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2006~2007年青州市共建成区域气象自动观测站(以下简称区域站)15个并投入运行,截止目前,山东省共建区域站1300多个,因其分布广、密度大、站点多为进一步提高精细化预报能力和防灾减灾能力起到了重要的作用。但在后期的运行过程中,区域站无人值守、数据传输复杂的特点又导致了其故障率较高,大部分区域站都出现过故障,影响了区域站的正常工作和监测资料的传输和完整性,给基层台站维护管理工作也增加了难度。通过日常维护和管理中的工作实践,对运行过程中常见的简单问题及解决办法进行了总结,简要分析了故障原因。
一、设备简介
青州市采用的区域站是中国华云技术开发公司生产的CAWS600-R(T)系列产品,共有两要素区域站8个,四要素6个,六要素2个。该设备都是由采集器、传感器、电源模块、通讯模块组成。采集器配备128KB FLASH存储器,动态存储模式,可存储2~6个月的数据;通讯模块采用GPRS无限传输;温度传感器采用标准PT100铂电阻;雨量采用双翻斗雨量传感器;风传感器采用EL15-2E/2D型传感器;温湿度传感器采用VAISALA HMP45D型传感器;气压采用VAISALA PTB220型传感器;系统配备两块蓄电池、太阳能电池板及充电控制模块。
二、常见故障及解决办法
1.整机无数据
1.1原因分析
1.1.1蓄电池电压低或电压不稳定,长时间接近供电的临近值,致使主板参数丢失,无法传输数据
1.1.2手机信号弱或采集器主板长时间开启工作陷入死 循环
1.1.3另外天线折断或与采集器主板连接不紧、松动也可造成数据无法传输
1.1.4再有就是移动SIM卡故障或欠费导致的无法正常工作
1.1.5主板通讯模块故障。
1.2判断方法
此种故障一般按如下步骤进行,首先联系移动公司查看该SIM卡是否欠费,第二步到现场首先查看采集器主板工作是否正常,测量蓄电池、太阳能电池板电压是否在正常电压范围(断开太阳能电源,蓄电池电压应不低于6V);第三步连接笔记本电脑查看主板参数是否正常;第四步工作人员先查看自己携带手机信号强弱(由于区域站采用的是移动GPRS通信,所以区域站点应该选择在移动手机信号较强的地点),再检查区域站天线及连接是否正常;第五步如果上述问题一切正常,将采集器电源关闭,把SIM卡取下放入手机,看能否登陆无线网络或发送短信(由于我市在安装区域站时已将SIM卡的语音功能取消,故不能直接拨打该SIM卡号检查通信故障)。第六步如果按上述步骤检查完毕故障仍然存在,则可以判断是主板上通讯模块出现故障。
1.3解决方法
1.3.1如果SIM卡欠费,请及时充值(区域站数据传输采用移动GPRS通信传输,可将SIM卡开通包月上网业务,费用较低)。
1.3.2到现场后首先检查太阳能电池板是否损坏,检查天线及连接是否正常,出现异常及时更换,然后检查蓄电池电压,若低于正常值6V较多,建议更换蓄电池。
1.3.3重启采集器主板,有时区域站采集器长时间运行会陷入死循环,导致无法传输数据。重启一次可恢复正常。开机后采集器主板指示灯正常状态如下:系统上电后绿色电源指示灯被点亮,随后听到蜂鸣器发出连续两声蜂鸣声,表示设备上电启动成功;网络指示灯(红灯)以1次/S周期闪烁,表明无线通信模块正在查找无线通信网络,以2次/3S周期闪烁时,说明通讯网络连接中心站正常。
1.3.4连接笔记本电脑后,发现主板参数异常则及时重新设置参数并用自动站管理软件进行自动测试诊断,测试结果如下后正常:
[串口测试]测试成功!
[CPU测试]测试成功!
[模块测试]测试成功!
[GPRS的登陆情况测试]测试成功!
