区域自动气象站故障分析及快速排除

区域自动气象站故障分析及快速排除摘要：根据区域自动气象站的工作原理，提出其故障判别方法，针对自动站各部分容易出现的故障进行分析排查，为维护人员高效排除自动站故障提供参考。关键词：区域自动站故障排除中图分类号：P415文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0197-02区域自动气象站是根据中小天度灾害性天气预警、预报服务需要，为提高中小尺度天气监测和临近预报的水平和能力，并适应当地经济社会发展需要而建设的小型气象观测站。区域气象观测站能够实现多种气象要素的自动监测、存储、处理及传输，为气象灾害监测和气象服务提供及时、准确的基本气象观测资料，可以在无人值守的环境下自动运行。目前，淮安市淮阴区气象局已建成11个乡镇区域自动站，其中两个四要素自动站，区域自动站作为国家区域天气观测网的重要组成部分，对加强中小尺度天气系统的研究，提高我区区域灾害性天气监测能力和防灾减灾气象服务水平，有着十分重要意义。但随着中小尺度自动气象站的不断扩增，区域站因其站点多面广，数据传输复杂，无人值守等特点，导致故障率较高。自动站的任何一个环节出现问题，都会导致系统不能正常运行，系统无法得到气象观测数据，因此，基层台站在日常工作中，要注意密切监控其运行状态，分析并排除自动气象站出现的各种故障，确保自动站处于良好的工作状态，是保证预报分析和对外服务正确性的关键。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12V）、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0.1mm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100（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=R1-R2，利用公式：T=（R-100）/0.385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，