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[摘 要]随着气象现代化、自动化的不断深入发展，自动气象站的应用价值越来越高，特别是在气象、航空、农业、海洋、军事等行业领域，具有很多用处。而自动气象站的工作运行顺畅与否取决于气象站设备的运行状态，因此，如何准确判断自动气象站的故障，并对其实施相应的维护动作，成为了气象工作站急需研究的问题。本文先是对自动气象站的工作原理进行简要描述，再通过分析自动气象站工作运行时常见的故障，作出快速判断并且提出科学合理的维护方法。
[关键词]自动气象站；故障；判断与维护
中图分类号：TP113 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0270-01
自动气象站是一种由很多元器件构成的气象观测系统，一般外界气象变化之后，将会引起不同气象要素传感器产生变化，导致相应的传感器电量的输出发生变化，采集器将会对这种变化进行采集，经过处理之后，自动得到每个气象要素实时值，把实时值存入到数据存贮器里面；在经过通讯的接口传入到计算机里面；再通过数据处理机的加工之后所生成的数据文件、实时资料、报表等给予气象业务。因此如果信号电缆、要素传感器、计算机系统、电源系统、数据采集器等任意一方面出现问题，都会导致自动观测数据的不准确性，有时候严重的情况还会使得资料丢失。所以对自动气象站的维护工作和故障分析工作非常重要。
一、关于自动气象站工作原理分析
自动气象站是一个能够进行自动探测，收集压力、温度、湿度、风向等多种气象条件，并分析处理各要素的数据，在自动传送并显示在终端设备上拥有全自动、高科技的科学系统。自动气象站由程序控制系统、测量系统、编码发射系统和电源系统四个关键部分构成。自动气象站能够对气象自动的观测并对资料进行收集，自动气象要素值的变化规律进行传输。传感器一般是通过数字通道、模拟通道、智能通讯口等设备来与系统进行连接，传感器根据感应元件发出的不同变化的电量，CPU通过自己所控制的数据采集器来进行资料采集，通过定量和线性的共同处理下，再把对应数值转化到每个气象要素上，按系统所规定的格式要求来对气象要素的数据进行排位，最后用户定期收取相关资料，或者经过无线、有线的方式把资料传给用户。而数据采集器是气象要素量被电参数量所转换的一项装置。电源是气象站正常运行的基本动力，所以，太阳能电池在野外是必不可少的。
东西。
二、自动气象站故障原因分析及其维护
2.2 温度传感器与湿度传感器的故障分析及维护
铂导体具有电阻值会随着温度的升高而增加的特性，电阻温度传感器也是根据这一特性来对温度进行测定的。传感器通常是把电阻丝固定在磁板上或者细小的玻璃棒上。湿敏电容湿度传感器是一种小型电容器。通常采用有机高分子材料膜做为介质。电极是湿敏电容器上的一层多孔的金膜，能使水汽穿过；下电极一般为一对梳状或者刀状的电极，下电极引出引线。基板是由玻璃制成的。2个小电容器的串联组成整个感应器。一般情况下是把湿度传感器安装在观测场里面的百叶箱中，把线缆与航空插头座连接，在拆装的时候，也非常方便，只需要吧航空插头座脱开，并更换新的湿度传感器即完成。通风干湿表和台站水银温度表测量的气温、湿度相对来说是可信度比较高的，如果人工测量的温湿度值与自动站测量的温湿度值不一致，则代表刚换下的温湿度传感器有故障，需要进一步分析并修理，反之，则完好无损。
2.2 气压传感器故障的故障分析及维护
自动气象站中主要的气压感应元件是真空膜盒气压传感装置。如果外界气压发生了变化，真空膜盒气压传感装置的弹性膜片会因为外界的变化而发生相应的形变，因此来引起气压传感器里面电容量发生改变，通过对气压传感器里面电容的测量，反算出正确的气压值。在维护气压传感器方面，应做到以下几点：
（1）杜绝带电操作，关闭自动站的电源；
（2）力求先卸载掉气压传感器固定的螺丝，再拔去连接气压传感器的插头；
（3）通过仪表来判断是否有故障，当无法维修的时候需直接更换新元件。
2.3 风传感器故障的分析和维护
风速传感器主要由三杯式感应器，风杯由碳纤维增强塑料制成。当风杯转动时，带动同轴的磁棒旋转，在霍尔集成电路中感应出与风速成正比的脉冲信号，经计数器处理后，输出实际风速值。假如自动站测量的风速值与人工测量的风速值之差值较大或起动风速明显变大，则风速传感器可能出现故障。风向传感器与连接电缆、风速传感器与连接电缆均用航空插头座连接，台站使用塔式风杆时，需爬到风杆顶上去装拆，台站使用倒伏式风杆时，需把风杆倒下来后再装拆。若自动站测量的风向、风速值与人工测量的风向、风速值一致，则说明换下来的风传感器“故障”，反之，则要进一步分析，可怀疑电缆或采集器故障等。
2.4 雨量传感器故障的分析和维护
如果雨量传感器出现故障，需要将雨量传感器的保护外罩打开，去除接线柱上的导线，用万用表来检测接线柱，使万用表的通断次数与翻转次数同步。分析限定时间内所测量的雨量值和人工测量雨量的差值，若相差较大，便可以预测是雨量传感器出故障，需要更换雨量传感器。在更换雨量传感器的过程中，一般只需更换装有三只翻斗的支架，而不需要更换传感器底座和筒罩，在雨量比较时，需要保证足够量的雨后在进行比较。若测量的雨量值与人工测量的雨量值大致相同，就可以断定换下来的雨量传感器故障。反之，就有可能是电缆或采集器发生故障等。
2.5 自动站采集器故障的分析与维护
当采集器数据无法传入计算机或是实时数据无法读取时，首先应检查通讯线路是否运行正常，串口是否有破损，系统软件是否完好。如果在备份原数据的情况下，重新安装系统软件，仍不能解决采集器故障的话，就应该检查采集器中的通讯芯片，而通讯芯片的完好是系统正常运行的保证。在日常维护工作中。应注意以下几点：
（1）要定期检查采集器的运行状态，保证每天都能够检查采集器的时间，发现采集器时间与计算机时间相差超过标准差时，应及时进行调整，从而减少采集失败的次数.
