论文部分内容阅读
摘 要：目前湄潭县使用中国华云CAWS100型单雨量站;江苏无锡ZQZ-A型号的两要素自动站、五要素自动站、六要素自动站。通过对各种型号自动站（主要是雨量站）在使用过程中发现问题解决问题，得出有效的维护方法。
关键词：气象台站;装备;维护保障
装备保障是气象工作的重要组成部分，是气象观测系统正常运行的保证。为进一步规范装备技术保障工作，提高基层台站对装备保障工作的重视度，促进业务与科研的有机结合，确保气象装备的稳定、正常运行，减轻维护人员的工作量，提高工作效率，最大限度发挥自动站的作用。
一、材料与方法
1.试验地点
试验场地选择在湄潭县气象局新观测场及湄潭各区域自动站。
2.试验材料
中国华云CAWS100型单雨量自动站与江苏无锡两要素、五要素、六要素ZQZ-A自动站型号的自动站。
3.试验设计
对自动站在运行过程中出现的故障进行研判分析，得出解决处理故障的方法。
二、 结果与分析
主要研究中国华云CAWS100型单雨量站与江苏无锡两要素、五要素、六要素ZQZ-A自动站型号的自动站在运行过程中出现的故障及解决故障的方法。
1.通过装备保障人员长期的工作实践，得出以下结论：
（1）当观测到气象要素值超差或明显的不正常，应该是传感器或连接线路故障;
（2）当观测到采集器没有数字显示时，考虑是电源系统故障;
（3）当采集器观测到乱码或者状态灯闪烁不定时，是采集器故障;
（4）当观测到所有气象要素值均不正常时，应该是通讯故障;
软件引起的故障可用清零的方法解决，清零无法解决时，就应该考虑是采集器硬件出现了问题。
2.常见的故障及故障处理方法
（1）常见的故障：中心站没有数据返回;白天数据正常，夜间无数据;阳光充足，自动站却不正常工作;系统无电压;传感器故障、无线通讯故障;参数丢失;数据跳变;中心站数据库小时正点数据不完整等。
（2）处理方法
中心站没有返回数值：首先看通讯是否正常，欠费，如果正常且不欠费，则要检查传感器连线或传感器与防雷板之间的连线及模块是否损坏。处理方法：缴费，调整当地信号强度，更换模块。
白天数据显示正常，夜间无数据：考虑电量不足，蓄电池性能下降，蓄电池与冲放电之间未连接好，还有一个原因就是长时间阴雨天气。处理方法：更换蓄电池，连接好相关设备。
阳光充足，自动站却不正常工作：可能是太阳能电池输出线未可靠连接到放电控制器上，蓄电池电压过低或控制器故障。处理方法：连接好相关线路，充足蓄电池电量，更换控制器.
系统无电压：打开机箱如果采集器电源指示灯不亮，首先检测太阳能蓄电池是否有电压，如果正常则用万用表检测防雷板是否有电压，如果没有则可能是保险管已经烧坏.拆下保险管检查保险丝是否完好。检测采集器所有线路是否正常。采集器供电端子等是否连接牢固。如一切正常则有可能采集器系统内部出现问题，需要返厂维修或者更换采集器。
无线通讯故障：检查天线配套是否合理，同时查看无线信号强弱，清理SIM卡连接触点。
参数丢失：设备各指示灯状态正常，但中心收不到该站点数据，可能是设备参数丢失，可通过自动站设备测试程序重新设置参数。
数据跳变问题排除：如果软件上的数据出现跳变，可能是设备周围的电磁干扰引起的，用万用表检查机箱和各传感器的屏蔽线是否接好。
中心站数据库小时正点数据不完整：可能是自动站点设备出现了供电不足、电压不稳或供电中断等现象，这种情况就只有检查原因尽快恢复供电。
3.常规情况下，雨量传感器的故障比较多，其它传感器的故障相对较少。雨量传感器常见的故障通常有三种：第一，缺测;第二，雨量偏大;第三，雨量偏小。
