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區域氣象觀(guān)測站常見(jiàn)故障分析與日常維護
作者：孔祥良 張紅艷 王健全
摘要針對區域氣象觀(guān)測站常見(jiàn)異常數據情況,分別就雨量傳感器、溫度傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、太陽(yáng)能等儀器容易出現的故障進(jìn)行了分析,并提出了故障排除以及日常維護方法,以為區域氣象觀(guān)測站的運行維護管理提供。
關(guān)鍵詞區域氣象觀(guān)測站;故障;分析;維護
區域氣象觀(guān)測站是根據中小尺度災害性天氣預警、大中城市、特殊地區和專(zhuān)屬區的氣象和環(huán)境預報服務(wù)需要,為提高全國中小尺度天氣監測和臨近預報的水平和能力,并應當地經(jīng)濟社會(huì )需要而建設的地面氣象觀(guān)測站。區域氣象觀(guān)測站(CAWS600-RT型)已陸續在各鄉、鎮等位置安裝運行,為了滿(mǎn)足汛期預報水平的需求,每年的6—10月為區域自動(dòng)加密傳輸時(shí)段。分析并排除自動(dòng)氣象站出現的各種故障,確保自動(dòng)氣象站處于良好的工作狀態(tài),是保證對預報分析和對外服務(wù)正確性的關(guān)鍵[1]。
1常見(jiàn)異常數據種類(lèi)及故障排除
1.1雨量數據異常
1.1.1雨量數據不準確。雨量數據明顯和附近雨量點(diǎn)數據不符;數據通訊正常,但雨量數據明顯偏大或偏小,可能有以下原因造成:①雨量筒或漏斗堵塞,導致雨量數據不準確。②采集器雨量通訊問(wèn)題,導致采集器記數不準。③雨量端子上所連接的105電容損壞,導致雨量數據不準確。
1.1.2沒(méi)有雨量數據。要檢查以下幾個(gè)方面:①檢查線(xiàn)路連接是否正常。②用萬(wàn)用表測量雨量筒的干簧管是否正常。③采集器雨量通訊問(wèn)題,導致采集器無(wú)法記數。④雨量端子上所連接的105是否電容損壞。
1.2溫度數據異常
1.2.1溫度數據不準確。溫度數據明顯和附近自動(dòng)站數據不符;和極值差距較大;數據通訊正常,但溫度數據明顯偏大或偏小,檢查以下幾個(gè)方面:①檢查周?chē)沫h(huán)境是否對溫度產(chǎn)生干擾;溫度通風(fēng)罩周?chē)型L(fēng)口或者較強的光反射,都有可能造成溫度數據不準確。②檢查溫度傳感器是否正常,用萬(wàn)用表測量溫度的電阻值,判斷是否符合當前溫度;更換傳感器判斷溫度值是否正確。③檢查數據采集器溫度通道,更換數據采集器,查看溫度值是否正常[2]。
1.2.2溫度數據沒(méi)有變化。要檢查以下幾個(gè)方面:①線(xiàn)路連接是否正確;溫度線(xiàn)是否破損;溫度線(xiàn)連接采集器溫度通道的端部接觸是否良好。②測量溫度輸出電阻,傳出器可能需要更換。③溫度端子和采集器通道接觸不良。
1.3風(fēng)傳感器異常
1.3.1風(fēng)向異常。風(fēng)向保持某一數據長(cháng)期不變,檢查以下幾個(gè)方面:①風(fēng)向是否空接,要檢查風(fēng)線(xiàn)采集器端子接觸是否良好。②供電是否正常,四要素站風(fēng)向傳感器供電為5 V,輸出信號是0～2.5 V。③檢查風(fēng)線(xiàn)是否有斷開(kāi)的地方,使其連接牢固。④必要時(shí)更換傳感器以解決問(wèn)題。
1.3.2風(fēng)速異常。風(fēng)速值明顯偏大,檢查以下幾個(gè)方面:①檢查傳感器是否受損,若傳感器有問(wèn)題,則更換傳感器。②四要素站風(fēng)速傳感器供電為5 V,輸出信號是靜風(fēng)時(shí)0或5 V,有風(fēng)時(shí)2.5 V左右。③可能是采集器通道問(wèn)題,應更換采集器再查看風(fēng)速值。
1.4太陽(yáng)能異常
1.4.1輸出電壓不正常。沒(méi)有電壓輸出,或者輸出電壓明顯偏低,檢查以下方面:①用萬(wàn)用表的直流電壓檢測太陽(yáng)能的電壓輸出,如果沒(méi)有輸出值或者電壓偏低,說(shuō)明太陽(yáng)能電池損壞。太陽(yáng)能正常情況下輸出電壓CAWS600-RT型系列是6～10 V。②檢查太陽(yáng)能電源線(xiàn)是否有破損,或斷開(kāi)。
1.4.2輸出電流不正常。電壓輸出正常,但沒(méi)有電流輸出,檢查以下方面:①CAWS600-RT型的太陽(yáng)能電池在日照良好情況下,電流可達到1 A,普通情況下也有0.5 A左右電流。②如果測量太陽(yáng)能輸出電流很小或者沒(méi)有,說(shuō)明太陽(yáng)能接線(xiàn)盒里內的二極管可能損壞,或者電池板損壞。
