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摘要：本文主要结合文县气象局目前所使用的几种不同型号的区域自动气象站的实际情况，研究其结构特点和优缺点，并结合实际情况分析其常见故障及处理方法，给出了区域气象站日常维护措施，以供相关业务部门参考。
关键词：区域自动气象站;故障;处理方法;维护
引言
区域气象观测站是中国气象局“三站四网”的主要组成部分之一其，获取的观测资料主要用于当地的气象服务，也是国家天气观测网的补充，其观测资料主要是满足区域天气预报模式的需求，也可提供区域气候业务所需的观测资料。
经过几年的建设与发展，文县气象局的区域自动气象站已初具规模，基本已经做到了多要素区自动气象域站覆盖全县所有乡镇，单雨量点陆续覆盖全县范围内大部分山洪已经地质灾害易发点，大大的提升了全县的气象防灾减灾水平，在一定程度上满足了民众对天气气象信息的需求。但是，在日常实际运行中却总会出现一些故障，这势必极大地降低气象数据的可用性与准确性。因此， 做好区域气象观测站的日常维护显得尤为重要。
本文主要结合本人在近几年的实际维护过程中的总结与发现，总结了一下几点比较实用的维护方法。
1区域自动气象站的构成及优越性
区域自动气象站是以自动气候站为基础，采用先今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制技术，设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，用以满足地面气象观测温度、湿度、气压、雨量、风向和风速的观测。
1.1区域自动气象站的构成
目前文县气象局的区域气象站主要由DZZ6型地面天氣站、TYQ200型区域气象站和DWSZ-A型自动雨量站等三种不同型号的自动气象站组成。就其组成来说，它们由采集器、供电系统、传感器、通信系统等组成，同时可以挂接各类传感器，来满足不同的业务需求。其中DZZ6型地面天气站具有自己独立的通信模块，而TYQ200型区域气象站和DWSZ-A型自动雨量站，其采集器自身具备无线数据通信功能。同时，它们三者都可以支持中国移动的GSM/GPRS无线网络，用以数据的传输。
1.2区域自动气象站的优越性
区域自动气象站不管是在设计上，还是在应用技术上，都具有较为明显的优势，主要表现为以下两个方面：
第一，设计观念上的优越性。基于统一要求所进行的设计，在使用中有利于设备的管理以及技术的保障。在设计时，对于仪器设备与生产中的相关内容予以了明确的规定，并提供了统一元器件以及相关的技术图纸，以便于后期维修工作的实施。
第二，技术性能上的优越性。所用的主处理器为最新的，且功能更为强大，同时还内嵌了相应的Linux操作系统，采用了当前最为先进的一种总线系统，完善了自动气象站的功能。此外，还构建了相应的质量控制体系以及完备算法，相对于以前的自动气象站而言，这种自动气象站的存储能力得到了很大的提升，有效降低了探测资料的缺失率，强化了其防护能力，确保了自动气象站运行的安全性与可靠性。
2传感器的维护
2.1温度传感器的维护
自动区域气象站所使用的温度传感器大多以铂电阻温度传感器为主，其具有灵敏度高，稳定性好等特点，利用铂电阻电阻值随温度的变化而变化的特性来进行温度的测量。
在日常使用过程中，经常会出现温度缺测或者温度值长时间为一恒定值 （如稳定显示为-44.2℃）。此时，首先应该检查稳定传感器的接线插头是否松动，如果松动，应重新接线 ，使其牢靠。
如果接线良好，可以使用万用表欧姆档在温度信号传输线的两端进行分别测量。铂电阻传感器测量温度采用四线制发。假定传感器的四根导线电阻为r，在2、3端接入标准电阻R0（100Ω），和待测电阻Rt串联并形成回路。由恒流源提供电流I0，由于电压对导线的电阻值不敏感，所以I0=V1/Rt=V2/R0，既得出Rt=R0*V1/V2。然后根据铂电阻计算公式，换算出温度计算公式：