（1）正常情况下的维护：首先用清水和毛巾对太阳能板进行彻底清洗，对设备的外观进行清洁维护，然后断开雨量筒传输数据线，松开外壳螺钉，将外壳取下断开，将雨量筒外观和内部的积水器，计量翻斗，漏斗全部进行清洗，清洗干净以后用干毛巾将水滴全部擦干，最后连接数据线，将外壳与底盘固定，使设备处于正常运行状态。
（2）第一种缺测的处理方法：首先排除承水口漏斗处被树叶、昆虫、尘土、蜘蛛网等堵塞或翻斗被卡住。把太阳能充电电源线断开，并把蓄电池到通讯模块的电源线也断开，然后用万用表对蓄电池进行电压测量，确保蓄电池电源电压不能低于13V，如果蓄电池电压正常，再对太阳能板充电线进行电压测量，看是不是电源线有断裂现象，如果太阳能板充电电源正常，再检查电源转换模块的充电和供电信号灯是否正常，如果所有显示灯都正常，那么就要逐一对每个电源线接头进行检查，看看是否有松动，再有就是检查干簧管是否破裂或接触不良，检查完毕，重新对通讯模块上电，看通讯模块信号灯是否工作正常。
（3）第二种雨量偏大处理方法：先断开雨量数据传输线，用校正仪先测量大小雨强的误差，测量的同时注意观察计数翻斗是否有弹跳情况，如果因弹跳而导致的数据偏大，那么就要对计数翻斗下面的小胶垫进行调整（如图红线标示），弹跳的原因是因为下面的胶垫过高造成的。然后对积水翻斗进行调整，确保上翻斗和计数翻斗的翻动是一致的。
（4）第三种雨量偏小处理方法，先断开雨量数据传输线，检查雨量桶是不是因为堵塞造成的雨量偏小，拆下雨量筒过路网，将里面的沉淀物清洗干净，并将雨量漏斗和雨量计数翻斗里面沉淀的灰尘清洗干净，擦干上面的水痕，用雨量校正仪进行大雨强和小雨强的校准，反复三次，误差小于正负4%。还有就是考虑干簧管破裂或接触不良造成的数据偏小。
4.ZQZ-A是高度自動化的中小尺度自动气象站，一般情况下不需要日常维护，但为了延长仪器的使用寿命和保证观测质量，建议汛期1～2个月，非汛期3～4个月维护一次。
风传感器的维护：如果使用得当仪器无须维护、若严重污染、将会堵塞转动部件与静止部件之间的缝隙，要清除积聚的污垢。仪器工作时间久了，轴承就会磨损。风向表现为风杯灵敏度降低，每年必须通过转动传感器的轴目测检查一次轴承。风速表现为风杯不能长期连续转动，此时应将仪器送回厂家修理，每年必须通过转动传感器手柄目测检查一次，检查时要先卸下风杯，中心轴转动应当灵活润滑，感觉不到明显噪声。
5.取得的成效及技术创新点
（1）改造设备天线放大器：因站点多在荒郊野外，离移动基站较远，周围信号不稳定，导致数据传输断断续续，后经设备保障人员与移动公司技术人员现场测试信号后，确系因地理环境造成信号不稳定，保障人员对原有设备的接收电线进行放大功率，将原设备的天线延伸距离并增加同一型号的天线进行并联使用（如图所示），使原有的型号放大一倍，有效提高了移动信号强度，增强了数据采集的及时率及可靠性。
（2）装备保障仪器里放置驱虫剂：由于区域站站点常年暴露在野外，蚊虫蛇鼠较多，经常堵塞漏斗和损坏仪器，严重影响了设备的使用寿命和运行效果，经过维护人员长期的工作实践和思考，在区域站仪器里放置驱虫剂（如图所示）能有效延长维护时间和提高设备运行能力。
三、结语
装备保障是气象工作正常运行的重要环节，区域自动站收集的第一手资料是气象为社会经济发展及防灾减灾服务的基础。做好气象装备的保障维护工作，最大限度发挥气象数据的时效性和准确性，有效的提高工作效率，发挥自动站的作用是基层台站的首要任务。
参考文献：
[1]气象装备技术保障手册.中国气象局综合观测司.2011.
[2]高建峰，杨勇.山西省气象装备保障技术手册.气象出版社.2017.
[3]CAW100自动气象站用户指南及系统说明书.中国华云技术开发公司.2011.
[4]ZQZ-A系列中小尺度自动气象站用户手册.江苏省无线电科学研究所有限公司.
