性。
3 建议
区域自动站数量多，分布零散，要保证整个站网的良好运行，必须科学管理, 明确职责，形成完善的站网运行保障系统。上级保障部门对下级进行统一调配和管理，制定规范化故障处理流程，统筹安排好各级仪器备份工作，按规定对设备定期检定，确保站网正常、稳定和精确运行。
4 结语
紫金县区域气象站观测网建设虽然已经初步完成并取得阶段性成果，但还是有待继续完善。要保障区域站的正常稳定运行，需上下联动，健全保障机制体系，提高业务管理效率，加强维护人员的技术培训。正常稳定的区域站网运行，可有效促进灾害性天气预警能力提升，为政府决策提供了科学依据，促进经济社会健康发展。
参考文献
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区域自动气象站数据监控及应用 篇4
为提高灾害性天气的监测预报预警水平, 弥补省内监测站点稀疏、雨量监测能力不足的缺点, 提高对暴雨等突发性、灾害性天气监测预报预警能力, 在原有的全要素自动气象站的基础上, 辽宁省气象局从2003 年就开始逐步在全省布设区域自动气象站, 截至目前, 已经形成辽宁省中小尺度灾害性天气监测站网[1]。
为了充分利用现有数据资源, 葫芦岛市气象局开发了针对全省区域自动气象站的数据应用软件, 实现了对各区域自动站的上传数据监控, 统计到报率, 与各要素的逐时显示等。该程序在汛期的使用中得到了逐步完善, 目前运行稳定, 在业务中得到良好的应用。
1 程序设计思路
本程序是对全省的区域自动站数据文件的释用。区域自动站的数据根据需要可以是每10 min或每1 h采集1次, 主要对每1 h采集的数据进行统计和应用。
首先在1 h的一定时间内下载当前时次的区域自动站数据文件, 下载后即将结果以直观的方式显示在监控和统计程序的窗口中, 可以很清楚地显示出某站当前时次的到报情况, 同时自动计算出到报率。数据文件下载后即可显示, 显示时可以选择任意时间段内各时次数据, 以表格形式显示, 多要素的自动站数据各要素有统计功能, 能计算提取出气温、风和降水量的统计值;也可以与常规的观测资料结合起来在Micaps系统中以Micaps数据格式显示。
2 数据资料
2.1 数据来源
本程序使用的数据为区域自动站的数据文件, 区域自动站有多种, 大致分为单要素和多要素2 类。其中单要素自动站文件为1 h几个文件, 每个文件包含不定数目的自动站数据, 每个自动站2 行数据;多要素文件为每个自动站每1 h一个数据文件, 与地面气象要素数据文件的数据格式基本相同。
2.2 数据文件的基本概况
2.2.1命名规则。多要素数据文件名为“Z_O_AWS_ST_C5_IIiii_yyyy MMddhhmmss.txt”, 单要素数据文件名为“Z_O_AWS_ST_C_cccc_yyyy MMddhhmmss.txt”, 其中“Z_O_AWS_ST_C”为固定编码, “IIiii”为测站的区站号, “cccc”为中心站所在省级或地区级气象台的字母代号;“yyyy MMddhhmmss”为文件生成的时间 (国际时) [2]。
2.2.2 数据格式。 数据格式的详细情况见辽宁省气象局文件《关于建设辽宁省区域自动站信息收集系统的通知》。
3 程序的基本功能
3.1 监控和统计
为了获取某时次的自动站文件, 程序在正点过后一定时间内自动连接到省台服务器, 自动识别当前时次数据文件, 并全部下载到本地服务器中。为了方便自动站管理人员掌握各自动站到报情况, 程序设计时考虑自动计算出每个自动站的到报率, 如果在规定时间内该站文件自动上传成功, 则在程序面板上的相应位置打“√”, 反之, 则显示出一个红色的“×”, 加以警示, 如图1 所示。
3.2 要素显示
监控统计程序在下载文件后, 即可实现要素显示。程序编写时, 考虑要显示任意时间段内的自动站要素, 通过选择起始和终止时间, 在程序中用多个循环语句来实现任意时间段内逐时的循环, 其中还有国际时与北京时之间的相互转换。为了方便省内不同地区的用户使用, 还设置了地区的选择, 使得全省范围内的用户都可以方便地使用。
3.2.1 图表显示。各要素值可通过Listview控件直接显示在程序左面的显示窗口中, 显示时都转换成直观清楚的方式, 例如把风向度数转换成16 个方位角的风向等, 并可以随意按升降排序, 方便了用户的使用。显示时, 单要素文件只显示小时雨量与日雨量;多要素文件将降水、风向风速、气温、最高气温、最低气温都显示出来[3,4]。在显示窗体的右上角是所选地区内的多要素文件的统计值, 可以计算出该地区所选时间段内的总降水量、平均气温、最高最低气温、最大风速、主导风向等统计值, 以及极值出现的时间和地点等, 如图2 所示。
3.2.2 Micaps填图显示。为了方便使用和保存, 可以选择生成Micaps地面填图数据格式, 频率1 次/h, 可以显示出各站的气温、降水、风等信息。这样区域自动站资料与常规的Micaps资料有机地结合在一起, 成为常规资料的一个补充 (图3) 。其中蓝色数据为1 h降水, 红色数据为各地的气温情况。
3.3 程序特点
由于监控程序每个小时都要连接到省台服务器下载文件, 所以程序需要一直启动, 因此在程序设计时, 通过修改电脑系统注册表的方法来实现参数设置, 如ftp用户名、口令、统计下载文件的时间、开机自动运行等选项, 都可以随时更新。通过这样的参数修改, 每次重新启动程序, 都是最新的设置, 方便了使用。
4 应用
在日常的常规业务中, 区域自动站的数据应用非常广泛, 由于该数据为1 次/h, 相比常规Micaps资料更加密集及时, 对短时和临近天气预报的制作有非常重要的指示作用;另外在汛期有降水时, 也是一个很好地收集雨情的工具, 能及时准确地了解到当前的全省降雨情况。例如2005 年的第9 号台风“麦莎”减弱的热带风暴直接影响到了辽宁省, 给该省沿海部分地区造成一定的影响, 在当时对此热带风暴的预报中, 区域自动站的资料给了业务人员很重要的信息;同时在为上级台站及当地领导的服务中, 及时地收集每小时的雨量、各地的气温与风的变化情况, 都起到了十分重要的作用。
在有灾害性天气发生时, 区域自动站的资料又能给业务人员以指示, 同时可以及时监测灾害性天气的发生、发展, 以及各气象要素的变化情况, 对预报方法的研制提供了重要的参考。
另外, 区域自动站的实况资料对数值预报产品的使用也是很好的订正与检验, 在长期的使用中, 能帮助业务人员对各数值预报产品有较准确的认识, 做好预报和服务工作。
5 结语
区域自动气象站的监控与统计显示程序目前已经在2005 年初投入业务使用, 且在以后的气象服务中不断地完善。从使用情况来看, 运行稳定, 已经成为业务人员不可或缺的重要实况参考, 尤其在近些年的重大气象服务中, 利用该程序提供的实况, 为上级台站及地方领导做及时准确的决策提供了重要参考信息。
摘要：对辽宁省区域自动气象站的数据应用软件的程序设计思路、数据资料、程序的基本功能及应用进行介绍, 实现业务技术人员对气象要素的变化情况进行全面掌握, 以更好地做好气象预报和服务工作。
关键词：区域自动站,监控,统计,显示,应用
参考文献
[1]Evangelos Petroutsos.Visual Basic 5从入门到精通[M].北京:电子工业出版社, 1997.