其中A、B、C为常数，t为温度。在实际测量中，铂电阻温度传感器的待测电阻Rt在0℃的阻值为100Ω，温度系数约为0.385，因此。可以通过以下步骤估算温度值：
（1）测量 2、3或1、4端电阻R1;
（2）测量1、2或3、4端电阻R2;
（3）计算待测电阻Rt=R1-R2;
（4）利用公式，估算出此时的温度值。
若经测量，两端均得不到正确的温度值，则是传感器故障，需要更换传感器;若靠近采集器一端测不到值，而另一端可以测到值，则说明传输线缆中间有断点，此时只需要找到断点，然后在按照一一对应的原则将其连接起来。在日常维护时，应注意检查线缆是否老化，传感器头部是否有灰尘等，如有，应及时更换或清理。
2.2雨量传感器的维护
自动区域气象站所使用的雨量筒大多以SL3-1型、SL2-1型雨量筒为主，但其主要工作原理基本相同，都是通过翻斗每翻转一次经干簧管感应产生一个脉冲信号来进行雨量计量的，并传输至采集系统的。
在实际使用过程中，最常见的问题就是，某地降水不断，但是当地所安装的雨量筒却显示没有降水量。造成这一现象的主要原应有以下几点：
（1）雨量筒承水口、承水漏斗全部堵塞或者其中之一堵塞;
（2）雨量传感器干簧管损坏。
当遇到上述情况时，应当及时先对雨量筒进行清洗、检查其有无堵塞现象，并在雨量筒承水口、承水漏斗关键位置放置金属网罩，以减少蚊虫、沙石等进入其中，对其造成堵塞等现象;若雨量筒承水口、承水漏斗没有堵塞，应检查其干簧管有无损坏，具体操作方法是：将万用表调至蜂鸣档，然后将万用表红、黑表笔分别插入雨量的两个接线柱，在翻动计数翻斗，如果万用表发出蜂鸣声，则说明干簧管良好，反之亦然。同时说明，可能是传感器其他电路板故障，或者是通信信号受阻等原因。 2.3湿度传感器的维护
自动区域气象站所使用的湿度传感器主要由电容式湿度探头构成，采用三线制输出方式。其中湿敏电容是用有机高分子膜做介质的一种小型电容器。介质层在吸收水汽以后，介质系数发生变化，导致电容器电容量发生变化，电容量的变化正比于相对湿度。湿度在（0-100）%RH 范围内输出稳定的（0-1）V直流电压。
实际使用过程中，经常会出现湿度长时间无变化或者湿度缺失等现象。因此，如若出现这种问题后，应首先检查湿度探头的头部过滤罩有无被尘埃所堵塞、污染，若有，应轻轻取下，对其进行清洗。若无，则将其置于不同的湿度环境，并用万用表测试其湿度，如若每次测得的值均不相同，说明湿敏电容正常，应是采集系统或传输系统故障;如若每次测得的值均为一固定值，说明传感损坏，应当更换传感。
2.4风向风速传感器的维护
风速传感器由低惯性轻金属风杯和光电转换器组成，随着风速的大小，输出相应的脉冲频率;风向传感器由低惯性轻金属风向标和带有七位格雷码的光电转换器组成，不同风向对于与不同的数字。比如，在实际使用过程中，可能会出现数据资料缺失等现象。在出现此问题时，应先检查航空插头处接线是否牢固，然后检查其中一根或几根芯线是否有破损或断裂现象。如若上述都完好无损，则需拆卸下来，手动转动风杯，然后用万用表测量其高低电平的变化情况，若有高低电平变化，说明采集系统故障，若无变化，说明传感器故障，需更换;对于风向传感器，可以固定一定度数的风向，然后测量其输出电压，然后换算成二进制数组，在利用相对应得格雷码，反衍出相应度数的风向，与自己设定值相比较，如若一致，说明采集系统有故障，如若测不出数据，说明传感器故障，需更换。
2.5气压传感器的维护
目前区域气象站及地面天气站使用的气压传感器为PTB330和PTB210两种型号，其结构大致相同。日常维护时要注意其静压管的水平，防水处理，防止进气小孔不被堵塞，同时保证其中干燥剂不被雨水的弄湿，保持其一个干燥的状态。
3采集器与通信系统的维护
3.1采集系统的维护