作者简介：孙俊丽，女，工程师，主要从事综合气象业务与公共气象服务。
基金项目：遵义市气象科技开放基金项目“遵义市装备保障维护研究”（遵义科合KF【2018】5号）
关键词：气象台站;装备;维护保障
装备保障是气象工作的重要组成部分，是气象观测系统正常运行的保证。为进一步规范装备技术保障工作，提高基层台站对装备保障工作的重视度，促进业务与科研的有机结合，确保气象装备的稳定、正常运行，减轻维护人员的工作量，提高工作效率，最大限度发挥自动站的作用。
一、材料与方法
1.试验地点
试验场地选择在湄潭县气象局新观测场及湄潭各区域自动站。
2.试验材料
中国华云CAWS100型单雨量自动站与江苏无锡两要素、五要素、六要素ZQZ-A自动站型号的自动站。
3.试验设计
对自动站在运行过程中出现的故障进行研判分析，得出解决处理故障的方法。
二、 结果与分析
主要研究中国华云CAWS100型单雨量站与江苏无锡两要素、五要素、六要素ZQZ-A自动站型号的自动站在运行过程中出现的故障及解决故障的方法。
1.通过装备保障人员长期的工作实践，得出以下结论：
（1）当观测到气象要素值超差或明显的不正常，应该是传感器或连接线路故障;
（2）当观测到采集器没有数字显示时，考虑是电源系统故障;
（3）当采集器观测到乱码或者状态灯闪烁不定时，是采集器故障;
（4）当观测到所有气象要素值均不正常时，应该是通讯故障;
软件引起的故障可用清零的方法解决，清零无法解决时，就应该考虑是采集器硬件出现了问题。
2.常见的故障及故障处理方法
（1）常见的故障：中心站没有数据返回;白天数据正常，夜间无数据;阳光充足，自动站却不正常工作;系统无电压;传感器故障、无线通讯故障;参数丢失;数据跳变;中心站数据库小时正点数据不完整等。
（2）处理方法
中心站没有返回数值：首先看通讯是否正常，欠费，如果正常且不欠费，则要检查传感器连线或传感器与防雷板之间的连线及模块是否损坏。处理方法：缴费，调整当地信号强度，更换模块。
白天数据显示正常，夜间无数据：考虑电量不足，蓄电池性能下降，蓄电池与冲放电之间未连接好，还有一个原因就是长时间阴雨天气。处理方法：更换蓄电池，连接好相关设备。
阳光充足，自动站却不正常工作：可能是太阳能电池输出线未可靠连接到放电控制器上，蓄电池电压过低或控制器故障。处理方法：连接好相关线路，充足蓄电池电量，更换控制器.
系统无电压：打开机箱如果采集器电源指示灯不亮，首先检测太阳能蓄电池是否有电压，如果正常则用万用表检测防雷板是否有电压，如果没有则可能是保险管已经烧坏.拆下保险管检查保险丝是否完好。检测采集器所有线路是否正常。采集器供电端子等是否连接牢固。如一切正常则有可能采集器系统内部出现问题，需要返厂维修或者更换采集器。
无线通讯故障：检查天线配套是否合理，同时查看无线信号强弱，清理SIM卡连接触点。
参数丢失：设备各指示灯状态正常，但中心收不到该站点数据，可能是设备参数丢失，可通过自动站设备测试程序重新设置参数。
数据跳变问题排除：如果软件上的数据出现跳变，可能是设备周围的电磁干扰引起的，用万用表检查机箱和各传感器的屏蔽线是否接好。
中心站数据库小时正点数据不完整：可能是自动站点设备出现了供电不足、电压不稳或供电中断等现象，这种情况就只有检查原因尽快恢复供电。
3.常规情况下，雨量传感器的故障比较多，其它传感器的故障相对较少。雨量传感器常见的故障通常有三种：第一，缺测;第二，雨量偏大;第三，雨量偏小。
（1）正常情况下的维护：首先用清水和毛巾对太阳能板进行彻底清洗，对设备的外观进行清洁维护，然后断开雨量筒传输数据线，松开外壳螺钉，将外壳取下断开，将雨量筒外观和内部的积水器，计量翻斗，漏斗全部进行清洗，清洗干净以后用干毛巾将水滴全部擦干，最后连接数据线，将外壳与底盘固定，使设备处于正常运行状态。