[与中心服务器的连接情况测试]
与中心服务器的连接情况测试成功!
然后进入管理软件的超级终端,键入相关命令,取出实时数据与大监站数据适当比对。若自动测试诊断进行到[GPRS的登陆情况测试]多次无响应,则取下SIM卡放入自带手机,看能否登陆无线网络或发送短信成功,装回SIM卡仍无效则可判断是主板通讯模块故障,建议更换或联系厂家维修。
2.单气象要素无数据或数据明显错误
2.1原因分析
2.1.1温度传感器故障,气温无数据或出现异常。
2.1.2雨量传感器故障,雨量无数据或出现异常。
2.1.3风向传感器故障,无风向数据或风向总指向某一固定方向或吹“对头风”。
2.1.4风速传感器故障,无风速数据或风速偏大或偏小。
2.1.5温湿度、气压传感器故障。
2.2判断方法
此类故障的表现一般非常明显,往往是某一区域站,工作状态正常,但单一气象要素(气温、雨量、风向风速等)无数据或者数据异常。判断此类问题需要结合自动站管理监控软件和现场实地检查来进行。汛期降水频繁,容易多发雨量传感器故障。
2.3解决办法
出现单气象要素故障后,均需要到现场解决。①温度传感器故障,检查温度传感器是否损坏,可参照上图用万用表测量的方法。具体如下:将万用表调到低阻档测量铂电阻四个针脚1(2)与3(4)之间的电阻值,正常电阻值根据实际温度不同应在80-120Ω.测量1与3之间的电阻值R1,2与4间的电阻R2,R1减去R2求得铂电阻的电阻R,利用公式T=(R-100)/0.385计算出现场的温度与正常实测温度相比较,如果相差较大,建议更换温度传感器。②雨量传感器故障较为常见,多因干簧管损坏或雨量筒汇集漏斗口堵塞造成。通常到达现场后首先检查雨量筒是否堵塞,然后取下雨量筒,检查雨量传感器汇集漏斗口是否被杂物或昆虫堵塞,将雨量传感器连接线取下并用绝缘胶布包裹,用小毛刷进行清洗即可。清洗后将万用表调到蜂鸣档,用两个表笔分别抵触雨量传感器电路板背面干簧管焊点上下两个空焊点,当下翻斗翻动一次,万用表蜂鸣一次。如果次数翻动次数与蜂鸣次数不符或无蜂鸣声,则干簧管损坏,更换干簧管即可③风向风速、温湿度以及气压传感器的故障,由于目前技术条件限制,基层台站人员无法进行现场维修,故如若出现故障直接更换相应的备件即可。
三、维护与管理
1.由于区域站的分布广、站点多的特点,基层台站人员无法经常性的对区域站进行维护,但区域站建设是防灾减灾体系的重要组成部分,建议应当争取地方政府支持,尽量让乡镇工作人员(最好是乡镇气象信息员)参与区域站的维护与管理,加强与气象信息员的沟通,不定期对其进行培训,就简单的区域站维护进行现场培训,以后如遇简单的雨量筒堵塞故障可电话通知他们处理。
2.定期全面巡检维护区域站设备。①温度传感器,清洁防护罩,并定期打开防护罩用软毛刷清洁温度感应器表面的灰尘。②雨量传感器,清洁雨量筒承水口处的沙土、树叶、昆虫等杂物(用清水清洗时,不可用手触摸翻斗内壁,以防油污),并可考虑购买一至两个樟脑球将其粘在雨量筒内壁不影响雨量传感器的位置,以达到防虫的目的。③太阳能电池板,定期用柔软抹布清洁其表面的灰尘等杂物。④不定期的对采集器进行重启,并检查连线是否松动,测量蓄电池电压。⑤对周围的环境进行适当维护,清除野草、蛛网、树枝等。
3.做好仪器维护记录并存档。应做好区域站设备日常运行情况的记录,熟悉常见故障的解决,以便故障后能迅速作出判断从而第一时间解决。排除故障时多总结经验并经实践检验,认真记录,积累经验。
参考文献:
[1]胡玉峰.自动气象站原理与测量方法.2004,北京:气象出版社,2004.23-36.