[2]Microsoft Visual Basic 5.0语言参考手册[M].北京:科学出版社, 1998.
[3]姜明, 党岳, 李晓波, 等.区域自动气象站小时雨量数据质量控制方法研究[J].气象水文海洋仪器, 2015 (2) :18-23.
区域自动气象站 篇5
四要素区域自动气象站工作原理及维护
介绍四要素区域自动气象站采集器的工作原理、设备的日常维护和维修方法,为进一步完善湖北区域气象观测网,保证四要素自动站顺利动行提供参考依据.
作 者：向忠芬 作者单位：湖北省宜昌市夷陵区气象局,湖北宜昌,443100刊 名：现代农业科技英文刊名：XIANDAI NONGYE KEJI年，卷(期)：“”(11)分类号：P415.12关键词：四要素 区域自动气象站 工作原理 日常维护
区域气象站常见故障分析及维护 篇6
关键词：区域气象观测站 故障 分析 维护
区域气象观测站是根据中小尺度灾害性天气预警、大中城市、特殊地区和专属经济区的气象和环境预报服务需要，为提高全国中小尺度天气监测和临近预报的水平和能力，并应当地经济社会发展需要而建设的地面气象观测站。为了满足汛期预报水平的需求，每年的6～10月为区域自动加密传输时段。分析并排除自动气象站出现的各种故障，确保自动气象站处于良好的工作状态，是保证对预报分析和对外服务正确性的关键。
一、常见异常数据种类及故障排除
1.雨量数据异常
（1）雨量数据不准确。雨量数据明显和附近雨量点数据不符；数据通讯正常，但雨量数据明显偏大或偏小，可能有以下原因造成：①雨量筒或漏斗堵塞，导致雨量数据不准确。②采集器雨量通讯问题，导致采集器记数不准。③雨量端子上所连接的105电容损坏，导致雨量数据不准确。
（2）没有雨量数据。要检查以下几个方面：①检查线路连接是否正常。②用万用表测量雨量筒的干簧管是否正常。③采集器雨量通訊问题，导致采集器无法记数。④雨量端子上所连接的105是否电容损坏。
2.温度数据异常
（1）温度数据不准确。温度数据明显和附近自动站数据不符；和历史极值差距较大；数据通讯正常，但温度数据明显偏大或偏小，检查以下几个方面：①检查周围的环境是否对温度产生干扰；温度通风罩周围有通风口或者较强的光反射，都有可能造成温度数据不准确。②检查温度传感器是否正常，用万用表测量温度的电阻值，判断是否符合当前温度；更换传感器判断温度值是否正确。③检查数据采集器温度通道，更换数据采集器，查看温度值是否正常。
（2）温度数据没有变化。要检查以下几个方面：①线路连接是否正确；温度线是否破损；温度线连接采集器温度通道的端部接触是否良好。②测量温度输出电阻，传出器可能需要更换。③温度端子和采集器通道接触不良。
3.风传感器异常
（1）风向异常。风向保持某一数据长期不变，检查以下几个方面：①风向是否空接，要检查风线采集器端子接触是否良好。②供电是否正常，四要素站风向传感器供电为5V，输出信号是0～2.5V。③检查风线是否有断开的地方，使其连接牢固。④必要时更换传感器以解决问题。
（2）风速异常。风速值明显偏大，检查以下几个方面：①检查传感器是否受损，若传感器有问题，则更换传感器。②四要素站风速传感器供电为5V，输出信号是静风时0或5V，有风时2.5V左右。③可能是采集器通道问题，应更换采集器再查看风速值。
4.太阳能异常
（1）输出电压不正常。没有电压输出，或者输出电压明显偏低，检查以下方面：①用万用表的直流电压检测太阳能的电压输出，如果没有输出值或者电压偏低，说明太阳能电池损坏。太阳能正常情况下输出电压CAWS600-RT型系列是6～10V。②检查太阳能电源线是否有破损，或断开。
（2）输出电流不正常。电压输出正常，但没有电流输出，检查以下方面：①CAWS600-RT型的太阳能电池在日照良好情况下，电流可达到1A，普通情况下也有0.5A左右电流。②如果测量太阳能输出电流很小或者没有，说明太阳能接线盒里内的二极管可能损坏，或者电池板损坏。
二、日常维护
1.运行环境的维护
观测场地面积及观测场与周围障碍物的距离均应符合规定的标准，若有变化，应及时报告，并采取措施，使其符合要求。观测场地应设置坚固、稀疏、美观的围栏，其高度以达到安全防护要求以及与周围环境相协调为宜，围栏外侧应设立告示牌。观测场地尤其是雨量传感器周围草超高时，要及时剪割，确保观测结果准确性。
2.仪器及附属设备、设施的维护
（1）雨量传感器的维护。定期（一般2～3次/月）清理承水桶内部阻塞物，并清洁过滤网，如有必要，可用中性洗涤剂清洗传感器翻斗。清洗雨量筒时要先拧下雨量外罩，断开雨量通讯线（不要短路），然后取下传感器，清洗漏斗、翻斗及滤网。严禁用手触摸雨量传感器翻斗的内壁，以免沾上油污，而影响正常感应。如漏斗堵塞，可用细铁丝使之通畅。冬季无雨季节应把承水口的盖子盖上。为防止碰撞和承水器变形，可用游标卡尺和水平尺核查。只要没有特殊天气，如受大风的影响，出现沙尘天气，或周围没有树落叶等情况，一般短时间内，下雨时不会造成漏斗堵塞。当前维护中遇到的最大问题是蜘蛛经常在雨量筒内造窝、繁殖，下雨时易造成漏斗口堵塞，增加了维护雨量器的难度。
（2）温度传感器的维护。定期检查温度传感器是否损坏，测量1脚（或者2脚）与3脚（或者4脚）之间的电阻值，正常阻值根据实际温度不同应在80～120Ω。测量1脚（或者2脚）与3脚（或者4脚）之间的电阻值R1，测量1脚与2脚（或者3脚与4脚）之间的电阻值R2，铂电阻的电阻大小R=R1-R2，利用公式：T=（R-100）/0.385算出测量时的温度值，并与标准温度对比，对温度传感器的状况进行初步判断。若是传感器的问题，应更换温度传感器。定期测量温度传感器高度，使之保持在1.5m高度处。
（3）风传感器的维护。风传感器与周围障碍物的距离及与地面的高度，均在规定的标准之内。冬季因下雪或雨凇等现象，风向标有时会发生冻凝现象，应及时清除。
