曾貴權(quán) 張志華

自動(dòng)氣象站的推廣和使用是實(shí)現(xiàn)氣象觀(guān)測(cè)自動(dòng)化和氣象改革的重要步驟，一方面能夠?qū)δ芤?jiàn)度、溫度、降雨、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素進(jìn)行全自動(dòng)收集，極大提高了地面氣象觀(guān)測(cè)業(yè)務(wù)的質(zhì)量和服務(wù)水平，另一方面能夠精簡(jiǎn)氣象觀(guān)測(cè)工作的內(nèi)容，使氣象工作人員能夠把有限的時(shí)間放在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，切實(shí)避免人工觀(guān)測(cè)存在的錯(cuò)誤或誤差。雖然自動(dòng)氣象站具有操作方便、穩(wěn)定性強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但是在其長(zhǎng)期運(yùn)作的過(guò)程中，難免不會(huì)受到外界條件的影響，特別是在極端氣候條件下，自動(dòng)氣象站的各種設(shè)備容易出現(xiàn)損壞或腐蝕，造成觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的缺失或錯(cuò)誤。因此，強(qiáng)化對(duì)自動(dòng)氣象站的故障分析及維修維護(hù)是新形勢(shì)下氣象工作的基本要求，這不僅需要?dú)庀蠊ぷ魅藛T能夠?qū)Ω鞣N設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，而且需要根據(jù)設(shè)備的具體要求來(lái)對(duì)各種傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，確保氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

1.自動(dòng)氣象站的結(jié)構(gòu)特征

當(dāng)前投入使用的自動(dòng)氣象站均采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其具備標(biāo)準(zhǔn)性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，根據(jù)構(gòu)成設(shè)備的不同，總的可以分為硬件設(shè)備和軟件兩類(lèi)。硬件設(shè)備主要包括了采集器、傳感器、外部設(shè)備和線(xiàn)路四個(gè)部分，其中采集器分為一個(gè)主采集器和若干個(gè)分采集器，主要針對(duì)溫度、濕度、輻射等要素進(jìn)行采集，傳感器主要針對(duì)雨量、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等要素進(jìn)行采集。在軟件方面，自動(dòng)氣象站具備物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)定義，當(dāng)需要添加傳感器或更換觀(guān)測(cè)要素時(shí)，只需要對(duì)原有采集器和傳感器進(jìn)行改動(dòng)即可，而不需要在連接和布線(xiàn)上再次做出更改。

2.自動(dòng)氣象站設(shè)備故障的分析原則

一是安全原則。確保維護(hù)人員的人身安全和設(shè)備安全是故障分析的首要原則，其中采集器、傳感器、內(nèi)部線(xiàn)路、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等都是帶電設(shè)備，在進(jìn)行故障分析和維修維護(hù)時(shí)需要先切斷電源，避免帶電操作，降低安全事故發(fā)生的概率。二是邏輯原則。邏輯原則即通過(guò)電路原理來(lái)判斷發(fā)生故障的可能性，必要時(shí)可以盡量保留故障現(xiàn)象，以故障現(xiàn)象來(lái)推導(dǎo)故障部位的大致范圍，避免不必要的操作。三是分解原則。因?yàn)樽詣?dòng)氣象站設(shè)備的構(gòu)成元件較多，大多時(shí)候只能根據(jù)故障現(xiàn)象精確到故障發(fā)生的范圍，然后再對(duì)其范圍內(nèi)的元件進(jìn)行逐一排查，減少無(wú)意義的故障檢測(cè)。四是替代原則。當(dāng)判斷出故障范圍，而還沒(méi)有得到最終證實(shí)前，可以使用好的部件替代可能出現(xiàn)問(wèn)題的部件，如果故障消失即可證實(shí)該部件確實(shí)存在故障問(wèn)題，便于后續(xù)設(shè)備維修工作的開(kāi)展。

3.自動(dòng)氣象站的常見(jiàn)故障及維修維護(hù)

3.1出現(xiàn)異常觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)

當(dāng)某一觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，需要對(duì)傳感器進(jìn)行檢查，查看傳感器是否受損或線(xiàn)路松動(dòng)，必要時(shí)可以切斷電源后重新拔插線(xiàn)路，查看設(shè)備重啟后是否還存在數(shù)據(jù)異常情況。