[2]中国气象局.地面气象观测规范.2003,北京:气象出版社,2003.45.
一、设备简介
青州市采用的区域站是中国华云技术开发公司生产的CAWS600-R(T)系列产品,共有两要素区域站8个,四要素6个,六要素2个。该设备都是由采集器、传感器、电源模块、通讯模块组成。采集器配备128KB FLASH存储器,动态存储模式,可存储2~6个月的数据;通讯模块采用GPRS无限传输;温度传感器采用标准PT100铂电阻;雨量采用双翻斗雨量传感器;风传感器采用EL15-2E/2D型传感器;温湿度传感器采用VAISALA HMP45D型传感器;气压采用VAISALA PTB220型传感器;系统配备两块蓄电池、太阳能电池板及充电控制模块。
二、常见故障及解决办法
1.整机无数据
1.1原因分析
1.1.1蓄电池电压低或电压不稳定,长时间接近供电的临近值,致使主板参数丢失,无法传输数据
1.1.2手机信号弱或采集器主板长时间开启工作陷入死 循环
1.1.3另外天线折断或与采集器主板连接不紧、松动也可造成数据无法传输
1.1.4再有就是移动SIM卡故障或欠费导致的无法正常工作
1.1.5主板通讯模块故障。
1.2判断方法
此种故障一般按如下步骤进行,首先联系移动公司查看该SIM卡是否欠费,第二步到现场首先查看采集器主板工作是否正常,测量蓄电池、太阳能电池板电压是否在正常电压范围(断开太阳能电源,蓄电池电压应不低于6V);第三步连接笔记本电脑查看主板参数是否正常;第四步工作人员先查看自己携带手机信号强弱(由于区域站采用的是移动GPRS通信,所以区域站点应该选择在移动手机信号较强的地点),再检查区域站天线及连接是否正常;第五步如果上述问题一切正常,将采集器电源关闭,把SIM卡取下放入手机,看能否登陆无线网络或发送短信(由于我市在安装区域站时已将SIM卡的语音功能取消,故不能直接拨打该SIM卡号检查通信故障)。第六步如果按上述步骤检查完毕故障仍然存在,则可以判断是主板上通讯模块出现故障。
1.3解决方法
1.3.1如果SIM卡欠费,请及时充值(区域站数据传输采用移动GPRS通信传输,可将SIM卡开通包月上网业务,费用较低)。
1.3.2到现场后首先检查太阳能电池板是否损坏,检查天线及连接是否正常,出现异常及时更换,然后检查蓄电池电压,若低于正常值6V较多,建议更换蓄电池。
1.3.3重启采集器主板,有时区域站采集器长时间运行会陷入死循环,导致无法传输数据。重启一次可恢复正常。开机后采集器主板指示灯正常状态如下:系统上电后绿色电源指示灯被点亮,随后听到蜂鸣器发出连续两声蜂鸣声,表示设备上电启动成功;网络指示灯(红灯)以1次/S周期闪烁,表明无线通信模块正在查找无线通信网络,以2次/3S周期闪烁时,说明通讯网络连接中心站正常。
1.3.4连接笔记本电脑后,发现主板参数异常则及时重新设置参数并用自动站管理软件进行自动测试诊断,测试结果如下后正常:
[串口测试]测试成功!
[CPU测试]测试成功!
[模块测试]测试成功!
[GPRS的登陆情况测试]测试成功!
[与中心服务器的连接情况测试]
与中心服务器的连接情况测试成功!