（4）太阳能电源维护。定期维护清理太阳能板，保证其正常采光，尤其是雪后，积雪会导致系统供电异常，应及时扫除太阳能板上的积雪。系统配有2块6V12A·h免维护蓄电池，其寿命一般不低于2年，如果测量电池电压低于6V，则需更换；由于自动站蓄电池过放电，电压偏低，导致自动站无法正常采集数据，有可能白天有数据，而晚上没有太阳时数据无法正常采集，需要更换电池；由于高温、高湿和摆放位置等原因导致电池漏电，致使自动站无法正常工作，需要更换电池。
随着区域气象观测站建设力度的加大，以及对上传数据严格考核的进一步要求，要切实认真做好区域气象观测站的运行维护管理工作，除了要保持自动站设备处于正常连续的运行状态，还要经常查看区域气象观测站数据有无疑误现象，发现异常数据时，要及时分析异常原因，找出故障所在并及时排除，确保自动站观测数据准确可靠。
参考文献：
[1]姜冬梅，薛亮美.区域气象观测站常见故障分析及解决办法[J].山东气象，2010，30（1）：69-71.
现代区域自动气象站的维护策略 篇7
1 硬件维护
硬件是区域自动气象站的重要组成部分,由于硬件系统涉及到很多实用的设备,是整个区域自动站赖以存在的基础,硬件装置的性能直接决定了整个气象站作用的发挥。区域气象站管理人员在制定维护方案时必须要重视硬件装置的维护维修,这样才能满足使用需要。
1.1 传感器
1.1.1 风向风速传感器的维护
区域自动站的风向传感器为单翼风标,当风标随风转动时带动格雷码盘,经电路转换成模拟电压输出,该电压由采集器计算出一个对应方向。风速传感器是风带动风杯转动产生脉冲信号,该脉冲信号的频率与风杯转速成正比关系,再经采集器计算可得实际风速。日常检查维修时,对风向和风速的传感器轴承进行依次目测检查,清除积聚的污垢;经常观察风杯和风向标转动是否灵活,发现异常时应及时处理;经常查看风杆拉绳是否松动,如果有松动及时拧紧,并校准垂直度。用万用表测量风向及风速输出状况,只能达到初步判断水平,要进一步了解情况需要专用的仪器。
1.1.2 温度传感器的维护
常用的温度传感器(PT100),是由铂金属制成,利用待测环境(T)与铂电阻的阻值(R)之间的对应关系,即空气温度每上升或降低1℃,阻值对应升高或降低0.385Ω。测温铂电阻,采用四线测量方式,一般由两根黄色线,两根绿色线组成。同色线电阻处于短路,异色线电阻处于80—120欧姆之间,且电阻值随温度的变化而变化。日常检查检查维修时,用万用表测量低阻值,尽量不要接触被测物,因为人体的介入会影响测量的准确性。当温度数据跳变,一般是因地温管进水,或是地温探头自身性能变差造成,可采用相应的修补漏点或更换探头来解决;当出现极限温度,测得远超过正常值的温度,一般是因为四根温度传输线存在断路,找到断路点修复即可。
1.1.3 雨量传感器的维护
雨量传感器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗等组成。常见问题主要有:数据线故障,会出现雨量数据缺失或激增现象,需仔细测量查找,必要时可直接更换之;机械故障,检查漏斗通道中是否有碎片,入口和出口处是否有堵塞物,若有污物则除去并清洁过滤网,如有必要,漏斗表面可用中性洗涤剂清洗,但清洗后严禁用手触摸翻斗内部,清洁维护时应断开信号连接线;干簧管故障,可用万用表电阻档或鸣叫档测量干簧管好坏,高度怀疑且不切定时,可以更换之。另外,检修和维护雨量传感器后,一定要做好测试。
1.1.4 气压传感器的维护
气压传感器多为智能传感器,有多种设置和输出模式,借助计算机串口能直接读出气压输出值。日常维护时主要检查气压通气嘴,确保不能有异物堵塞和污染。若采集器中的蜂鸣器每隔l分钟叫1次则说明有可能是气压传感器故障,首先检查电源,若电压正常,而前面板上的气压显示无数值,可能是传感器损坏,应及时进行维修或更换。
1.2 采集器
区域气象站中的采集器是极为关键的装置,影响着区域气象站的数据信息收集状况。维护这一装置时需要做好定期检查工作,需要对整个装置结构的状态进行仔细检查,主要包括采集器两个LED指示灯与一个蜂鸣器,采集器各通讯线接头和各传感器的接地接头等。由于区域自动站常年处在室外,常期遭受各种因素干扰,容易造成各种数据异常,甚至引起系统整体死机等现象,所以在实际安装维护中,应严格采取屏蔽措施。同时自动站运行情况与中心站息息相关,中心站负责对站点进行校时、加密、重启等多种远程控制。在检查和维修时,要及时与中心站沟通,确保数据准确无误,在故障分析时,要适当考虑中心站因素。
1.3 供电系统
电源系统是为整个区域自动站提供电源保障的核心部分,日常维护检查最为重要。判断自动站故障时总是先检查电源系统有无故障。区域自动气象站一般建在偏远地区、无人值守的地方,所以整机选用太阳能供电,由太阳能电池板产生的不稳定直流电压经防雷处理后进入充放电控制板,电压经稳压对蓄电池进行充电,再由蓄电池稳压输出向GPRS通信模块与采集器主板单元供电。蓄电池输出电压低于正常值时,要及时更换蓄电池。充放电控制模块由于缺少防过放功能,属于易损器件,需要有充足的备件。
1.4 通信模块
区域自动站受潮湿空气影响,手机卡和卡槽之间的金属接触点常会出现氧化膜,能影响到设备的通讯上线,会造成自动站数据和报文无法及时上传,需要进行擦拭处理。由于客观原因,一些处于偏远地点,GPRS信号可能较差,可以将天线取出置于采集器箱体顶部,并调整天线的指向,必要时可以更换大尺寸天线。某些情况下,通讯状况受相关公司信号影响,会出现不稳定现象,必要时与之沟通处理。
2 软件维护
2.1 自动气象站软件维护
自动气象站软件主要包括采集器系统程序、自动气象站监控软件、地面气象测报业务软件等。采集器系统程序在生产过程中已经存储在单片机中,不需要台站日常维护,但采集器内部存储器在长时间运行过程中会产生大量电子碎片,应定期清空采集器内数据,避免出现数据存储错误或无法读取。自动气象站监控软件和测报业务软件的维护,主要检查各类参数设置是否正确,经常关注网站关于软件升级或补丁程序下载的通知,做好升级工作。
2.2 应急传输及其他应急软件
