自动气象站温度异常的故障排查及检修

摘要：分析了自动气象站温度探测系统的组成结构，阐述了自动气象站温度异常的故障排查及检修方法。

关键词：自动气象站；温度；组成结构；故障排查；检修实例

中图分类号：P415.12文献标识码：A文章编号：16749944（2013）08028202

1引言

自动气象站是一种先进的地面气象观测设备，随着地面观测自动化的发展，自动气象站大规模的投入使用，相关的仪器故障问题也随之而来[1]。温度作为气象观测的最基本要素之一，其观测范围包括气温、地表温度、草面温度、浅层地温、深层低温、海水温度等。由于观测范围较广，因此，出现数据异常或仪器故障的几率也比较多。作为基本气象要素，仪器的工作稳定性和故障检修就显得相当重要。本文通过分析自动气象站温度探测系统的组成结构，结合笔者几年来自动气象站的维护维修经验及检修实例，浅述自动气象站温度异常的故障排查及检修方法。

2温度探测系统的组成结构

目前广东省的自动气象站主要分两种：WP3103型区域自动站（以下简称“区域站”）和DZZ-II型遥测自动站（以下简称“遥测站”）。温度的探测系统可分为三部分：传感器、连接线路、采集系统。两种自动站都采用铂电阻温度传感器及四芯数据电缆，但数据采集系统有所不同：区域站的采集器内有温湿电路板，传感器通过数据电缆直接接到采集器的温度插口上，温度插口通过数据线连接到温湿电路板，温湿电路板再通过排线连接到主板，经主板处理后，温度数据就可在LCD屏幕上显示出来；而遥测站的采集器内无温湿电路板，传感器先通过数据电缆连接到温湿变送箱上（变送箱内有温湿电路板），然后再通过CAN线把温湿变送箱连接到采集器的CAN线插口，CAN线插口再通过排线连接到主板。换言之，两者的主要区别就在于传感器有无经过变送箱再连接到采集器。

3设备故障排查

（1）传感器检查。传感器连着白、绿、黑、红4条数据线，白、绿两线为一组，黑、红两线为一组。用万用表分别测量任意两线间的电阻，正常情况下，同一组之间的两线应该是短路连通的，而不同组的任意两线之间电阻值应该在90～150Ω之间[2]（视当时温度情况，温度越高，电阻值越大），若电阻值不在以上范围，可认为是温度传感器出故障。

（2）线路检查。数据线内包含有4条细线，标记颜色分别为白、绿、黑、红，正常情况下4线应是互不相连的。可用万用表检查各线是否连通及任意两线之间是否隔绝。另外，还要细心检查线路是否有金属外露、短路、生锈、接触不良等。4线接到采集器或变送箱上的顺序从左到右应是白、绿、黑、红，检查接线顺序是否有误。

（3）采集器检查。先把采集器进入测试状态，把自动气象站专用测试盒的温度插头插入采集器或变送箱的温度插口，正常情况下，温度值应稳定在0℃左右，或有轻微的跃动（幅度一般在0.2℃或以下）。若温度值不在0℃左右，或跃动较大，可判断为温湿电路板故障，或连接温湿电路板与主板之间的线路故障。若没有测试盒，在确定传感器正常的情况下，可把传感器的4线直接接到采集器或变送箱的温度接口上，测试温度值是否正常。

4检修实例分析

（1）温度长时间都是几百度，这可能有以下情况。①传感器损坏，需要更换传感器。②采集器或变送箱内电路板故障，需要更换电路板或采集器。③若更换传感器和采集器或变送箱仍未有改善，则多是传感器接线端的一对蓝色和一对红色插头接错了。

（2）温度不稳定，在几度范围内跳动。先测量市电电压是否稳定，若不稳定，则需要加装电源稳压器；若电压稳定，则一般是电源地线接地不良所致。在面板按菜单键进入第4项，再选02项，可看到一个电压值，正常情况下该电压值应在2.550～2.959 V之间，若这个电压值的小数点后2、3位在不停跃变，就是故障现象[3]。

（3）温度长期比周边站点偏高几度，这可能有以下情况。①温湿电路板故障。温湿电路板上黑色100Ω精确电阻值变化了。这时需要更换温湿电路板。②传感器故障。这种情况往往难以通过测量传感器电阻值的方法来发现故障， 需要在更换传感器后，观察一段时间才能确认。③周边环境影响。如楼面或地面性质改变，导致吸热量增大；或存在反光物体，把阳光反射到温度百叶箱上。君堂区域站气温长期比周边站点偏高2～3℃，笔者到现场检修时发现地上有几块较大的碎玻璃，这些碎玻璃把阳光反射到小百叶箱底部，致使温度值偏高。把玻璃移除后，气温值恢复正常。

（4）无温度数据，显示为星号，这有3种情况。①温湿电路板故障。这时需要更换电路板。②线路中断。因鼠咬或其他原因，导致数据电缆中断。③线路接触不良。笔者在检修横陂区域站时，发现无温度数据显示，检查采集器和传感器均正常，用万用表对数据电缆进行短路测试，各线均能接通。后来揭开线槽细心检查电缆时，发现电缆分成了两段，中间用了接头连接，接头锈蚀明显。把接头拆除，直接把两端电缆连接起来，数据恢复正常。

（5）深层地温跃动幅度过大。通常深层地温值较稳定，相邻2h的跃动幅度不超过0.5℃。若跃动幅度过大，则可能是以下原因。①强降水迅速下渗引起地温迅速变化。这时需要把地温套管周围的地方用泥土填高并夯实，以防降水迅速下渗。②若当时无强降水影响，则可能是传感器或采集系统的问题了。

（6）笔者在检修底区域站时，发现温度有时正常，有时几百度。推断是线路的某些地方接触不良，经仔细检查，发现数据电缆与绿色插头的连接处没有接好，轻轻一拉就松脱了。把数据电缆与绿色插头连接好并用螺丝刀拧紧，故障排除。

（7）恩平遥测站曾出现以下故障：40cm地温出现-10℃以下的不正常低温，把绿色插头从变送箱拔下再插上，并更换传感器后，数据正常；但过一个月左右，又出现同样的问题，把绿色插头重新拔插，数据恢复正常，但一两个月后，同样的问题再现。经检查，发现数据电缆与绿色插头相连接的白线端曾用焊锡焊接过。怀疑是焊锡质量不佳，长时间在潮湿环境中表面明显氧化，导致接触不良。把旧焊锡熔掉并用质量较好的焊锡重新焊上，观察近一年，数据一直正常。参考文献：

[1]陈国胜，关荣溢，崔凤梅.浅谈自动气象站的维护[J].气象研究与应用，2009，32（增刊）：221～223.

[2]杨志坚，蔡梗华.自动气象站常见故障的判断与维修[J].广东气象，2003，25（1）：32～34.

[3]罗凤鸣，邱劲飚，李伟权，等.区域自动气象站故障排查及典型实例分析[J].广东气象，2008，30（3）：51.

收稿日期：20130524

基金项目：2012年度河北省社会科学发展研究课题（编号：201203335）资助

作者简介：杜杨（1981―），男，河北唐山人，硕士，讲师，主要从事政治学研究。