3.2采集器故障

采集器是自動(dòng)氣象站的核心部件，其直接影響著對(duì)氣象要素的收集，所以想要提高觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，就需要及時(shí)對(duì)采集器進(jìn)行日常維護(hù)。比如當(dāng)采集器出現(xiàn)故障時(shí)，首先要對(duì)通電情況進(jìn)行檢查，查看電源是否連接，保險(xiǎn)絲是否燒毀。然后檢查采集器內(nèi)是否存在灰塵、蟲(chóng)子和樹(shù)葉，如有就需要清理干凈。最后可以對(duì)采集器進(jìn)行復(fù)位或清理內(nèi)存后重啟，查看故障是否解決。如果上述措施仍不能解決故障問(wèn)題，即需氣象工作人員做好故障記錄，及時(shí)上報(bào)故障情況。

3.3風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障

風(fēng)向風(fēng)速傳感器是對(duì)平均風(fēng)速、風(fēng)向、最大風(fēng)速、極大風(fēng)速進(jìn)行自動(dòng)觀(guān)測(cè)的設(shè)備，當(dāng)其出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，首先需要檢查接線(xiàn)頭是否存在松動(dòng)，其次檢查電纜是否通電，是否受到雷擊，最后檢查轉(zhuǎn)動(dòng)軸的摩擦情況，是否因摩擦力過(guò)大影響設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)轱L(fēng)向風(fēng)速傳感器的安裝位置較高，容易受到外界氣候條件的影響，在特殊天氣發(fā)生時(shí)，氣象工作人員要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)向風(fēng)速傳感器故障的檢查和維護(hù)工作。特別是遇到降雪天氣，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸容易發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，這需要?dú)庀蠊ぷ魅藛T及時(shí)清除冰晶，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的丟失。

3.4雨量傳感器故障

雨量傳感器是用于收集降水量、降水強(qiáng)度、降水起止時(shí)間的設(shè)備，因其主要安裝在野外，容易受到氣候條件和生物的干擾。當(dāng)發(fā)生雨量筒和漏洞堵塞時(shí)，需要對(duì)其內(nèi)部的沙子、落葉、蟲(chóng)子等進(jìn)行清洗，要避免用手直接觸摸內(nèi)壁，以免留下油污影響觀(guān)測(cè)結(jié)果。當(dāng)出現(xiàn)翻斗不能正常翻動(dòng)時(shí)，要對(duì)其干簧管進(jìn)行檢查，查看是否安裝到位或出現(xiàn)損壞。

3.5溫度傳感器故障

溫度傳感器故障多發(fā)于高溫潮濕的季節(jié)，由于其內(nèi)部元件和金屬部位出現(xiàn)生銹而導(dǎo)致接頭受損，最終影響對(duì)溫度的觀(guān)測(cè)結(jié)果，特別是當(dāng)觀(guān)測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)與附近自動(dòng)氣象站觀(guān)測(cè)的數(shù)據(jù)差距過(guò)大時(shí)，即應(yīng)該檢查溫度傳感器是否發(fā)生故障。首先要檢查溫度線(xiàn)是否正常，其與溫度傳感器的接觸是否良好，其次檢查周?chē)h(huán)境是否對(duì)溫度產(chǎn)生干擾，比如較強(qiáng)的反射光和通風(fēng)口等，最后用電阻表測(cè)量溫度傳感器的電阻大小，查看其電阻大小是否符合當(dāng)前溫度下的標(biāo)準(zhǔn)值。

近些年，國(guó)內(nèi)因極端氣候引發(fā)的自然災(zāi)害越發(fā)頻繁，其造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡逐漸增加。因此，為了切實(shí)提高氣象防災(zāi)減災(zāi)能力，強(qiáng)化對(duì)中小尺度天氣情況的觀(guān)測(cè)和預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性，自動(dòng)氣象站得以快速推廣和使用。從上文的分析可以發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)氣象站常見(jiàn)的故障種類(lèi)較多，這就需要廣大氣象工作者加強(qiáng)對(duì)各種設(shè)備的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)，提高自身的日常維護(hù)能力，只有這樣才能保障設(shè)備的正常運(yùn)作，促進(jìn)氣象數(shù)據(jù)的有效收集。

（作者單位：644000 四川省宜賓市氣象局）