自动站处理计算机除安装自动气象站软件外还应有其他备用传输软件系统。GPRS网络需要修改IP参数,应在工作电脑桌面上建立相应的文件,内容包括IP信息以及修改方法,以备应急之需。同时,把直接联接到无线路由的专用网线一端联接好,另一端固定在计算机旁,并加上标签说明。拨号网络在计算机内提前设置好,并把专用MODEN同电话线联接好放置在适宜位置,遇到紧急情况及时能够及时切换并能保证随时接通。
参考文献
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区域自动气象站 篇8
1 区域自动站组成
区域自动站主要由数据采集系统、GPRS通信网络、传感器、供电系统、主控微机等几部分组成。采集器是区域自动气象站的核心部分, 传感器主要有风向风速、温度、雨量等, 其他部分主要是电源部分, 数据处理部分, 串行接口部分, 采集通道等组成, 主要实现了气象要素的数据采集、处理、存储、传输等功能。
2 区域自动站故障判别的基本方法
掌握区域自动站的基本结构和工作原理, 是判断和解决设备故障的基础, 应用判断故障的基本方法, 可以快速判断出故障的部位。
2.1 直接观察法
直接观察法是观察检查区域自动站内外部件, 用眼看、手摸、耳听、鼻闻等手段判断故障部位, 有无部件开裂、脱落, 元件开焊、锈蚀, 线路断开、老化, 是否受雷击等现象发生。直接观察可以大致判断故障部位, 为下一步检修服务。
2.2 电路测量法
电路测量方法是用万用表电压、电阻、电流等挡位测量电路元件、线路通断, 依照电路设计参数来判断故障现象。可以测量蓄电池电瓶的电压 (一般12 V) 、充电二极管正反向电阻、干簧管的合分、铂电阻的好坏等找出不符合电原理的故障原因, 从而快速准确地发现故障。
2.3 元件“替代”法
所谓“替代法”是在万用表不能准确判断的情况下, 怀疑某元件有问题, 就要用好的元件替代所怀疑的元件, 看故障现象是否消除, 如果仪器正常说明所替代下来的元件是损坏了。如电阻的热稳定性是万用表不能准确判断的, 数据采集器是集成电路坏了只能替代更换。
2.4 缩小范围法
缩小范围法顾名思义就是把故障尽量缩小范围, 整套采集器的部件很多, 要准确确定故障部位是比较困难, 应该断开部件之间的相互连线, 把产品分成了一个个独立的部分, 范围就会缩小了, 检查分析就相对容易一些。如把仪器拆成电源部分、单片机部分、传感器部分, 再对各部分分别检查。
上述四种方法是相辅相成的, 不是独立的, 只有经过长期实践, 把这几种方法融为一体, 才能在维修过程中得心应手。
3 区域自动站常见故障分析及快速排除
3.1 电源通信数据采集器部分故障排查列表说明
(如表1)
3.2 雨量传感器故障
雨量部分的故障是目前自动站出现最多的故障。雨量传感器是由承水器、上翻斗、汇集漏斗、记量翻斗、记数翻斗和干簧管等构成。其工作原理是:雨水由承水口汇集进入上翻斗, 然后进入记量翻斗, 当有0.1 mm降水时, 记量翻斗就翻动一次, 最后雨水由记量翻斗倒入记数翻斗。记数翻斗的中部装有一块小磁钢, 磁钢上端装有干簧管, 记数翻斗翻一次, 干簧接点因磁化而闭合一次, 并送出一个电路导通脉冲信号, 信号经连接电缆传到主机 (如表2) 。
3.3 温度传感器故障
在区域自动气象站中用到的温度传感器是采用四线制铂电阻测温, 它是根据铂电阻的电阻值随温度变化的原理来测量温度的, 铂电阻的特性是当温度接近0度时电阻的阻值是100Ω (断电测量) 。检查温度传感器是否损坏, 可参见图1。
测量A脚与C脚 (或者B脚与D脚) 之间的电阻值为R1, 测量A脚与B脚 (或者C脚与D脚) 之间的电阻值为R2。铂电阻的电阻大小R=R 1-R 2, 利用公式:T= (R-1 00) /0.3 85计算出测量时温度值, 并与标准温度对比, 对温度传感器的状况进行初步判断, 若两者相差太大, 则是传感器问题应更换。
如果没有温度数据, 检查温度传感器的连线与采集器是否连接牢固, 日常要保证传感器的清洁, 不要与周边物体接触, 不要用手触摸, 否则会影响温度的准确性。温度数据不准确, 检查以下几个方面: (1) 检查周围的环境是否对温度产生影响; (2) 检查温度传感器, 是否正常, 用万用表测量温度的电阻值, 判断是否符合当前温度; (3) 检查数据采集器温度通道是否有问题。温度数据没有变化, 要检查以下几个方面: (1) 线路连接是否良好; (2) 测量温度输出电阻, 传感器可能需要更换; (3) 温度端子和采集器通道接触不良。
3.4 风向风速故障
风向传感器工作原理是:风向传感器顶部有一组随风定向的风向标组件, 角度变换采用7位格雷码光电码盘。码盘上下面有7个发光和7个光敏元件, 用来产生格雷码。风传感器的损坏多数是发光或光敏器件损坏引起的。从格雷码盘的编码特征, 可判断风向传感器故障的内部部位。风速传感器工作原理是:风速感应元件为三杯式风杯组件, 风速信号变换电路为霍尔集成电路, 在水平风力推动下风杯组件旋转, 带动霍尔棒盘旋转, 其上的小磁体通过霍尔磁敏元件时感应出脉冲信号, 频率随风速的加大而线性增加。风速传感器的损坏多是霍尔磁敏元件损坏引起的。风向异常应检查以下几个方面: (1) 风向是否空接, 要检查风线采集端子接触是否良好; (2) 供电是否正常; (3) 检查风线是否有断开的地方, 使其连接牢固; (4) 必要时更换传感器。风速异常应检查以下几个方面: (1) 传感器是否受损; (2) 传感器供电电压是否正常; (3) 采集器通道是否有问题。
区域自动站正常运行要保证中心站的收报率和数据库的入库率, 才能使其区域站的资料得到最大化应用, 因此, 除了分站的电源、板卡、传感器故障需要现场维护外, 日常对数据的传输、收报、入库适时监控和故障排除尤其重要。
4 结语
随着区域自动站的不断扩建以及对上传数据严格考核, 要切实做好区域气象自动站的运行维护工作, 必须加强监测, 增强区域站故障检测和判断能力, 提高区域站故障排除效率, 确保自动站正常运行和质量提高。
参考文献
[1]孔祥良, 张红艳, 王健全.区域气象观测站常见故障分析与日常维护[J].现代农业科技, 2010 (20) :40-41.