在区域站实际运行过程中，采集器难免会出现各种各样的问题，比如气象观测数据资料丢失等。在实际工作中，应当认真检查采集器的参数设置状况，之后再对采集器进行复位操作。另外，还要认真对采集器指示灯的闪烁状况进行观察，并检查直流输出、太阳能板供电输入等的状态，若上述两者都位于正常工作状态，则表明是采集单元发生故障，此时应当及时对其进行维修或更换。除此之外，还要定期检查采集器接口传感器等之间是否正常连接，一旦发现问题必须第一时间进行解决处理，不仅能够确保各观测仪器之间能够有效连接，还能使采集器恢复正常运行状态。
3.2通信系统的维护
在区域站实际运行过程中，其通信方式主要采用的是基于无线网络数据传输模式的移动数据流量数据量模式，在一个相对独立的通信系統模块中插入SIM卡，从而实现气象数据资料的传输，但在实际使用中经常会出现通信网络中断，数据传输延迟等问题。因此，在实际维护中应当首先检查其各项参数设置是否正确;之后再检查SIM卡是否损坏，其次应当与相应的通信公司联系，查看是否存在SIM卡停机欠费的情况。除此之外，还要仔细观察辨别其个指示灯是否闪烁正常，并查看直流供电输入是否合适，如上述情况均能确认无误，则是通信器件模块损坏，应及时更换。同时在实际使用过程中，应当将通信天线放置于采集机箱外部，尽可能的减小机箱对通信信号的金属屏蔽作用，从而提高数据传输效率。
4小结
本文通过对区域气象站的组成及其性能特点的简要介绍，对其中几种比较常见的器件的日常维护与保障工作提出了较为切实可行的方法，并对采集系统与通信系统的日常维护保养提供了有效的方法，使得维护人员在日常维护工作中开展工作更加精准、有效、高效。
参考文献
[1]张美良.新型自动气象站的日常管理及维修维护[J].农家参谋，2019（14）：185.
[2]陈奇，李静.新型自动气象站常见故障及维修维护管理[J].时代农机，2018，45（03）：66.
[3]区域自动气象站维护规范（试行）[S].中国气象局综合观测司，2015.
[4]地面气象观测规范[M].气象出版社，2003.
[5]郑健博、许馨月.区域自动气象站的日常管理及维修维护[J].科技风，2015（8）
作者简介：赵国强（1991-12-29）男，汉族，本科，助理工程师 ，从事地面观测综合业务工作。
关键词：区域自动气象站;故障;处理方法;维护
引言
区域气象观测站是中国气象局“三站四网”的主要组成部分之一其，获取的观测资料主要用于当地的气象服务，也是国家天气观测网的补充，其观测资料主要是满足区域天气预报模式的需求，也可提供区域气候业务所需的观测资料。
经过几年的建设与发展，文县气象局的区域自动气象站已初具规模，基本已经做到了多要素区自动气象域站覆盖全县所有乡镇，单雨量点陆续覆盖全县范围内大部分山洪已经地质灾害易发点，大大的提升了全县的气象防灾减灾水平，在一定程度上满足了民众对天气气象信息的需求。但是，在日常实际运行中却总会出现一些故障，这势必极大地降低气象数据的可用性与准确性。因此， 做好区域气象观测站的日常维护显得尤为重要。
本文主要结合本人在近几年的实际维护过程中的总结与发现，总结了一下几点比较实用的维护方法。
1区域自动气象站的构成及优越性
区域自动气象站是以自动气候站为基础，采用先今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制技术，设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，用以满足地面气象观测温度、湿度、气压、雨量、风向和风速的观测。
1.1区域自动气象站的构成
目前文县气象局的区域气象站主要由DZZ6型地面天氣站、TYQ200型区域气象站和DWSZ-A型自动雨量站等三种不同型号的自动气象站组成。就其组成来说，它们由采集器、供电系统、传感器、通信系统等组成，同时可以挂接各类传感器，来满足不同的业务需求。其中DZZ6型地面天气站具有自己独立的通信模块，而TYQ200型区域气象站和DWSZ-A型自动雨量站，其采集器自身具备无线数据通信功能。同时，它们三者都可以支持中国移动的GSM/GPRS无线网络，用以数据的传输。
