区域自动气象站管理及仪器设备故障维修分析
​林锦鸿 王周玉
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​林锦鸿 王周玉,. 区域自动气象站管理及仪器设备故障维修分析[J]. 气候变化研究,20232. DOI:10.12721/ccn.2023.157014.
摘要: 现代气象服务业中自动气象站是重要组成部分,其在监测气象以及预警等方面均有重要影响力。区域气象站主要自动观测湿度、气压等常见气象数据,可收集和传输气象数据。笔者从16年开始从事气象装备保障相关工作,结合相关经验,根据区域自动气象站较常出现的故障,重点分析维修技术要点,保证仪器运行稳定,促使气象工作站可及时收到有效预报。
关键词: 区域自动气象站;管理维护;故障;维修
DOI:10.12721/ccn.2023.157014
基金资助:

气象观测工作应用到越来越多的高新科技技术,其中,通过利用高科技,气象工作站可快速准确监测气候变化,并进行及时预警。自动气象站可以不再应用人工记录形式,使得观测效率以及工作质量均有了显著提升。仪器运行时间长,自动气象站较为容易出现仪器老化的现象影响正常工作。在日常使用过程中,工作人员对于仪器的故障排查以及维修至关重要,可有效保障仪器正常运行。

1.区域自动气象站日常管理与维护

1.1 气压传感器

气压传感器未出厂前就在机箱内进行安装。相关工作人员应注意防止较大气流出现,以免气流产生,造成气压传感器运行故障等现象发生。工作人员在维修维护气压传感器时,首先应小心打开机箱门,同时检查静压气孔是否通畅,避免杂物、灰尘或者其他异物堵塞气孔。

1.2 温度、湿度传感器

区域自动气象站温度及湿度传感器安装在小百叶箱内,日常维护时,工作人员应仔细检查百叶箱四围或者箱顶以及仪器缝隙内,是否存在灰尘等杂物,如若发现这些位置有灰尘,可以利用细毛刷或者湿抹布,及时清除灰尘,保证温湿度传感器正常运行[1]

1.3 风向风速传感器

工作人员应每年定期维护风向风速传感器一次,清理传感器轴承。此外,应经常检查传感器风杯以及风向标体,是否仍旧灵活,保证其运行正常。可以平稳转动,在大风天气过后,工作人员应及时检查风标是否仍旧指向北方。

1.4 雨量传感器

关于雨量传感器的维护,工作人员应每月仔细检查传感器翻斗,如若发现滤网有杂质,应及时清洁,保证滤网洁净卫生,避免出现堵塞情况,影响传感器运行。

1.5 主采集器

在维护主采集器时,首先,工作人员应及时检查采集器上的运行指示灯,观察其是否处于秒闪状态;其次,工作人员应检查采集器上接口与各个传感器,若发现连接不牢固,应及时处理;最后,每月清理机箱内部,避免灰尘等停留在机箱内。

2.区域自动气象站技术应用

生态环境建设中,气象技术应用于城市各个监测站点的区域自动气象站,可以实时查看温度、风向风速、温度、雨量等生态气象需求参数,利用这些参数,可以根据数据分析在不同气象条件,实施不同环境保护措施[2]。区域自动气象站具体制造技术,可见图1。在具体技术操作中,自动气象站技术维修工作极为重要,其影响着气象站正常运营状态。

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图1 区域自动气象站具体制造技术

3.区域自动气象站仪器设备常见故障及维修

3.1 电源系统故障以及维修技术

如若工作人员发现仪器设备运行不正常,是电源系统所导致的,需要先使用万用表,接着检查充放电控制器蓄电池端、太阳能端以及输出负载端电压。如若运行正常,这三者之间的电压值,相差不大,大约在13V左右[3]。当三者之间电压值相差较大时,仪器主控制器运行将会出现问题,此时,工作人员应检查PV充电控制器当前状态,故障发生时,控制器不仅无法为蓄电池继续充电,而且输出电压值过低,需要更换充电控制器。如若蓄电池电压小于10V时,将无法充电。白天较为晴朗时,可以正常接收数据;但是夜晚时,则无法接收到数据。或者可能出现连续无阳光的天气情况,均无法收到数据。此时,蓄电池功能将会逐渐丧失,工作人员应及时更换蓄电池。除此之外,仍旧存在另外的故障可能性,连线接反,也会导致站点数据传送不流畅,利用万用表,检查三者电压值,应保证电压值在正常范围之内,但是应用欧姆档检查时,将会发现蓄电池端和负载输出端负极接反。例如,当输出电压超过15V时系统将自动停止工作,因为充放电保护器出现故障,使得输出端电压变为0V,导致采集器无法正常运行。这种情况发生时,工作人员可更换充放电控制器,降低电压值,加密站系统将恢复正常运行状态。太阳能板正常电压,在17-20V之间,会随阳光强度,产生不同波动,工作人员可检查充放电保护器,观察连接线端牢固程度,保证其牢固度,从而确保输出电压值正常。

