李 蕊，冯 卫，张景竹，刘 恋（湖南省湘西州花垣县气象局，湖南花垣416400）

区域自动气象站故障分析和维修处理

李 蕊，冯 卫，张景竹，刘 恋（湖南省湘西州花垣县气象局，湖南花垣416400）

本文介绍了多要素区域自动气象站和两要素区域自动气象站的组成及各部分出现故障后的原因分析和维修处理方法，为进一步完善乡镇区域自动气象站观测网，保证多要素自动气象站和两要素自动气象站正常运行提供参考依据。

区域；自动气象站；故障分析；维修处理

1 引言

当前，随着人类的不断发展发展，环境、气候等出现较大的变化，极端天气的出现就是一大重要表现。由于气候灾害出现的几率增加，加强区域自动气象站建设势在必行，其能够有效提高地区气象服务质量，提高降雨预报的准确性、及时性，解决传统的单一观测站点在阵性降水中存在的所测雨量代表性不足的问题，保证汛期气象服务精确性。但是，就花垣县区域自动气象站建设运行情况而言，大量的站点数量对于多要素和两要素区域自动气象站故障分析和维护维修等工作提出新要求，做好相关仪器的故障分析与维修成为一大关键问题，本文汇总了近年来花垣县乡镇区域自动气象站所出现的常见故障和解决办法。

2 区域自动气象站的组成部分

区域自动气象站主要可以分为四大组成部分：①电源部分；②采集器；③传感器；④数据通讯装置。具体如下：

（1）电源部分，其主要组成部分为太阳能板与蓄电池，前者用于白天供电，后者则是夜晚供电。

（2）采集器，其主要组成部分包括：①CPU；②模拟测量通道；③数字测量通道；④智能通讯口；⑤数据存储器；⑥串行接口；⑦电源；⑧防雷保护装置。数据采集系统的核心为单片机，对于数据获得而言，主要是通过主通讯口和采集器进行实时的在线交互。

（3）传感器，其主要组成部分包括：①温度传感器（四线制铂电阻测温）；②雨量传感器（翻斗式雨量计）；③风向风速传感器（格雷码光电传感器）。基于模拟采集通道、数字采集通道、485或232串行端口等，可实现传感器与数据采集器的连接。

（4）数据通讯装置，其主要是通过GPRS无线通讯实现与主控中心的连接，数据传输的距离最远可达到数十千米。

3 区域自动气象站常见故障与解决对策

3.1 电源部分

故障一：开机后，采集器电源灯未点亮，采集器无法工作。

故障原因：采集器电源灯未点亮，则表示供电存在问题，因此故障排除重点在以下几个部位：①太阳能板；②电源线；③蓄电池；④电源主板。

解决对策：通过数字万用表电压档，对太阳能板输出端两端电压加以测量，若是处于正常状态，电压值应为13～15V；若是数值不在此范围内，则必须对太阳能板供电线路进行检查，查看是否存在电源线老化等等问题，导致断路现象。

故障二：仪器白天正常运行，夜晚无法工作。

故障原因：采集器白天是由太阳能板供电，夜晚则是由蓄电池供电，因此怀疑此问题的出现是因为蓄电池故障所致。因此，首先需对蓄电池进行检查，查看其是否存在老换问题，蓄电池寿命通常是3年，若是维护不到位，则会缩短至2年；其次，则要对电源主板进行检查，查看是否存在损坏情况。

解决对策：①采用故障一的检查措施。②若是不存在问题，则拔下太阳能板供电插头，对蓄电池输出端两端电压加以测量，若是处于正常状态，电压值应为12～13V；若是数值不在此范围内，则表明蓄电池无法正常充电，需将其更换。若是蓄电池正常，但是主板状态灯依旧不亮，则表明是电源主板存在故障，应予以更换。值得注意的是，在更换电源主板前，需检查主板是否存在短路问题，以明确是否是由于主板短路导致电源板损坏，若是存在主板问题，必须将电源板与主板都更换掉。

3.2 温度传感器

故障一：温度显示为负值，或是无温度值。

解决对策：对温度传感器连线进行检查，查看与采集器的连接是否牢固，插头是否存在松动的问题，若是连线存在接触不良的问题，则会引发负温度的情况，连线开路则会导致无温度值，在维修时只要将路线重新接好即可。

故障二：无温度数据值

解决对策：更换温度传感器。

3.3 雨量传感器

故障一：有降水时，无法查到相应的雨量信息。

故障原因：本故障要点主要在于承水器、干簧管等感应装置，需要逐一进行排查。

解决对策：对承水器、漏斗进行检查，查看是否存在堵塞的问题，若是确实有此问题，则使用细细铁丝疏通漏斗孔，以确保雨水顺利流进翻斗；若是无此问题，则表明很有可能是干簧管故障，不发信号，具体检查重点包括：①传感器线路，查看是否存在断路；②干簧管与磁钢之间的距离，查看是否过远；③干簧管，查看是否有所损坏；④磁钢，查看是否存在退磁问题。