1.2区域自动气象站的优越性
区域自动气象站不管是在设计上，还是在应用技术上，都具有较为明显的优势，主要表现为以下两个方面：
第一，设计观念上的优越性。基于统一要求所进行的设计，在使用中有利于设备的管理以及技术的保障。在设计时，对于仪器设备与生产中的相关内容予以了明确的规定，并提供了统一元器件以及相关的技术图纸，以便于后期维修工作的实施。
第二，技术性能上的优越性。所用的主处理器为最新的，且功能更为强大，同时还内嵌了相应的Linux操作系统，采用了当前最为先进的一种总线系统，完善了自动气象站的功能。此外，还构建了相应的质量控制体系以及完备算法，相对于以前的自动气象站而言，这种自动气象站的存储能力得到了很大的提升，有效降低了探测资料的缺失率，强化了其防护能力，确保了自动气象站运行的安全性与可靠性。
2传感器的维护
2.1温度传感器的维护
自动区域气象站所使用的温度传感器大多以铂电阻温度传感器为主，其具有灵敏度高，稳定性好等特点，利用铂电阻电阻值随温度的变化而变化的特性来进行温度的测量。
在日常使用过程中，经常会出现温度缺测或者温度值长时间为一恒定值 （如稳定显示为-44.2℃）。此时，首先应该检查稳定传感器的接线插头是否松动，如果松动，应重新接线 ，使其牢靠。
如果接线良好，可以使用万用表欧姆档在温度信号传输线的两端进行分别测量。铂电阻传感器测量温度采用四线制发。假定传感器的四根导线电阻为r，在2、3端接入标准电阻R0（100Ω），和待测电阻Rt串联并形成回路。由恒流源提供电流I0，由于电压对导线的电阻值不敏感，所以I0=V1/Rt=V2/R0，既得出Rt=R0*V1/V2。然后根据铂电阻计算公式，换算出温度计算公式：
其中A、B、C为常数，t为温度。在实际测量中，铂电阻温度传感器的待测电阻Rt在0℃的阻值为100Ω，温度系数约为0.385，因此。可以通过以下步骤估算温度值：
（1）测量 2、3或1、4端电阻R1;
（2）测量1、2或3、4端电阻R2;
（3）计算待测电阻Rt=R1-R2;
（4）利用公式，估算出此时的温度值。
若经测量，两端均得不到正确的温度值，则是传感器故障，需要更换传感器;若靠近采集器一端测不到值，而另一端可以测到值，则说明传输线缆中间有断点，此时只需要找到断点，然后在按照一一对应的原则将其连接起来。在日常维护时，应注意检查线缆是否老化，传感器头部是否有灰尘等，如有，应及时更换或清理。
2.2雨量传感器的维护
自动区域气象站所使用的雨量筒大多以SL3-1型、SL2-1型雨量筒为主，但其主要工作原理基本相同，都是通过翻斗每翻转一次经干簧管感应产生一个脉冲信号来进行雨量计量的，并传输至采集系统的。
在实际使用过程中，最常见的问题就是，某地降水不断，但是当地所安装的雨量筒却显示没有降水量。造成这一现象的主要原应有以下几点：
（1）雨量筒承水口、承水漏斗全部堵塞或者其中之一堵塞;
（2）雨量传感器干簧管损坏。
当遇到上述情况时，应当及时先对雨量筒进行清洗、检查其有无堵塞现象，并在雨量筒承水口、承水漏斗关键位置放置金属网罩，以减少蚊虫、沙石等进入其中，对其造成堵塞等现象;若雨量筒承水口、承水漏斗没有堵塞，应检查其干簧管有无损坏，具体操作方法是：将万用表调至蜂鸣档，然后将万用表红、黑表笔分别插入雨量的两个接线柱，在翻动计数翻斗，如果万用表发出蜂鸣声，则说明干簧管良好，反之亦然。同时说明，可能是传感器其他电路板故障，或者是通信信号受阻等原因。 2.3湿度传感器的维护
自动区域气象站所使用的湿度传感器主要由电容式湿度探头构成，采用三线制输出方式。其中湿敏电容是用有机高分子膜做介质的一种小型电容器。介质层在吸收水汽以后，介质系数发生变化，导致电容器电容量发生变化，电容量的变化正比于相对湿度。湿度在（0-100）%RH 范围内输出稳定的（0-1）V直流电压。