[2]向忠芬.四要素区域自动气象站工作原理及维护[J].现代农业科技, 2009 (11) :326, 328.
区域自动气象站 篇9
1 常见故障及处理
1.1 通讯故障
1)通信模块指示灯显示不正常,中心站收不到数据。查看数据(SIM)卡是否欠费,如欠费应及时充值;现场检查通信信号是否不佳。用手机测试站址网络信号,发测试短信,请通信公司调整当地信号强度。如果(SIM)卡故障,用备份卡替换确认;如果通信模块损坏,及时更坏模块。2)无线通信有时正常,有时不正常,导致中心站部分时次数据收不到。检查通信模块连接扁线、天线、(SIM)卡等是否连接不良,将扁线、天线、(SIM)卡等重新紧固或更换;再检查信号是否不稳定,请通信公司调整当地信号强度。
1.2 死机故障
区域站设备经过长时间运转,由于若干不知名原因,造成死机而无数据。一般显示信号、电池供电均正常。将设备开闭重启,数据恢复正常。
1.3 太阳能电池板故障
1)利用太阳能电池板供电的区域站,白天中心站接收数据正常,晚上接收不到数据。首先检查蓄电池与充放电控制器之间是否没有连接好,导致晚上蓄电池无法放电,从而采集器、通信模块无法正常工作。通过接插件将蓄电池连接到充放电控制器上;其次检查太阳能电池板电源线与太阳能电池板之间连接是否可靠,如果不可靠将会影响充电效率;再次查看太阳能电池板面是否被灰尘和杂物覆盖,应定期清理板面以防灰尘太多影响电能转换效率。2)阳光很充足,区域站不工作。太阳能电池输出线是否可靠连接到充放电控制器上,将太阳能电池输出线可靠连接到充放电控制器上;检查蓄电池性能是否下降或损坏而充不进电,应该更坏蓄电池;检查蓄电池电压是否太低,控制器过放电保护切断负载,蓄电池充足电后故障会自行解除。
1.4 供电系统故障
蓄电池电压小于6伏时,出现供电故障,造成夜间区域站无数据。首先检查电源线是否有破损,接线处是否有松动;其次检查电源是否工作在正常状态,电压输出过低或过高都会造成传感器或采集器工作不正常。如果电源工作不正常,首先检查保险管。假如电压没有输出,需要检查时,最好关闭开关,断开交流电源线,再按此顺序进行检查:输入、控制、输出灯;若指示灯指示有输出电压,而采集器无电压,首先查看输出保险管是否正常,然后再查看连接线路情况;遇到长时间阴雨天气导致太阳能电池板无法正常供电给蓄电池,蓄电池长时间电压亏损而被损坏时,应及时更换蓄电池。
1.5 翻斗式雨量传感器故障
1)雨量筒承水器、汇集漏斗被堵塞。区域站安装在野外,自然环境特别恶劣,雨量筒承水器、汇集漏斗容易被周围植物枝叶、蜘蛛网及昆虫分泌物等堵塞,应该定期清理维护,在10月至次年4月期间应该加盖保护。
2)翻斗式雨量传感器的干簧管损坏。用万用表选用蜂鸣档,将两根测笔头分正负极接到雨量传感器的接线端上,轻轻翻动计数翻斗,如果听到不到蜂鸣声,说明干簧管已损坏,应及时更换干簧管。
3)雨量传感器数据线断路。区域站有降水,中心站没有接收到降水数据,检查雨量传感器到采集器数据线是否断开,从采集器上取开雨量数据线,将正负极连在一起,用万用表(选取电阻档),测量雨量传感器数据线接线柱正负极,若数据显示无穷大,说明数据线断开,更换数据线。
1.6 风传感器故障
风故障有多种。风速正常,风向缺失。检查风数据线是否断开;若风数据线无问题,则更换传感器;风统计错误,出现小时极大风速小于最大风速。因为极大风速和最大风速均为主板统计形成,因此可排除传感器故障,应将风传感器和主板换为统一厂家产品。
1.7 温湿度传感器、气压传感器故障
区域站温湿度、气压数据出现异常或缺测时,检查数据线或插头是否进水造成短路,应更换数据线或拧紧插头;采集器采集到的数据异常偏小时,一般情况是传感器故障,更换温湿度、气压传感器后恢复正常。
1.8 区域站数据采集器故障
数据采集器右上角有一个状态工作指示灯,根据指示灯的闪烁情况判断故障,正常状态下红色指示灯为闪烁,闪烁间隔为3s。闪烁间隔不对时有可能是采集器程序走乱,这时采集器数据不正确,重新启动采集器;传感器有故障时,也有可能影响采集程序运行情况,这时可以先拔下采集器上所有传感器的插头,只留供电端,查看采集器工作是否正常。若正常,再依次插上传感器插头,从而判断是哪一个传感器引起的故障。
1.9 其他注意事项
在区域站维护维修过程中,接插各种接线端子和撤换、安装传感器时均不要带电操作。
2 区域站日常维护
1)供电系统维护。定期清理太阳能电池板面灰尘,检查太阳能供电线是否有断裂;检查蓄电池电压,并有备用蓄电池。
2)雨量传感器。定期检查雨量传感器,清理承水桶内部阻塞物,将传感器底座进线孔用胶带堵死,防小虫、蜘蛛进入堵塞漏斗。
3)观测场维护。定期巡视观测场环境状况,修剪杂草、清除杂物,保证采集数据准确。
3 结语
开展区域站维护维修工作,确保区域站仪器设备运行正常,保证观测数据的时效性、连续性及准确性。县级气象部门的仪器设备保障人员应该努力钻研仪器设备维护维修方面的知识,积极参加省、州局组织的技术交流和技能培训,提高县级气象部门仪器保障人员的理论水平和维护维修技能。力争做到一旦管辖区域内的区域站仪器设备出现故障时,能够快速判断故障并及时排除,确保区域站正常运行,在防灾减灾气象服务工作中发挥最大的作用。