（2）每次对采集器进行重启后要及时注意气压传感器，确保采集器面板上显示气压值的准确性。
（3）对于操作采集器后面板上的电源开关以及前面板上的复位键操作，要格外注意，避免操作失误，造成不可挽回的损失。
（4）在采集器开机操作之后，要及时把后面板的“10”开关拨到“1”位，确保数据处于受保护状态。
三、结束语
自动气象站能够正常运行，并获取完整准确的气象资料，很大程度上取决于气象站工作人员在值班期间对工作设备工作状态的保持，以及对设备发生故障时要及时做好故障检测和维修方面的工作。一旦相应设备出现故障，值班工作人员一定要沉着面对，从故障的源头开始着手。根据工作人员对设备故障检测的命中率，得出对设备检修的掌握程度，有助于相关员工有针对性地提高业务水平。因此，业务人员要使自己的设备维护工作能够趋于日常化，并且在实际工作中不断提高自动气象站设备的故障排查能力，确保自动气象站设备能够平稳、准确的进行气象监测等工作。
参考文献
[1] 黄丽超，陈国弟.自动站雨量数据异常的处理方法[J]现代农业科技.2010（1）：294-298.
[2] 陈跃清，杨珂玲.气象自动站常见故障的判断与排除[J]农技服务，2009（7）：69-70.
[3] 杨茂水，王锡芳.自动气象站传感器的误差来源及处理方法[J]大众科技2010（3）：98-99.
[关键词]自动气象站；故障；判断与维护
中图分类号：TP113 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0270-01
自动气象站是一种由很多元器件构成的气象观测系统，一般外界气象变化之后，将会引起不同气象要素传感器产生变化，导致相应的传感器电量的输出发生变化，采集器将会对这种变化进行采集，经过处理之后，自动得到每个气象要素实时值，把实时值存入到数据存贮器里面；在经过通讯的接口传入到计算机里面；再通过数据处理机的加工之后所生成的数据文件、实时资料、报表等给予气象业务。因此如果信号电缆、要素传感器、计算机系统、电源系统、数据采集器等任意一方面出现问题，都会导致自动观测数据的不准确性，有时候严重的情况还会使得资料丢失。所以对自动气象站的维护工作和故障分析工作非常重要。
一、关于自动气象站工作原理分析
自动气象站是一个能够进行自动探测，收集压力、温度、湿度、风向等多种气象条件，并分析处理各要素的数据，在自动传送并显示在终端设备上拥有全自动、高科技的科学系统。自动气象站由程序控制系统、测量系统、编码发射系统和电源系统四个关键部分构成。自动气象站能够对气象自动的观测并对资料进行收集，自动气象要素值的变化规律进行传输。传感器一般是通过数字通道、模拟通道、智能通讯口等设备来与系统进行连接，传感器根据感应元件发出的不同变化的电量，CPU通过自己所控制的数据采集器来进行资料采集，通过定量和线性的共同处理下，再把对应数值转化到每个气象要素上，按系统所规定的格式要求来对气象要素的数据进行排位，最后用户定期收取相关资料，或者经过无线、有线的方式把资料传给用户。而数据采集器是气象要素量被电参数量所转换的一项装置。电源是气象站正常运行的基本动力，所以，太阳能电池在野外是必不可少的。
东西。
二、自动气象站故障原因分析及其维护
2.2 温度传感器与湿度传感器的故障分析及维护
铂导体具有电阻值会随着温度的升高而增加的特性，电阻温度传感器也是根据这一特性来对温度进行测定的。传感器通常是把电阻丝固定在磁板上或者细小的玻璃棒上。湿敏电容湿度传感器是一种小型电容器。通常采用有机高分子材料膜做为介质。电极是湿敏电容器上的一层多孔的金膜，能使水汽穿过；下电极一般为一对梳状或者刀状的电极，下电极引出引线。基板是由玻璃制成的。2个小电容器的串联组成整个感应器。一般情况下是把湿度传感器安装在观测场里面的百叶箱中，把线缆与航空插头座连接，在拆装的时候，也非常方便，只需要吧航空插头座脱开，并更换新的湿度传感器即完成。通风干湿表和台站水银温度表测量的气温、湿度相对来说是可信度比较高的，如果人工测量的温湿度值与自动站测量的温湿度值不一致，则代表刚换下的温湿度传感器有故障，需要进一步分析并修理，反之，则完好无损。