实际使用过程中，经常会出现湿度长时间无变化或者湿度缺失等现象。因此，如若出现这种问题后，应首先检查湿度探头的头部过滤罩有无被尘埃所堵塞、污染，若有，应轻轻取下，对其进行清洗。若无，则将其置于不同的湿度环境，并用万用表测试其湿度，如若每次测得的值均不相同，说明湿敏电容正常，应是采集系统或传输系统故障;如若每次测得的值均为一固定值，说明传感损坏，应当更换传感。
2.4风向风速传感器的维护
风速传感器由低惯性轻金属风杯和光电转换器组成，随着风速的大小，输出相应的脉冲频率;风向传感器由低惯性轻金属风向标和带有七位格雷码的光电转换器组成，不同风向对于与不同的数字。比如，在实际使用过程中，可能会出现数据资料缺失等现象。在出现此问题时，应先检查航空插头处接线是否牢固，然后检查其中一根或几根芯线是否有破损或断裂现象。如若上述都完好无损，则需拆卸下来，手动转动风杯，然后用万用表测量其高低电平的变化情况，若有高低电平变化，说明采集系统故障，若无变化，说明传感器故障，需更换;对于风向传感器，可以固定一定度数的风向，然后测量其输出电压，然后换算成二进制数组，在利用相对应得格雷码，反衍出相应度数的风向，与自己设定值相比较，如若一致，说明采集系统有故障，如若测不出数据，说明传感器故障，需更换。
2.5气压传感器的维护
目前区域气象站及地面天气站使用的气压传感器为PTB330和PTB210两种型号，其结构大致相同。日常维护时要注意其静压管的水平，防水处理，防止进气小孔不被堵塞，同时保证其中干燥剂不被雨水的弄湿，保持其一个干燥的状态。
3采集器与通信系统的维护
3.1采集系统的维护
在区域站实际运行过程中，采集器难免会出现各种各样的问题，比如气象观测数据资料丢失等。在实际工作中，应当认真检查采集器的参数设置状况，之后再对采集器进行复位操作。另外，还要认真对采集器指示灯的闪烁状况进行观察，并检查直流输出、太阳能板供电输入等的状态，若上述两者都位于正常工作状态，则表明是采集单元发生故障，此时应当及时对其进行维修或更换。除此之外，还要定期检查采集器接口传感器等之间是否正常连接，一旦发现问题必须第一时间进行解决处理，不仅能够确保各观测仪器之间能够有效连接，还能使采集器恢复正常运行状态。
3.2通信系统的维护
在区域站实际运行过程中，其通信方式主要采用的是基于无线网络数据传输模式的移动数据流量数据量模式，在一个相对独立的通信系統模块中插入SIM卡，从而实现气象数据资料的传输，但在实际使用中经常会出现通信网络中断，数据传输延迟等问题。因此，在实际维护中应当首先检查其各项参数设置是否正确;之后再检查SIM卡是否损坏，其次应当与相应的通信公司联系，查看是否存在SIM卡停机欠费的情况。除此之外，还要仔细观察辨别其个指示灯是否闪烁正常，并查看直流供电输入是否合适，如上述情况均能确认无误，则是通信器件模块损坏，应及时更换。同时在实际使用过程中，应当将通信天线放置于采集机箱外部，尽可能的减小机箱对通信信号的金属屏蔽作用，从而提高数据传输效率。
4小结
本文通过对区域气象站的组成及其性能特点的简要介绍，对其中几种比较常见的器件的日常维护与保障工作提出了较为切实可行的方法，并对采集系统与通信系统的日常维护保养提供了有效的方法，使得维护人员在日常维护工作中开展工作更加精准、有效、高效。
参考文献
[1]张美良.新型自动气象站的日常管理及维修维护[J].农家参谋，2019（14）：185.
[2]陈奇，李静.新型自动气象站常见故障及维修维护管理[J].时代农机，2018，45（03）：66.
[3]区域自动气象站维护规范（试行）[S].中国气象局综合观测司，2015.
[4]地面气象观测规范[M].气象出版社，2003.
[5]郑健博、许馨月.区域自动气象站的日常管理及维修维护[J].科技风，2015（8）
作者简介：赵国强（1991-12-29）男，汉族，本科，助理工程师 ，从事地面观测综合业务工作。