羅 瀟 劉洪文

（1.祁陽縣氣象局，湖南祁陽 426100；2.新田縣氣象局，湖南新田 425700）

淺談ZQZ系列自動氣象站的維護(hù)維修及典型實例分析

羅 瀟1劉洪文2

（1.祁陽縣氣象局，湖南祁陽 426100；2.新田縣氣象局，湖南新田 425700）

根據(jù)ZQZ系列區(qū)域自動氣象站工作原理和硬件系統(tǒng)的配置，對自動氣象站各部分容易出現(xiàn)的問題故障及排查方法加以說明，并通過舉例進(jìn)行分析說明。

自動站 故障排查

區(qū)域自動氣象站是指在某一地區(qū)根據(jù)需要建設(shè)的，不借助人工干預(yù)就能自動探測多個氣象要素、自動生成報文，并將探測數(shù)據(jù)定時傳給中心站的氣象站，它的出現(xiàn)填補(bǔ)了氣象空間區(qū)域探測的空白[1]。永州地區(qū)目前共有363個區(qū)域自動氣象站，大多為ZQZ型，由于區(qū)域站都是布置在室外，受日曬雨淋、雷電大風(fēng)、低溫冰凍及人為因素的影響，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障，這時就需要業(yè)務(wù)人員盡快趕往故障站點排查處理故障。但是隨著站點覆蓋數(shù)量越來越多，站點距離臺站路途遙遠(yuǎn)、維護(hù)維修極其不便，對日常維護(hù)和保障維修的要求也越來越高，如果因為攜帶的檢修工具、備件不全而折返，或者因為檢修經(jīng)驗不足，不能排查處理故障，這樣既費(fèi)時又費(fèi)力，還會影響自動站的正常運(yùn)行，因此，本文本人就近年來對區(qū)域自動氣象站日常維護(hù)、維修保障工作中遇到的常見問題和故障排查及維修進(jìn)行分析，從中總結(jié)成功經(jīng)驗，為日后更好的開展日常維修和保障工作提供參考依據(jù)。

1 電源部分故障排查方法及實例分析

ZQZ系列自動站電源部分由太陽能板或者外接交流電、PV控制器及蓄電池構(gòu)成[2]，既可以使用太陽能供電，也可以使用交流供電。排查電源部分故障主要通過觀察PV控制器LED指示燈顯示情況。

圖1 PV控制器

一般充電顯示燈亮表示太陽能電池正在對蓄電池進(jìn)行充電，燈滅表示不充電；蓄電池電壓顯示燈不亮表示蓄電池電壓正常，亮表示蓄電池電壓低，閃爍表示蓄電池電壓很低；負(fù)載狀態(tài)顯示燈不亮表示正常運(yùn)行，亮表示深度放電保護(hù)，閃爍表示負(fù)載過載或短路。祁陽青山?jīng)_站某日多個時次不在線數(shù)據(jù)未上傳，白天天氣晴好仍沒有數(shù)據(jù)，經(jīng)趕往排查，充電顯示指示燈不亮，更換PV控制器及蓄電池后運(yùn)行正常。電源部分故障有時是因為太陽能電板損壞、長時間陰雨天氣，蓄電池老化等造成供電電壓過低，區(qū)域站不能正常運(yùn)行，在晴天更換太陽能電板需要注意不要讓正負(fù)極短接，否則會損壞太陽能電板，不過電源部分大多數(shù)故障是蓄電池電壓不足引起，只需更換蓄電池即可，所以及時淘汰使用時間超過2年以上的蓄電池，可有效減少維護(hù)次數(shù)。

2 通信部分故障排查方法及實例分析

ZQZ系列自動站采用的是GPRS DTU或CDMA DTU構(gòu)建全透明傳輸、永遠(yuǎn)在線的無線數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專用網(wǎng)絡(luò)，主要由GPRS模塊、天線、SIM卡組成。模塊面板上提供了三個LED狀態(tài)指示燈，指示模塊的工作狀態(tài)和GPRS網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。一般模塊加電后，PWR燈亮且同時閃爍，表示模塊工作正常，如果DATA燈閃亮表示數(shù)據(jù)口有數(shù)據(jù)輸入/數(shù)據(jù)輸出，NET燈常亮表示網(wǎng)絡(luò)正常。模塊加電1分鐘左右如果PWR燈8秒閃一次，表示模塊已經(jīng)登錄中心站，運(yùn)行正常，如果持續(xù)閃爍較快，表示未連接GPRS網(wǎng)絡(luò)，這時需要重新插拔。祁陽長塘沖水庫站某日早上發(fā)現(xiàn)夜間已連續(xù)多個時次不在線，業(yè)務(wù)人員迅速組織趕往該站，打開采集箱查看，PWR燈持續(xù)快速閃爍，經(jīng)測試，電壓正常，移動基站就在附件，手機(jī)信號好，經(jīng)重新插拔仍快速閃爍，重新配置帶來的工作正常的GPRS模塊，換上1分鐘后閃爍正常。通信部分故障有時還是因為SIM卡引起，一種是SIM卡欠費(fèi)或者磁性部分損壞，這時就需要充值續(xù)費(fèi)或者去移動營業(yè)廳重新制卡，另一種情況就是存儲的短信息過多，也會造成數(shù)據(jù)無法傳輸，這時帶的工作手機(jī)就派上用場了，插上卡刪除里面的短信息就能解決故障。