故障二：无降水，但是州局服务器收到雨量数据。

故障原因：①降水后，仪器存在滞后的现象，以致于自动站采集有数据；②由于雾、露、霜等等因素的影响，导致翻斗出现翻转的现象；③由于昆虫类的影响，例如：在下翻斗上爬动，导致翻斗出现翻转的现象；④雨量传感线路中，存在短路问题。

解决对策：上述原因中，第一和第二种均与天气相关，可不予以维修处理；第三种则可在雨量传感器周围，喷洒一些杀虫剂，以有效避免昆虫类的影响；第四种，则需要将雨量传感器更换掉。

3.4 风向风速传感器

故障1：无风向风速资料上传。

故障原因：将采集系统故障排除的情况下：①检查传感器供电正常与否；②检查插座连接情况；③检查信号输出，由此确定故障点，予以针对性的处理。风向风速传感器和采集器连接牢固问题，风向风速连接点为1～10，屏蔽线和地相连，若是风向仅为某1个值，是由于风向角度变换应用7位格雷码光电码盘，该码盘上下存在7个红外发光二极管、7个光敏器件，以生成格雷码，由格雷码盘编码特征可得，如果第1圈光电器件存在损坏问题，风向传感器显示仅在180°内；如果第2圈光电器件存在损坏问题，风向传感器显示仅在2个90°内；如果第1、2圈光电器件均存在损坏问题，风向传感器显示仅为90°内。据此，即可确定风速传感器内部故障点。

解决对策：在进行风向风速传感器的维修时，需要将风杆放倒，连接风杆和预埋件的螺丝螺母由于长期处于外部，极易生锈，进而出现无法打开的问题。对此，必须加强日常维护，完成安装后及时上好黄油，一年添加2次。

3.5 采集器部分

自动气象站核心即为采集器，其主要作用在于采集、处理、存储以及传输数据。花垣县采集器部分使用的是ZQZ-A系列主控器，其运行较为可靠，2006年至今仅有5次故障记录。

针对主控器故障问题，需做好以下几点工作：①检查采集器，查看其运行是否正常，若是采集器秒闪灯存在不亮/闪烁问题，则需将电源关闭，然后重新开机，如依旧不正常，则必须对电源进行检查，查看太阳能板、蓄电池的电压输出，若是电池的电压低于10.8V，则负载无供电，必须加以处理。②检查采集器连线，查看各单元连接是否正常，若是数据采集正常，可本地查询数据，凡是无法发送，则表明存在通信故障问题。

在其他部件故障全部排除后，则应该是采集器出现故障，需要更换采集器设备。

3.6 通信模块

ZQZ-A系列自动站主要是通过GPR SDTU进行数据传输，针对通信模块的故障，需做好相关检查工作。GPRS模块中存在三个指示灯：①Power灯，即为电源指示灯，在正常的登陆情况下，该灯会每隔8s就闪一次；②Data灯，即为数据交换灯，在通过GPRS模块进行数据传输时，该灯会处于闪烁状态；③Net灯，即为网络指示灯，GPRS模块成功登录网络以后，该灯会处于常亮状态。若是三个指示灯均不亮，则表明模块未通电，应对电源进行检查；若是其他灯都正常，而网络指示灯不亮，则表明未能够成功登上网络。

故障一：开机后，其他灯正常，网络指示灯不闪，州局服务器未能够收到观测信息。

故障原因：①当地无线信号存在问题，如：区域移动/联通基站出现故障；②自动站SIM卡消磁，或是处于欠费状态下；③通信模块出现故障。

解决对策：①利用手机拨打自动站SIM卡（若是该SIM卡将语音功能取消，则可采取发送短信的方式），若是提示用户关机或是没有收到短信，则表明SIM卡存在问题，应予以更换。②通信模块无法正常入锁，可检查SIM插座接触情况、电缆连接插座情况，若是存在接触不良的问题，需予以重新焊接。③若是由于自动站SIM卡消磁、欠费导致的通信问题，则需及时予以更换处理。

故障二：长期开机期间，通信模块不工作，予以重启，依旧无法正常工作。

故障原因：外界天气强雷暴等因素的影响，使得通信模块出现自我保护短路，以致于无法正常工作。

解决对策：关机，3h以后再重启，若是依旧存在故障，则必须更换通信模块。

4 结束语

当前，区域自动气象站的应用越来约广泛，相应的仪器故障等问题也在增多，日常维护处理工作是一项非常重要的工作，这都需要仪器维护人员加强业务学习，提高自身素质，增强责任感，能够全面掌握设备结构、性能、运行状况，以提高对区域自动气象站的仪器维修处理能力，出现故障及时发现和处理，确保区域自动气象站的稳定运行。

[1]江苏无线电研究所有限公司.ZQZ-A系列中尺度自动气象站使用手册. 2009

[2]韦信高.中尺度自动气象站故障维护与分析.气象研究与应用，2008，29（2）：87～88.

P415.12

A

2095-2066（2016）24-0237-02

2016-8-10