然后进入管理软件的超级终端,键入相关命令,取出实时数据与大监站数据适当比对。若自动测试诊断进行到[GPRS的登陆情况测试]多次无响应,则取下SIM卡放入自带手机,看能否登陆无线网络或发送短信成功,装回SIM卡仍无效则可判断是主板通讯模块故障,建议更换或联系厂家维修。
2.单气象要素无数据或数据明显错误
2.1原因分析
2.1.1温度传感器故障,气温无数据或出现异常。
2.1.2雨量传感器故障,雨量无数据或出现异常。
2.1.3风向传感器故障,无风向数据或风向总指向某一固定方向或吹“对头风”。
2.1.4风速传感器故障,无风速数据或风速偏大或偏小。
2.1.5温湿度、气压传感器故障。
2.2判断方法
此类故障的表现一般非常明显,往往是某一区域站,工作状态正常,但单一气象要素(气温、雨量、风向风速等)无数据或者数据异常。判断此类问题需要结合自动站管理监控软件和现场实地检查来进行。汛期降水频繁,容易多发雨量传感器故障。
2.3解决办法
出现单气象要素故障后,均需要到现场解决。①温度传感器故障,检查温度传感器是否损坏,可参照上图用万用表测量的方法。具体如下:将万用表调到低阻档测量铂电阻四个针脚1(2)与3(4)之间的电阻值,正常电阻值根据实际温度不同应在80-120Ω.测量1与3之间的电阻值R1,2与4间的电阻R2,R1减去R2求得铂电阻的电阻R,利用公式T=(R-100)/0.385计算出现场的温度与正常实测温度相比较,如果相差较大,建议更换温度传感器。②雨量传感器故障较为常见,多因干簧管损坏或雨量筒汇集漏斗口堵塞造成。通常到达现场后首先检查雨量筒是否堵塞,然后取下雨量筒,检查雨量传感器汇集漏斗口是否被杂物或昆虫堵塞,将雨量传感器连接线取下并用绝缘胶布包裹,用小毛刷进行清洗即可。清洗后将万用表调到蜂鸣档,用两个表笔分别抵触雨量传感器电路板背面干簧管焊点上下两个空焊点,当下翻斗翻动一次,万用表蜂鸣一次。如果次数翻动次数与蜂鸣次数不符或无蜂鸣声,则干簧管损坏,更换干簧管即可③风向风速、温湿度以及气压传感器的故障,由于目前技术条件限制,基层台站人员无法进行现场维修,故如若出现故障直接更换相应的备件即可。
三、维护与管理
1.由于区域站的分布广、站点多的特点,基层台站人员无法经常性的对区域站进行维护,但区域站建设是防灾减灾体系的重要组成部分,建议应当争取地方政府支持,尽量让乡镇工作人员(最好是乡镇气象信息员)参与区域站的维护与管理,加强与气象信息员的沟通,不定期对其进行培训,就简单的区域站维护进行现场培训,以后如遇简单的雨量筒堵塞故障可电话通知他们处理。
2.定期全面巡检维护区域站设备。①温度传感器,清洁防护罩,并定期打开防护罩用软毛刷清洁温度感应器表面的灰尘。②雨量传感器,清洁雨量筒承水口处的沙土、树叶、昆虫等杂物(用清水清洗时,不可用手触摸翻斗内壁,以防油污),并可考虑购买一至两个樟脑球将其粘在雨量筒内壁不影响雨量传感器的位置,以达到防虫的目的。③太阳能电池板,定期用柔软抹布清洁其表面的灰尘等杂物。④不定期的对采集器进行重启,并检查连线是否松动,测量蓄电池电压。⑤对周围的环境进行适当维护,清除野草、蛛网、树枝等。
3.做好仪器维护记录并存档。应做好区域站设备日常运行情况的记录,熟悉常见故障的解决,以便故障后能迅速作出判断从而第一时间解决。排除故障时多总结经验并经实践检验,认真记录,积累经验。
参考文献:
[1]胡玉峰.自动气象站原理与测量方法.2004,北京:气象出版社,2004.23-36.
[2]中国气象局.地面气象观测规范.2003,北京:气象出版社,2003.45.