摘要：为保障区域自动气象站(以下简称区域站)正常运行,解决区域站出现的故障,加强对区域站维护维修是非常重要的。本人总结了近十年来对区域站维护维修工作中的经验,提出便捷的解决方法,提出维修中应注意问题,供有关人员参考。
关键词：区域站,故障处理,维护
参考文献
区域自动气象站 篇10
1 自动气象站工作不正常
自动气象站无法正常完成采集、计算、存储、输出数据等功能。这类故障原因较多, 判断和排除比较困难。属于软件方面的, 多半是强干扰, 例如雷电引起的;属于硬件方面的, 多半是电源系统故障引起的。在日常的维护中, 近几年安装的区域自动站基本都是太阳能电池和蓄电池供电, 有时出现数据不能正常传输, 应考虑蓄电池使用的期限, 一般寿命为1.5~2.0年, 这要视具体情况来确定, 当白天能传输, 夜间数据中断, 说明蓄电池可能使用寿命已到期限, 蓄电池已无法再储存电能, 应立即更换蓄电池。太阳能板被遮挡物遮挡无法采集太阳能时, 很容易造成蓄电池亏电, 致使蓄电池过早老化无法储存电能, 在夜间数据传输时极易中断, 请及时调整太阳能板采集光线位置或再增加1块太阳能板。另外, 强雷电也能损坏采集器, 导致自动站不能正常工作。
2 气象要素测量性能下降
一般所说的超差或测量数据严重错误, 其特征是自动站正常, 这类故障的判断和排除比较容易。故障原因多半是传感器性能下降引起的[3]。
2.1 温湿度传感器
温湿度传感器系进口传感器, 湿度敏感元件为高分子材料的湿敏电容, HMP45D湿度与温度探测器是世界上最好的温湿度元件[4], 在发现性能下降之前, 一般无需特别维护。使用温度资料时, 各区域站的温度数据在不同的地域有所差别, 在最高气温和最低气温应用上反映出来的日数据差距比较明显;如在春秋季防霜冻期间常常出现最低气温偏离相对正常最低气温, 温差大的经过差距比较达-10~18℃, 容易在低温霜冻气象服务预报时造成错误判断;夏季最高气温与相对最高气温比较差距达20℃左右, 对预报高温天气带来不便。以维护中的某站为例:通过近几年的观测资料分析和现场维护比较, 查阅相关资料和查看温度传感器工作原理, 最高气温和最低气温与正常周边最高和最低气温差距较大, 准度失真, 使用价值降低, 经过多次数据比较, 在数据检查中发现其他数据都正常, 只有温度数据不正常, 造成温度差距大的主要原因是在防雷接地处理或者等电位连接线接地装置接触不良。温湿度传感器故障检查方法是:关闭采集器电源, 拆掉所有连接的接地装置, 重新启动电源卸载数据, 经查看数据全部恢复正常;需检查接地连接装置重新进行处理, 发现在初始安装时, 由于接地体锈蚀, 分析采集器接地线在释放雷电流或自身消耗电流时无法释放, 与接地装置之间产生阻滞释放作用, 致使温度传感器产生感应回流, 采集器处理数据错乱造成温差, 经过重新处理, 在锈蚀接地体结合处连接上接地装置。再次开启电源卸载分钟数据观察温度数据变化情况, 所有数据都恢复正常, 通过几个月的观察与周边站比较再无失真现象出现。
2.2 雨量传感器
近几年在雨量传感器现场维护中存在以下问题:一是正常的雨量无数据。在正常的雨量维护中, 一般大多数为翻斗和雨量器漏斗堵塞, 通过清理堵塞漏斗孔都能够得到解决并及时恢复。二是在雨量没有堵塞的情况时, 无雨量数据。带一块万用表到现场, 拧下雨量器两接线柱线头, 用万用表测试两接线柱, 下翻斗翻动后, 查看万用表数据指示情况, 无数据一般是干簧管已经损坏或下翻斗中心处磁铁失去磁性, 需要更换恢复连接。三是有降水, 无堵塞现象, 下翻斗翻动不记录数据。通过现场用万用表测试, 下翻斗中心处磁铁磁性检查正常, 经测试判断为干簧管故障或已坏, 重新更换干簧管后雨量器恢复正常, 在维护中多加注意。
3 中心站数据显示不正常
这类故障现象的原因主要来自于网络。主要是看采集器网络传输设置参数配置是否正确;看与网络相关的硬件连接是否正确, 如天线、SIM卡座等;检查中心站各项网络配置是否正常;检查网络业务是否开通或欠费及网络信号强度等。
4 结语
自动站除了按照规范要求做好维护外, 还要根据各种故障现象做出正确的判断, 并加以排除;同时应掌握相关的自动站原理知识, 适时地运用到工作中去, 以确保数据的准确性。
摘要：针对区域自动站在运行中的常见故障进行分析, 并总结了其维修方法, 以期为自动站出现的简单故障排查提供参考。
关键词：区域自动站,常见故障,原因,维修方法
参考文献
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自动气象站的管理与维护 篇11
【关键词】自动站管理维护
一、引言
自动气象站是一种能自动观测和存储气象数据的设备，它不但能提高观测的准确性和精确度，而且大大减轻了气象观测人员的工作量，提高了工作效率。到2011年6月，抚顺市已建设完成了区域自动气象站49个，实现了全市每个乡镇都建有一个区域自动气象站的目标。但是，自动气象站在运行过程中往往会出现一些故障和问题，需要我们气象观测人员做好日常管理和设备维护工作。
二、自动气象站的日常管理
东乡县各个乡镇的的自动气象站应设专人管理，定期进行检查，做好防雷、防鼠工作和电缆、插头座的维护工作。
