自动气象站维护及常见故障排查
关屹瀛
（该论文发表在《气象》2005年第1期）
一、自动气象站工作原理
二、自动气象站维护
1 传感器的定期检查维护
1） 风向、风速传感器
观察风杯和风向标转动是否灵活、平稳。发现异常时，按《用户技术手册》的方法清洗传感器轴承，正常情况下，每年应清洗一次传感器轴承。
2）湿度传感器的维护
温湿度传感器的头部有保护罩防止感应元件被尘埃污染，每月应用软毛刷清扫防尘罩，不要用手或不清洁的物体接触温湿传感器的护罩，若发现污染严重，应及时用软毛刷清扫，不能使用的应及时更换。
3）气压传感器的维护
检查气压传感器的通气嘴，不得有异物和污染；每月应把缓冲盒分子筛取出，干燥后再置于盒中，并密封好。
4）雨量传感器的维护
雨量筒的进水漏斗孔易被灰尘、树叶、草叶堵塞，容易造成雨量误测或缺测。因此每月应检查一次，清除灰尘、砂石、草皮等，必要时可用细丝将漏斗孔疏通，保证雨水顺利进入翻斗。
检查筒身，保证安装牢固，器口水平。
5）温传感器维护
a 每月或雨后应及时对地面温度传感器和浅层地温传感器的裸地地面进行疏松、平整。
b、每月应全面查看地面温度传感器的浅层地温传感器的埋设情况，保持地面温度传感器一半埋在土内，一半露出地面，檫拭沾浮在上面的雨露和杂物，浅层地温安装支架的零标志线要与地面齐平。
C、每月或雨后和雪融后应检查深层地温硬橡胶套管内是否有积水，如有积水，应用头部绑缚有棉花或海绵的竹竿插入管内将水吸干，如发现套管内经常积水，则应检查原因，进行维修。
2 外转接盒的维护
每天都要对外转结盒的密封性进行检查
3 数据采集器的维护
1）定期用毛刷清理采集器的灰尘，不要带电开启采集器机箱以及接插电缆，不要带电撤换或安装传感器。
2）每天检查采集器与计算机、外转接合（变送器）的连接 是否松动，是否正确，发现松动或错误及时更正。
3）发现采集器数据异常应及时对采集器复位，如果复位不能解决，应对采集器内存进行清除。如果内存清除后从新启动微机仍不能解决问题，应及时上报。
4 供电系统维护
1） 连续使用的供电系统每个月将放电一次，当电池电压低于11v时，供电系统自动声光报警，此时应立即停机，并及时充电，否则供电系统将报废。
2）连续使用的UPS应每一个月放电一次，当UPS右侧电量标示降到20%（只有两个灯亮）时，UPS连续报警，此时应立即停止放电，并及时充满电，否则UPS将报废。
5 计算机的维护
1）注意开机顺序
开机顺序：供电系统---UPS电源-----数据采集器-----计算机
关机顺序：计算机----采集器-------UPS电源-----供电系统
2）计算机连续工作72小时后，必须关机一次，重新启动，以便消除系统电子碎片。
3）尽量不要在计算机读写数据时关机
4） 50至整点时间内不可对时，不能修改时间，避免丢失整点数据。
6） 降雨时不可对时，不可修改时间，避免丢失累计的雨量的数据。
7） 不要在测报值班室内吸烟、使用加湿器，否则会减少微机寿命。
6 防雷设施的维护
1）每年雨季前用地阻仪对观测场、测报室地阻进行测试，若大于4欧姆，则应查明原因，若因地网腐蚀严重的，应重新做地网。
2）每年雨季前，应对电源避雷器、信号避雷器进行一次检查，如发现老化变性的应及时更换。
3）每季度应对观测场、值班室内的所有仪器的接地线进行一次检查，发现有脱落或虚接的应及时连接好。
4）观测场、值班室内新增仪器设备，应对金属外壳做接地处理，接地线应并入统一地网，使整个地网电器连通，并入地网时若用电焊连接，则焊接前应摘掉观测场、值班室内所有仪器的接地线，否则将损坏仪器设备，焊接后，将所有仪器设备地线接地。