（2）第一种缺测的处理方法：首先排除承水口漏斗处被树叶、昆虫、尘土、蜘蛛网等堵塞或翻斗被卡住。把太阳能充电电源线断开，并把蓄电池到通讯模块的电源线也断开，然后用万用表对蓄电池进行电压测量，确保蓄电池电源电压不能低于13V，如果蓄电池电压正常，再对太阳能板充电线进行电压测量，看是不是电源线有断裂现象，如果太阳能板充电电源正常，再检查电源转换模块的充电和供电信号灯是否正常，如果所有显示灯都正常，那么就要逐一对每个电源线接头进行检查，看看是否有松动，再有就是检查干簧管是否破裂或接触不良，检查完毕，重新对通讯模块上电，看通讯模块信号灯是否工作正常。
（3）第二种雨量偏大处理方法：先断开雨量数据传输线，用校正仪先测量大小雨强的误差，测量的同时注意观察计数翻斗是否有弹跳情况，如果因弹跳而导致的数据偏大，那么就要对计数翻斗下面的小胶垫进行调整（如图红线标示），弹跳的原因是因为下面的胶垫过高造成的。然后对积水翻斗进行调整，确保上翻斗和计数翻斗的翻动是一致的。
（4）第三种雨量偏小处理方法，先断开雨量数据传输线，检查雨量桶是不是因为堵塞造成的雨量偏小，拆下雨量筒过路网，将里面的沉淀物清洗干净，并将雨量漏斗和雨量计数翻斗里面沉淀的灰尘清洗干净，擦干上面的水痕，用雨量校正仪进行大雨强和小雨强的校准，反复三次，误差小于正负4%。还有就是考虑干簧管破裂或接触不良造成的数据偏小。
4.ZQZ-A是高度自動化的中小尺度自动气象站，一般情况下不需要日常维护，但为了延长仪器的使用寿命和保证观测质量，建议汛期1～2个月，非汛期3～4个月维护一次。
风传感器的维护：如果使用得当仪器无须维护、若严重污染、将会堵塞转动部件与静止部件之间的缝隙，要清除积聚的污垢。仪器工作时间久了，轴承就会磨损。风向表现为风杯灵敏度降低，每年必须通过转动传感器的轴目测检查一次轴承。风速表现为风杯不能长期连续转动，此时应将仪器送回厂家修理，每年必须通过转动传感器手柄目测检查一次，检查时要先卸下风杯，中心轴转动应当灵活润滑，感觉不到明显噪声。
5.取得的成效及技术创新点
（1）改造设备天线放大器：因站点多在荒郊野外，离移动基站较远，周围信号不稳定，导致数据传输断断续续，后经设备保障人员与移动公司技术人员现场测试信号后，确系因地理环境造成信号不稳定，保障人员对原有设备的接收电线进行放大功率，将原设备的天线延伸距离并增加同一型号的天线进行并联使用（如图所示），使原有的型号放大一倍，有效提高了移动信号强度，增强了数据采集的及时率及可靠性。
（2）装备保障仪器里放置驱虫剂：由于区域站站点常年暴露在野外，蚊虫蛇鼠较多，经常堵塞漏斗和损坏仪器，严重影响了设备的使用寿命和运行效果，经过维护人员长期的工作实践和思考，在区域站仪器里放置驱虫剂（如图所示）能有效延长维护时间和提高设备运行能力。
三、结语
装备保障是气象工作正常运行的重要环节，区域自动站收集的第一手资料是气象为社会经济发展及防灾减灾服务的基础。做好气象装备的保障维护工作，最大限度发挥气象数据的时效性和准确性，有效的提高工作效率，发挥自动站的作用是基层台站的首要任务。
参考文献：
[1]气象装备技术保障手册.中国气象局综合观测司.2011.
[2]高建峰，杨勇.山西省气象装备保障技术手册.气象出版社.2017.
[3]CAW100自动气象站用户指南及系统说明书.中国华云技术开发公司.2011.
[4]ZQZ-A系列中小尺度自动气象站用户手册.江苏省无线电科学研究所有限公司.
作者简介：孙俊丽，女，工程师，主要从事综合气象业务与公共气象服务。
基金项目：遵义市气象科技开放基金项目“遵义市装备保障维护研究”（遵义科合KF【2018】5号）