1.防雷
东乡县自动站大部分设备都是金属制造的，一旦遭到雷击，强电流就会经由这些金属设备的信號电缆电磁藕合到设备，损坏传感器、采集器和计算机，这就直接影响到数据的采集，造成观测项目的缺测。所以观测场内所有金属仪器和计算机设备均要良好接地，此外，值班室的供电系统也要加装三级防雷器，以免雷电从电源线进入，损坏设备。
2.防鼠
因为自动气象站传感器感应的气象要素变化，是通过信号电缆传送到采集器上进行处理的，所以，一旦电缆被老鼠咬断，不但更换起来麻烦，还会使传感器感应的数据不能顺利传输到采集器上，造成缺测。所以，地沟盖板及阴井盖都要定期检查，随时盖好，值班室门窗也要采取防鼠措施。另外， PVC管口都要用清洁球堵住，以防老鼠钻入破坏。
3.电缆和插头座的维护
由于自动站电缆经常暴露在外，经过较长时间的风吹雨淋日晒，电缆表面往往能见到老化开裂的痕迹。室外的插头座也容易生锈和或被外力拉松。所以，平时要加强电缆与插头座的维护和检查，及时发现上述原因造成的损坏，及时更换损坏的电缆或插头座。
三、自动气象站设备的维护
1.雨量传感器的维护
雨量传感器是自动气象站中最易发生故障的部分，所以应加强维护。雨量传感器发生故障的原因主要是有灰尘或小虫等堵塞漏斗，造成降雨记录失真。所以，平时要经常检查承水器中的通道是否有碎物堵塞，清洁承水器。特别是在预测有降水时，在降水来临前进行一次清洁，就可以大大降低故障率。其次，要将防堵罩和长过滤网拿掉，用清水将外筒冲洗干净，并将防堵罩和长过滤网刷洗干净再放回外筒中，清洗外筒时不要使用尖锐物体，以免承水器下面的铃状组件脱落。此外，还要旋开外套筒的三颗固定螺钉，对雨量器的内部进行清洁。取出的翻斗用清水刷洗干净，并将清洗后的翻斗背面用布檫干净，不要碰撞且注意不要用手触摸翻斗内侧，将翻斗放回原处，用手轻轻拨动翻斗螺钉处看漏斗能否正常翻转，以免放置不正确造成翻斗不能正常翻转，影响其正常工作。要注意的是，在清洁雨量传感器时应将两根信号线断开，同时将雨量信号线从采集器上拨掉，以避免清洁时产生不正常数据。
2.温湿传感器的维护
温湿传器同时测量空气温度和湿度。温度传感器的工作原理是电阻值随温度的变化而变化，采用标准四线制电路测量电阻的变化可计算出温度的变化。湿度传感器的工作原理是高分子湿敏电容随高分子膜的吸、放湿而变化，通过测出振荡电路的频率即可计算出大气相对湿度值。温湿度传感器的维护主要是在发现传感器滤膜灰尘较多时用毛刷将灰尘刷掉，防止由于灰尘较多造成湿度误差增大。同时要定期按规定更换滤膜，在每次校验仪器或换用新仪器后要密切监测其运行情况，以便及早发现问题。
3.地温传感器的维护
安放地面温度传感器和浅层地温传感器的裸地地面应疏松、平整、无草。保持地温传感器一半埋入土中，一半露出地面，埋入土中部分必须与土壤结合紧密，露出地面部分要保持清洁，及时擦除上面的雨露和杂物。降水过后需及时松土，松土后埋入土中的地面温传感器部分周围的土必须踩实，否则感应的地温值就会与人工观测值出现较大偏差。浅层地温传感器安装支架的顶端要与地面齐平。在一次大的降水过后要仔细检查深层地温传感器套管是否进水，若进水，应用头部缚有棉花或海绵的细杆插入管内将水吸干，若经常积水，应查出原因予以修理。
4.风向风速传感器的维护
风速传感器的感应元件为三杯式风杯组件。风向的信号发生装置由格雷码盘、发光管、光敏管等组成。应经常观测风向风速传感器转动是否灵活，可在1级风时观察，若转动不灵活，应及时清理污垢，并在轴承上添加润滑油，或者更换风向风速传感器。因为冰雹会打坏风向风速传感器，所以下过冰雹后必须仔细检查风传感器有否受损。所以，要经常与人工观测风向对比，以便及早发现，及早处理。
5.采集器的维护
采集器是自动气象站的核心，所有原始数据均要在此进行处理，然后传输到计算机上进行显示。一旦发生故障。所有项目都会缺测，所以采集器的维护非常重要，平时要注意检查采集器的工作状态，保持采集器的整洁，上面无覆盖物。当发现采集器上时间的秒闪灯不闪烁，那么采集器的主芯片一定处在死机状态，重新开机就可以解决，解决不了的，更换采集器即可。注意应使采集器雨量显示恢复为00，以免造成人为增加雨量值。
6.通讯组网系统维护
自动气象站资料的及时上传需要通讯系统的正常运行。目前我们使用的是宽带和GPRS通讯方式，应时常检查交换机上的指示灯是否亮的正常，定时对GPRS线路进行测试，发现线路不通时应及时通知移动公司进行维修，保证其畅通。
四、结语
自动气象站通过对地球表面一定范围内的气象状况及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定，为天气预报、气候分析、科学研究和气象服务提供了重要依据。所以，这就要求我们的气象工作者具有高度的责任心和使命感，做好自动站的管理与维护工作，使其为国民经济现代化建设发挥更大的作用。
参考文献：
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M]. 北京：气象出版社，2003.
[2]朱小燕.自动观测常见的问题及解决办法[J].广西气象,2004,(4):32-33.