三、几个重要维修参数
1气温传感器
在外转接盒线路板上标有“HP”电缆接线端子，“*”和“—”之间的电阻，正常值为80—120欧姆
2 地温传感器
在外转接盒电路板上找到响应的地表、浅层、深层地温，各脚电阻正常关系如下：参照图3
“*”与“+”脚之间的电阻为 〈 10欧姆
“G”与“-”脚之间的电阻为〈 10欧姆
“G”与“+”脚之间的电阻为：80-120欧姆
“*”与“-”脚之间的电阻为：80-120欧姆
3 温湿电容传感器（带电测量）
用万用表DC电压2V档测量“8”芯（标有“HP”）电缆接线端子“*”与“-”脚之间的电压应为0.000V-1V之间为正常值。
4 风向传感器
在外转接盒电路板上，用万用表电压档测量19芯风输出端子E0-E6与“G”脚的电压，此时电压应不断变化，高电平大于7V，低电压小于1V为正常值。否则风向传感器有故障。
5、风速传感器
在外转接盒电路板上，用万用表电压档测量19芯标有“FS”与“G”脚的电压,此时电压应有高低变化，高电压大于7V，低电压小于1V。否则风速传感器有故障。
6 雨量传感器
用万用表电阻档测量两个接线柱，同时用手拨动计数翻斗，每翻动一次，万用表应导通一次，否则传感器干簧管有故障。
四、自动气象站常见故障排查
（一） 排查故障的几种常见的方法
1 替换法
替换法是常见的快速的有效的方法，这种方法的前提是手中有好的备用件。
2 排除法
排除法就是，如果对问题的位置没有把握，则可以先从可以判定是没有问题的设备入手，逐渐排除好的设备，剩余的就是有问题的设备。
3 测试法
测试法主要是要用仪器（常用的是万用表）对怀疑的设备进行电阻、电压等要素的测试，从而找出故障位置。
（二）自动气象站常见故障及排查
1 供电系统
1）现象：打开供电系统电源开关，交流指示灯不亮，直流电压表头显示正常。
排除： （1）检查供电系统交流电是否是220V;
（2） 检查机箱后面板交流2V保险丝
（3）开采供电系统机箱，检查接插件、指示灯。
2）现象：打开供电系统开关，交流指示灯正常、直流电压无显示。
排查：（1）打开电源箱，测量蓄电池是否正常
（2）检查电源开关和电压表头是否损坏
（3）检查各接触点是否良好
3）现象：供电系统声光报警
排查：（1）供电系统交流220V未供上，电池电压低于11V
（2） 断电时间过72小时，电池电压低于11V
（3）电池损坏，电池电压低于11V
（4）报警线路有故障。
2 采集器
1）现象：打开电源开关，LCD无显示，指示灯不亮
排查：（1）打开机箱，检查模拟板上1A保险丝；
（2）检查电源开关
（3）检查模拟板上直流电压12V、5V是否正常。
（4）上述正常，应更换电路板
2）现象：打开电源开关，LCD无显示，指示灯正常
排查：（1）打开机箱，检查LCD的接插件
（2）检查5V电源是否正常
（3）如上述正常，更换电路板
3）现象：采集器死机，时钟停止
排查：（1）按复位键，或关机一分钟再开机，
（2）用通讯软件对采集器内存清除
（3）扩大内存
（4）更换电路板
3 温度部分
1）现象：某一路地温不正常，为固定不变
排插：（1）传感器损坏
（2）信号电缆开路
（3）外转接盒内CD4067BF损坏
2） 现象：某一路地温不正常，跳变不稳定
排查：地温传感器密封不好，进水
3） 现象：所有温度不正常
排查：（1）外转接盒内CD4067BF损坏
