浅谈县级气象综合观测设备故障维修及维护

摘要：随着气象事业的高质量发展，在现阶段气象现代化建设发展的背景下，地面气象观测技术为我国省市各大地区监测天气变化、预防气象灾害以及分析气候规律提供了重要的帮助依据，因此，科学、合理的使用观测仪器、及时有效的排除仪器故障以及定时定期的维护对于确保地面气象观测仪器测量数据的准确性以及严谨性具有重要意义。

关键词：气象综合观测设备；维护；保障

气象观测设备作为气象综合观测的重要工具，由于受到众多因素的影响，极易出现一系列的故障现象影响到气象观测质量，进而在气象服务工作数据支撑中产生隐患。由于青海省地广人稀的地理环境和人口聚集特征，从现今自动化业务推行的进度来说，县级综合业务工作的装备保障任务较为繁重，在这种情况下，积极的做好设备维护维修工作就显得尤为重要。

作者通过整理青海省海北州 2017 年至 2022 年间综合观测设备的故障记录，将其分类为硬件故障和软件故障两大类，在这两大类别下，进一步细分为电源故障、采集器故障、传感器故障、通讯系统故障、设备或软件参数错误、网络及信号故障等几种常见类型。

气象观测设备常见故障分析及维护

1.电源故障

气象观测设备电源故障原因常见为蓄电池老化、电源线路损坏、太阳能充放电控制器故障、日照不充足导致的蓄电池馈电等，维修人员可使用万用表对设备电源系统逐个检查，及时更换维修性能不良的供电系统部件，确保观测设备有稳定的电力供应。

2.采集器故障

采集器是气象观测获取数据的关键，是由主采集器与分采集器两大组成部分组成，常见的故障有数据传输故障和采集器本身的硬件和软件故障，首先可以通过采集器显示面板指示灯的颜色判断其工作运行情况是否正常，如不亮、闪烁或者显示错误颜色。还可以对比采集器采集的数据是否与正常情况下采集的数据相符，若发生偏差，要立即对其复位。另外还应该检查采集器与传感器、通信设备等的连接是否松动或损坏， 应立即处理。由于采集器后面的线头较易松动，因此将其固定后要尽量避免移动。[1]

除了故障维修，对采集器的日常维护也尤为重要。由于传感器的敏感性很强，要定期清理采集器中各个部位以及连接口的灰尘杂质，并随时检查采集器中各部位的连接情况。每年要对采集器的防雷装置进行定期检查，保障防雷设施能够有效工作，运行采集器时切忌带电操作，确保工作人员的安全。

3.传感器故障

传感器的准确性和稳定性对于气象观测数据的质量有着至关重要的影响，不同类型的传感器有不同的工作原理和特点。

3.1 地温传感器故障

会导致地温数据异常跳变或异常偏大和偏小，甚至数据缺测，故障原因一般为传感器密封不好导致进水、传感器接头松动导致的接触不良、电缆被鼠咬导致的一定程度短路。若以上故障原因都排除，可用万用表测量脚 1 和脚 3 的电阻 R1，然后测量对角与脚 2 的电阻 R2，正常范围为 80~ 120Ω,利用公式 T=（R1-R2-100） ÷0.385，可以计算出温度值，对比正常值，可判断传感器是否故障。[2]

3.2 温湿度传感器故障

导致数据缺测或异常时可使用万用表 20V 电压档测量电源电压是否为12V，若否，可用蜂鸣档检查端子连接和线路连接状态。若发生传感器数据丢失的状况，则判断为当前温湿度值超出传感器测量范围。由于温湿度传感器较为灵敏，需时常对其进行清洁维护，清洁过程中须使用软毛刷，并确保百叶箱的通风良好。[3]

3.3 气压传感器故障

气压传感器通常安装在主采集器机箱，通常用一根静压压力连接管与外界大气相连。发生故障时可用串口服务器连接其串口进行排查，若出现通讯故障，则检查采集器气压传感器串口是否正常，接线是否松动。再者可使用万用表直流电压 20V 档位来检测其电压值是否为 12V。日常维护时须注意气压传感器的高度以及通气口要清洁无异物。

3.4 能见度仪故障

我们所常用能见度仪为 DNQ1 前向散射能见度仪，通过测量小体积空气对光的散射系数，得到采样气体的消光系数，再得出气象光学能见度。常见由传感器电源故障、通信线路与接口故障、传感器自检不通过以及镜头污染导致的数据缺测或异常。日常维护维修时处理注意供电以及通讯系统，还应检查传感器的朝向以及护罩，发现镜头污染时，要用异丙醇润湿无绒软布来擦拭镜头。[4]

4.通讯系统故障

县级气象综合观测设备通讯一般包括采集器与计算机串口通讯和台站计算机与地面观测软件网络通讯，由通行光缆通过交换机与计算机设备相连。通讯系统故障时常表现为数据采集时有时无甚至多个时次缺测。业务人员在维修时应首先排除各个线路连接处是否出现松动现象，再利用万用表来逐段检测通信光缆的通断情况；若正常时则通常为通讯模块故障，须更换 SIM 卡或者通讯模块。海北州多个区域站均使用 WUSH-9218 型智能通讯模块，运行时间长较时易出现死机现象，重启并拔插通信卡后可恢复正常。[5]

5.设备或软件参数设置错误

通过统计发现，采集器内的气象要素通道被关闭、部分要素在中心站未勾选、台站基本参数采集间隔设置与采集器采集间隔不符、采集器命令错误也将导致数据上传异常和采集错误。在地面观测软件中设置参数时，选择要素项目要搞清从属关系，勾选要素注意逻辑顺序；设置阈值根据地面观测规范设定，设置参数时须根据台站具体应用需求和条件进行合理的配置。

6.网络及信号故障

由于青海省地广人稀的地理环境，网络问题的确是气象观测设备数据上传中最常见的挑战之一，多数较为偏远的信号基站均采用太阳能供电，遭遇连续阴雨天或积雪覆盖时就可导致信号弱甚至无信号，因此在建设区域站时要确保所在位置的信号强度，可使用信号增强设备或适当调整位置。另外还需确认自动气象站的网络设置正确，包括 IP 地址、网关、DNS 等信息与网络环境相匹配。若未能解决，可向当地运营商寻求帮助。

结束语

气象装备的稳定运行对于预报预警、气候监测以及决策支持中起着关键性的作用，近年来随着装备保障工作任务的下沉和每年的新晋大学生进入气象部门并从事县级综合气象观测业务工作，因工作经验缺乏，专业基础不对口等问题，在县级装备保人才培养方面困难重重，本文通过对观测设备常见的故障分析及维护操作，使得县级设备保障人员有了一定的参考依据，有助于更快的适应现代化、智能化的气象观测设备保障工作，进而提高观测数据质量，为气象高质量发展做出贡献。

参考文献：

[1]温风和，霍振宇.自动气象站气象仪器装备保障与维护，农家参谋， 2019（15）：109.

[2]陆占东. 气象部门装备维修保障工作探讨，南方农机，2019（16）： 95.

[3]王震. 浅谈无人值守自动气象站的维护保障，农村实用技术，2020 （6）：170-171.

[4]张晓磊.DNQ1 型前向散射式能见度仪故障排查与处理，现代农业研究，2022（7）：139-141

[5]斯琴图雅，杨宗英等， 自动气象站数据传输故障及处理，农业与技术，2012（8）171

作者简介：马智（1997-），男，回族，青海祁连人，大学本科，助理工程师，从事工作：综合气象观测与服务。