3.2通信系统故障以及维修技术

如若观察采集器时无法得出要素数据异常结论,且数据一直无法正常传输,或者传输的新数据与监视数据存在一定差异,此时可判断为通信系统故障。工作人员可检查通信模块指示灯是否正常,将旧SIM卡更换掉;或者将旧卡取下插入手机内,检查网络信号,如若发现网络异常现象,则应及时更换SIM卡。工作人员发现SIM卡和电源均处在异常现象时,应重新设置或更换模块。

3.3 雨量传感器故障以及维修技术

区域自动气象站工作环境一般在野外,因此环境条件较为恶劣,经过长时间工作运行,会出现落叶、灰尘等落入集水器的现象,堵塞内部管道,影响其正常运行。因此,工作人员应定期清理维护各个站点集水器。此外,当实时雨量数据过大时,可能是由于翻斗磁钢距离干簧管距离较近,导致自动翻产生计数;当实时雨量数据过小时,可能是传感器信号线5V直流电压处于不稳定状态,工作人员可以检查电缆铜丝是否外露、是否出现接触不良现象,重新接好线路,包扎好电路,做好防水处理工作;可以检查采集器雨量端电压是否正常、输入直流电压是否在标准之内、供电系统直流5V电压输出是否稳定,若发现其不稳定,则应及时进行更换;当没有雨量数据时,则可能是过滤漏斗堵塞、干簧管无法发挥作用、翻斗磁钢距离干簧管较远以及信号线缆出现短路或者断路现象。此时,工作人员可及时清除淤塞物品,同时切断防雷板以及数据传输线连接,将万用表调节至蜂鸣档,测试雨量计接线端,可拨动漏斗,听一听是否有蜂鸣声,若没有发出蜂鸣声,则代表着干簧管损坏,工作人员应及时更换干簧管。除此之外,工作人员可将刀口对准卡槽,调整磁钢与干簧管之间距离,当异常消失时,即可停止调整,同时,工作人员可再次包裹线缆漏电位置,包裹时注意做好安全措施,以免发生安全事故。

3.4 风速风向传感器故障以及维修技术

工作人员可利用20VDC档,测试传感器电压值。当采集器数据与实际情况不一致时,则数值会显示239和0,可判断为传感器和连接器出现故障。当风向数据一直处在稳定无变化的状态中,工作人员应检查传感器是否空接;检查采集器端和供电系统之间,是否接触不良。风向传感器电压值应为5V,输出信号电压值应为0-2.5V之间,代表其运行正常。通过以上检查,工作人员未发现异常,则需要更换传感器。当风速值明显增大时,需要仔细检查传感器外部是否破损,接着需要检查供电系统:静风时,供电系统输出信号电压为0V或5V;起风时,供电系统输出信号电压为2.5V。在更换传感器后,工作人员可以观察风速数据是否恢复正常。

3.5采集器故障以及维修技术

在数据采集器右上方,有表征运行状态指示灯,当红色指示灯呈现这种状态:以3秒频率并不断闪烁,则代表采集器运行无问题;若与此不符合,则代表采集数据不准确,工作人员应及时重启采集器。此外,各要素传感器出现故障,也会影响程序运行,工作人员需要将所有传感器与采集器断开连接,保留供电端,接着重启采集器,观察运行状态是否正常。当采集器运行正常后,工作人员可依次插上各要素传感器,找出故障传感器。在此过程中,指示灯不亮代表启动电压不足,工作人员需要测量充放电控制器的输出端电压值。

4.结论

综上所述,区域自动气象站出现故障较多,工作人员应具备扎实维修技术能力,准确判断故障原因,避免浪费时间,影响仪器设备正常运行,导致气象数据出现偏差,影响后续工作。与此同时,区域自动气象站工作人员也应做好日常管理工作,保证数据准确性,促进气象站运营正常。

参考文献:

[1] 陈帮林.新型自动气象站常见仪器故障及维修维护[J].农业科学,2020, 3(5):31-32.

[2] 杨碧桃.新型自动气象站的常见仪器故障及维修维护[J].科技经济导刊,2020, 727(29):58-59.

[3] 吴迪,尹祥坤,毕于健.区域自动气象站常见故障及维修方法[J].农业技术与装备, 2020,000(3):2.