（2）采集器数字板上7209A/D芯片损坏
4 湿度部分
现象：相对湿度示值固定不变
排查：（1）信号开路
（2）湿敏电容损坏
5 风向、风速
1）现象：风向、风速示值不变：风向239度，风速为0
排查：（1）信号线开路
（2）在外转接盒内，测量风向、风速传感器是否正常
2） 现象：风向不正常，风速正常
排查：带电测量风向传感器
3）现象：风向正常，风速不正常
排查：带电测量风速传感器是否正常
6 雨量
1） 现象：雨量无示值
排查：（1）雨量传感器堵塞
（2）计数翻斗卡滞
（3）信号电缆开路
（4） 干黄管损坏
2现象：雨量示值偏高
排查：（1）查看调节定位螺丝是否改变，可从新调整。
（2）干黄管损坏，产生抖动，造成多计数。
（3）现象：雨量示值滞后
排查：雨量传感器堵塞
五 自动气象站故障排查实例
1例 现象：采集器数据显示正常，计算机显示A信倒错误，计算机没有数据
排查：问题出在计算机及与采集器的连线上。检查计算机正常，采集器与计算机连线牢固。把采集器与计算机连线插在计算机的另一个串口，从新启动计算机后，运行正常。
2 例 现象：采集器正常，计算机不显示数据
排查：问题一定出在计算机及连线部分。检查步骤：
（1） 检查连线是正确、牢固。
（2） 检查计算机硬件正常
（3） 用自动站通讯软件的系统项从新对时后，故障排除。
注：只能用软件对时，用windous本身或采集器中的时钟对时无效。这是因为，当采集器的时钟不于计算机的时钟不同步时，计算机无法读取采集器的数据。
3例 现象：打印Z文件的整点数据时，打印不全，少一列。
排查：因为是有规律的缺少，故不是打印机或计算机硬件故障，很可能是软件设置或软件本身问题。在控制面板里，对打印机的属性进行从新设置，把纵向打印改为横向打印，问题解决。
4例 现象：采集器已连续运行了12小时，但计算机上不能查询整点数据。
排查：（1）从采集器上从新下载的数据，仍不让查询，检查计算机的相应目录，数据已调入。
（2） 仔细检查数据，发现形成数据的台站号与本机现在的台站号不符，把现在本机的台站号改回原站号，计算机容许查询整点数据。
注意：计算机形成的数据与形成该数据时的台站号紧密地捆绑在一起，与计算机环境无关。
5例 现象：采集器显示所有深层、浅层、地表温度都为-67度。
排查：因为所有地温都为-67度，故不可能是温度传感器除了问题，问题应该出在外转接盒或进值班室的信号电缆上。检查电缆良好，检查外转接盒与温度相关的防雷管损坏，更换后，排除故障。
6例 现象：采集器显示温度衡为-67度。
排查：在外转接盒内用万用表电阻档测气温传感器正常，测采集器内气温输出端正常，测采集器到值班室信号电缆正常，问题在采集器内部。经查，在采集器模拟板上气温入口处的防雷管损坏，更换后，故障排除。
7例 现象：采集器上风向正常，风速始终为0
排查：测试外转接盒的10芯端子，用万用表黑笔点“G”端子，用红表笔点“FS”端子，无论风杯是否转动，都有高低电压（正常是风杯静止时，没有跳变电压，转动时，才有高低跳变电压），说明传感器有问题，打开传感器，发现有一金属环脱落，安好后，运行正常。
8 例 现象：10厘米地温有时偏差太大，多时达到71度
排查：只有一个10厘米地温不正常，可能是10厘米传感器接触不好或损坏。用5厘米地温与10厘米地温换接后，故障排除，
9 例 现象：采集器整点数据出现乱码
排查：采集器时有乱码，的可能性是采集器内存混乱，在自动站通讯软件里用软件对采集器内存清除，故障排除。