2.1運行環(huán)境的維護
觀(guān)測場(chǎng)地面積及觀(guān)測場(chǎng)與周?chē)系K物的距離均應符合規定的標準,若有變化,應及時(shí)報告,并采取措施,使其符合要求。觀(guān)測場(chǎng)地應設置堅固、稀疏、美觀(guān)的圍欄,其高度以達到安全防護要求以及與周?chē)h(huán)境相協(xié)調為宜,圍欄外側應設立告示牌。觀(guān)測場(chǎng)地尤其是雨量傳感器周?chē)莩邥r(shí),要及時(shí)剪割,確保觀(guān)測結果準確性[3]。
2.2儀器及附屬設備、設施的維護
2.2.1雨量傳感器的維護。定期(一般2～3次/月)清理承水桶內部阻塞物,并清潔過(guò)濾網(wǎng),如有必要,可用中性洗滌劑清洗傳感器翻斗。清洗雨量筒時(shí)要先擰下雨量外罩,斷開(kāi)雨量通訊線(xiàn)(不要短路),然后取下傳感器,清洗漏斗、翻斗及濾網(wǎng)。嚴禁用手觸摸雨量傳感器翻斗的內壁,以免沾上油污,而影響正常感應。如漏斗堵塞,可用細鐵絲使之通暢。冬季無(wú)雨季節應把承水口的蓋子蓋上。為防止碰撞和承水器變形,可用游標卡尺和水平尺核查。只要沒(méi)有特殊天氣,如受大風(fēng)的影響,出現沙塵天氣,或周?chē)鷽](méi)有樹(shù)落葉等情況,一般短時(shí)間內,下雨時(shí)不會(huì )造成漏斗堵塞。當前維護中遇到的最大問(wèn)題是蜘蛛經(jīng)常在雨量筒內造窩、繁殖,下雨時(shí)易造成漏斗口堵塞,增加了維護雨量器的難度。
2.2.2溫度傳感器的維護。定期檢查溫度傳感器是否損壞,測量1腳(或者2腳)與3腳(或者4腳)之間的電阻值,正常阻值根據實(shí)際溫度不同應在80～120 Ω。測量1腳(或者2腳)與3腳(或者4腳)之間的電阻值R1,測量1腳與2腳(或者3腳與4腳)之間的電阻值R2,鉑電阻的電阻大小R=R1-R2,利用公式:T=(R-100)/0.385算出測量時(shí)的溫度值,并與標準溫度對比,對溫度傳感器的狀況進(jìn)行初步判斷。若是傳感器的問(wèn)題,應更換溫度傳感器。定期測量溫度傳感器高度,使之保持在1.5 m高度處[4]。
2.2.3風(fēng)傳感器的維護。風(fēng)傳感器與周?chē)系K物的距離及與地面的高度,均在規定的標準之內。冬季因下雪或雨凇等現象,風(fēng)向標有時(shí)會(huì )發(fā)生凍凝現象,應及時(shí)清除。
2.2.4太陽(yáng)能電源維護。定期維護清理太陽(yáng)能板,保證其正常采光,尤其是雪后,積雪會(huì )導致系統供電異常,應及時(shí)掃除太陽(yáng)能板上的積雪。系統配有2塊6V 12 A·h免維護蓄電池,其壽命一般不低于2年,如果測量電池電壓低于6 V,則需更換;由于自動(dòng)站蓄電池過(guò)放電,電壓偏低,導致自動(dòng)站無(wú)法正常采集數據,有可能白天有數據,而晚上沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)數據無(wú)法正常采集,需要更換電池;由于高溫、高濕和擺放位置等原因導致電池漏電,致使自動(dòng)站無(wú)法正常工作,需要更換電池。
3結語(yǔ)
隨著(zhù)區域氣象觀(guān)測站建設力度的加大,以及對上傳數據嚴格考核的進(jìn)一步要求,要切實(shí)認真做好區域氣象觀(guān)測站的運行維護管理工作,除了要保持自動(dòng)站設備處于正常連續的運行狀態(tài),還要經(jīng)常查看區域氣象觀(guān)測站數據有無(wú)疑誤現象,發(fā)現異常數據時(shí),要及時(shí)分析異常原因,找出故障所在并及時(shí)排除,確保自動(dòng)站觀(guān)測數據準確可靠。
4
[1] 周宗滿(mǎn),周義兵.區域自動(dòng)氣象觀(guān)測站維護與管理[J].陜西氣象,2010(3):36-37.
[2] 姜冬梅,薛亮美.區域氣象觀(guān)測站常見(jiàn)故障分析及解決辦法[J].山東氣象,2010,30(1):69-71.
[3] 王毅軍,劉武武.多要素自動(dòng)站的維護保障與故障分析[J].山西氣象,2008(4):36-37.
[4] 杜衍君,王錫芳,郭瑞寶.區域自動(dòng)氣象觀(guān)測站常見(jiàn)故障分析及排除[J].氣象水文海洋儀器,2008(2):42-44.
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