圖2 GPRS模塊

3 線路部分故障排查方法及實例分析

線路部分故障主要有3點原因，其一是線路被老鼠咬破，造成接觸不良或者線斷掉，其二是處于潮濕環(huán)境引起接頭銅線部分起綠銹引起線路不通，其三是裝備保障人員沒有把線接緊，線脫落導(dǎo)致故障。一般碰到線路故障，本人的經(jīng)驗是主要通過一看、二扯、三測來判斷，一看主要是查看線路是否破損，是否有綠銹，二扯通過輕輕扯動線路接頭處，看是否松動，三測是用萬用表蜂鳴檔測試線路通斷。

4 雨量部分故障排查方法及實例分析

我市區(qū)域站雨量傳感器目前都是使用雙翻斗雨量傳感器，核心部件是上下排列的三個翻斗，從上至下分別為上翻斗、計量翻斗、計數(shù)翻斗，還有固定支架上的干簧管。雨量部分故障主要分為無雨量數(shù)據(jù)、雨量異常偏少、雨量異常偏多等。承水口漏斗處容易被灰沙、樹葉、昆蟲尸體等堵塞及干簧管焊接不當(dāng)，都會造成雨日無數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)異常偏少，雨量筒內(nèi)部有螞蟻或者蜘蛛網(wǎng)，會出現(xiàn)雨量數(shù)據(jù)與實際情況相比異常偏多的情況。江永黃甲嶺中學(xué)站某日24小時累計降水量達(dá)400余mm，小時降水量最高達(dá)70余mm，經(jīng)業(yè)務(wù)人員現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有蜘蛛網(wǎng)，蜘蛛網(wǎng)連接正負(fù)極，因雨水沾在蜘蛛網(wǎng)上，導(dǎo)致正負(fù)極導(dǎo)通，數(shù)據(jù)異常，經(jīng)清除蜘蛛網(wǎng)后恢復(fù)正常。

5 溫度部分故障排查方法及實例分析

溫度傳感器主要元件為Pt100鉑電阻，在日常使用中，會出現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)與附近站點比較偏差較大，與歷史極值差距較大的情況，出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常通常先檢查線路，特別是端子部分線頭是否松動，線纜部分是否破損。祁陽金鳳站某日溫度數(shù)據(jù)異常，經(jīng)現(xiàn)場排查后，發(fā)現(xiàn)線纜接頭部分均正常，用萬用表測量電阻后計算的溫度值與當(dāng)時溫度有一定差距，后更換溫度傳感器后溫度數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。有時通風(fēng)防輻射罩損壞后也會引起溫度數(shù)據(jù)異常偏高，這時更換輻射罩就能解決問題。

6 風(fēng)向風(fēng)速部分故障排查方法及實例分析

我市ZQZ型區(qū)域自動站目前主要采用ZQZ-TF測風(fēng)傳感器，由風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器組成，風(fēng)向傳感器的信號發(fā)生裝置由格雷碼盤、發(fā)光管、光敏管等組成，風(fēng)速傳感器的感應(yīng)元件為三杯式風(fēng)杯組件，信號變換電路為霍爾集成電路。風(fēng)向部分故障主要是風(fēng)數(shù)據(jù)異常，分別是風(fēng)向長期保持某一數(shù)值不變和風(fēng)速值明顯偏大或偏少。當(dāng)風(fēng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，通常先檢查接頭是否松動脫落，線纜是否破損，傳感器轉(zhuǎn)動軸是否轉(zhuǎn)動不靈活。江永回龍圩站某一段時間風(fēng)數(shù)據(jù)一直異常為0，經(jīng)業(yè)務(wù)人員現(xiàn)場排查，傳感器故障，放倒風(fēng)桿更換風(fēng)傳感器后恢復(fù)正常。有時在冬季下凍雨的時候，風(fēng)傳感器可能會被凍結(jié)，這時就需要對傳感器及時融冰或者等溫度升高使冰脫落即可恢復(fù)正常。

隨著氣象事業(yè)發(fā)展，自動氣象站數(shù)量不斷增加，自動站日常維護(hù)維修工作任務(wù)會更加繁重，區(qū)域站的維護(hù)、維修工作變得更為重要[3]，這不僅需要理論的學(xué)習(xí)，更是需要實踐的積累，才能盡快排查故障，及時處理，保證數(shù)據(jù)的傳輸。

[1]韓瑩，李興濤，高聯(lián)門，等．區(qū)域自動氣象站故障排查及維修基本方法[J]．價值工程，2016，03：100-122．

[2]許道．ZQZ-A系列自動氣象站安裝、使用和維護(hù)．江蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司．

[3]聞春華，張雪琳，李進(jìn)．自動氣象站硬件、通信故障的判斷與維護(hù)[J]．江西氣象科技，2005，28（1）：59-60．

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