作者简介：陈志平（1971-），男，汉族，江西省东乡县人，本科学历，工程师，从事大气探测和大气科学研究。
区域自动气象站 篇12
2011年为增强为地方特色产业服务的内涵, 中宁县气象局自己争取地方资金, 在枸杞产业园区布设区域自动气象站2个, 重点开展与枸杞生长发育密切相关的地温、降水、气温、风向、风速、湿度等6个气象要素的观测。区域自动气象站的建设, 填补中宁县空间区域上的空白, 观测数据有效地为后期气象服务工作提供重要参考依据, 尤其雨量和风向风速观测数据成为县委、县政府领导重点关注对象;同时, 中宁县局依据观测数据及时开展精细化的气象服务, 也赢得县委、县政府领导的认可和赞赏, 作用十分明显, 但区域自动气象站维护、保障任务逐步增重, 对技术的要求也逐步提高。为此, 笔者通过对中宁县县境内区域自动气象站日常维护、常见故障维修方法进行总结, 为今后日常保障工作中类似问题的解决提供参考。
1 工作原理
区域自动气象站的基本原理是传感器将对应气象要素的变化转换成电信号的相应变化, 这种变化由单片机控制的数据采集器所采集, 进行线性化和定标处理, 实现工程量到要素量的转换, 并对数据进行质量控制。经过预处理后得出各个气象要素的实时值, 然后由通信模块传输到中心站的微机上。
2 通信工作方式
区域自动气象站数据传输采用GPRS/CDMA网络通讯技术。由于CDMA网络的带宽和传输速率高于GPRS网络, 与区局信息中心的通讯使用专线光纤, 更加提高了数据传输的可靠性和稳定性, 因此中宁县境内区域自动气象站建设中数据的传输主要使用CDMA通讯方式。但由于中宁徐套乡、喊叫水长山头地区CDMA信号弱, 传输质量低, 为此更换成GPRS通讯方式。
3 日常维护、保障程序
一是运行状态实时监控。在日常工作, 区域气象观测站运行实时监控系统主要是http://172.23.105.33/, 根据每小时上传状态信息实时监视区域自动气象站的运行状态。二是供电状况监视, 根据http://172.23.105.33/监控平台, 发现连续夜间数据无法上传, 白天太阳能及时补充电压时数据续传正常现象, 即可初步判断蓄电池欠压。三是通过区域自动气象站数据查询系统, 监视区域自动站采集数据合理性、正确性, 发现明显差错、疑误及时与区局相关单位联系, 协商解决。四是通过短信功能监控区域自动气象站参数配置。
4 故障维修方法
在日常维护工作中, 为确保高效、高质量完成保障任务, 一般区域自动气象站的故障主要通过以下方法解决。
4.1 通过监控软件及短信功能进行判断
可通过相关的运行监控软件, 及时发现问题并作出初步判断。通过短信功能查看故障区域气象站的参数配置及话费状态, 同时根据短信功能可以确定区域气象站是否正常运行, 提高远程解决故障的能力, 若短信无回复即需赶赴现场处理故障。
4.2 到达现场首先查看采集器上指示灯状态
采集器正常运行过程中绿色 (电源) 指示灯3 s闪2次表示设备已经与中心连接正常, 否则可根据另4种判断:常灭关闭模块、1 s闪1次设备正在查找网络、3 s闪1次设备正常找到网络、1 s闪2次设备正在激活GPRS并连接TCP状态。测量红灯 (网络) 指示灯3 s闪1次表示设备正常找到网络, 若1 s闪1次则设备正在查找网络[1]。
4.3 用万用表测量电池电压、太阳能供电电压
一是测量蓄电池电压。用万用表直流档 (20 V) 测量蓄电池工作电压值。在白天太阳能充足的情况下, 测得工作电压应当高于6.7 V;在夜间, 蓄电池工作电压应当在6.3 V左右。如果电压低于5.5 V, 电源将不能保证自动站的正常工作。若单独测量电池电压, 需断开电池输出端。二是测量太阳能板充电电流。用万用表电流档 (2 A以上) 测量太阳能电池板充电电流, 在不同日照情况下, 充电电流大小应当不同, 太阳充足的情况下, 电流为1 A左右。如果无电流则说明太阳能板故障或供电电线断路[2]。
根据近2年维护保障工作, 发现电源故障的主要原因是电池电压不足, 至此可简单判断是否是电池原因造成数据上传不正常, 更换电池再进行状态和数据监控后故障即可排除;同时, 初步测量判断时, 分别对电池供电和太阳能供电进行分开测量与逻辑对比分析, 对DY07也进行初步的判断, 并通过更换DY07连续监测, 确定故障原因, 如果数据仍无法正常上传, 可继续下面的检查步骤 (下同) 。
4.4 重启采集器
在重启前先查看接线柱是否松落, 应重新紧固、插拔 (谨记检查接线柱必须在关闭采集器状态下开展) , 按动采集器电源按钮, 系统通电后绿色的电源指示灯亮起, 连续2声蜂鸣声, 指示设备通电启动成功。正常通电约10 s后红色的网络指示灯由1 s闪1次变为3 s闪1次, 表明设备已经正常注册到无线网络上, 采集器重启正常后可连续监控数据传输状态及质量, 经监控运行正常, 可排除线路松落原因[3,4]。
5 结语
根据近2年保障工作, 通过上述步骤可将区域自动气象站常见故障排除, 剩下只需针对采集要素故障现象判断, 常用方法是利用最近同类型自动气象站进行测试判断故障法, 完成以上基本步骤, 可判断除采集器以外的故障, 经此故障解决后数据仍无法正常上传, 可初步判断是采集器主板故障, 亦可同时采用最近同类型自动气象站进行测试判断故障法进一步确定。
摘要：介绍了区域自动气象站的工作原理、通信工作方式及日常维护与保障程序, 总结了其故障维修方法, 为日常保障工作中遇到类似问题提供解决方法。
关键词：区域自动气象站,工作原理,故障维修,方法
参考文献
[1]王大鹏, 金岩.区域自动气象站常见故障及对象[J].内蒙古科技与经济, 2011 (20) :50-51.
[2]刘岩, 马辉.区域自动气象站常见故障分析及处理[J].山东气象, 2011, 31 (3) :66-67.
[3]摆琰.昌吉区域自动气象站常见故障及维护[J].沙漠与绿洲气象, 2011, 5 (S1) :60-62.