2.2 气压传感器故障的故障分析及维护
自动气象站中主要的气压感应元件是真空膜盒气压传感装置。如果外界气压发生了变化，真空膜盒气压传感装置的弹性膜片会因为外界的变化而发生相应的形变，因此来引起气压传感器里面电容量发生改变，通过对气压传感器里面电容的测量，反算出正确的气压值。在维护气压传感器方面，应做到以下几点：
（1）杜绝带电操作，关闭自动站的电源；
（2）力求先卸载掉气压传感器固定的螺丝，再拔去连接气压传感器的插头；
（3）通过仪表来判断是否有故障，当无法维修的时候需直接更换新元件。
2.3 风传感器故障的分析和维护
风速传感器主要由三杯式感应器，风杯由碳纤维增强塑料制成。当风杯转动时，带动同轴的磁棒旋转，在霍尔集成电路中感应出与风速成正比的脉冲信号，经计数器处理后，输出实际风速值。假如自动站测量的风速值与人工测量的风速值之差值较大或起动风速明显变大，则风速传感器可能出现故障。风向传感器与连接电缆、风速传感器与连接电缆均用航空插头座连接，台站使用塔式风杆时，需爬到风杆顶上去装拆，台站使用倒伏式风杆时，需把风杆倒下来后再装拆。若自动站测量的风向、风速值与人工测量的风向、风速值一致，则说明换下来的风传感器“故障”，反之，则要进一步分析，可怀疑电缆或采集器故障等。
2.4 雨量传感器故障的分析和维护
如果雨量传感器出现故障，需要将雨量传感器的保护外罩打开，去除接线柱上的导线，用万用表来检测接线柱，使万用表的通断次数与翻转次数同步。分析限定时间内所测量的雨量值和人工测量雨量的差值，若相差较大，便可以预测是雨量传感器出故障，需要更换雨量传感器。在更换雨量传感器的过程中，一般只需更换装有三只翻斗的支架，而不需要更换传感器底座和筒罩，在雨量比较时，需要保证足够量的雨后在进行比较。若测量的雨量值与人工测量的雨量值大致相同，就可以断定换下来的雨量传感器故障。反之，就有可能是电缆或采集器发生故障等。
2.5 自动站采集器故障的分析与维护
当采集器数据无法传入计算机或是实时数据无法读取时，首先应检查通讯线路是否运行正常，串口是否有破损，系统软件是否完好。如果在备份原数据的情况下，重新安装系统软件，仍不能解决采集器故障的话，就应该检查采集器中的通讯芯片，而通讯芯片的完好是系统正常运行的保证。在日常维护工作中。应注意以下几点：
（1）要定期检查采集器的运行状态，保证每天都能够检查采集器的时间，发现采集器时间与计算机时间相差超过标准差时，应及时进行调整，从而减少采集失败的次数.
（2）每次对采集器进行重启后要及时注意气压传感器，确保采集器面板上显示气压值的准确性。
（3）对于操作采集器后面板上的电源开关以及前面板上的复位键操作，要格外注意，避免操作失误，造成不可挽回的损失。
（4）在采集器开机操作之后，要及时把后面板的“10”开关拨到“1”位，确保数据处于受保护状态。
三、结束语
自动气象站能够正常运行，并获取完整准确的气象资料，很大程度上取决于气象站工作人员在值班期间对工作设备工作状态的保持，以及对设备发生故障时要及时做好故障检测和维修方面的工作。一旦相应设备出现故障，值班工作人员一定要沉着面对，从故障的源头开始着手。根据工作人员对设备故障检测的命中率，得出对设备检修的掌握程度，有助于相关员工有针对性地提高业务水平。因此，业务人员要使自己的设备维护工作能够趋于日常化，并且在实际工作中不断提高自动气象站设备的故障排查能力，确保自动气象站设备能够平稳、准确的进行气象监测等工作。
参考文献
[1] 黄丽超，陈国弟.自动站雨量数据异常的处理方法[J]现代农业科技.2010（1）：294-298.
[2] 陈跃清，杨珂玲.气象自动站常见故障的判断与排除[J]农技服务，2009（7）：69-70.
[3] 杨茂水，王锡芳.自动气象站传感器的误差来源及处理方法[J]大众科技2010（3）：98-99.