浅析温湿度传感器维护

【摘 要】 通过对温湿度传感器的工作原理、故障维护、日常维护等方面的介绍，结合基层观测经验和相关技术规定对温湿度传感器的维护进行归纳，旨在提高日常数据的准确性、仪器的稳定性，为确保温湿度传感器的正常使用提供参考。

【关键词】 温湿度传感器 原理 故障 维护 记录处理

温湿度传感器是一种能连续测量温度和湿度变化的遥感仪器，在日常测报工作中，是容易出现故障的仪器之一。为满足对观测记录“代表性、准确性、比较性”的要求，提高观测数据的质量和可用性，有必要对温室传感器的维护进行研究。

1 温湿传感器的工作原理

芬兰Vaisala公司生产的HMP45D温湿度传感器是目前我国气象部门地面气象观测网内自动气象站上统一使用的测量气温和相对湿度的传感器。该传感器采用铂电阻感应元件（Pt100）测气温，是无源的电阻输出；采用电容式薄膜聚合物感应元件直接测相对湿度，是有源的0-1V电压输出。温度和湿度感应元件装在传感器头部带有滤膜的保护罩内。

（1）温室传感器一般安装在观测场内（室外），是可同时测量空气温度和湿度的遥感仪器。本站使用的为HMP45D的温湿度传感器，其铂电阻温度传感器是一个用光刻工艺制作的微形铂电阻，利用铂电阻正比于温度的变化的原理，通过测量铂电阻值而测得温度值。

（2）电容式薄膜聚合物湿度传感器是利用薄膜聚合物材料吸湿后介电特性发生变化的原理来测量相对湿度的。其是以薄膜聚合物为介质，用真空表面喷射镀膜工艺在其上制作能透过水分子的表面膜电极并做成一个微形薄膜电容器。该电容器的电容量随薄膜聚合物介质吸附水分子的多少（取决于环境湿度的大小）而变化，再用测量电路将电容量的变化转换成输出电压（或电流）的变化，即通过测量输出电压（或电流）测得相对湿度。

传感器的供电电压一般为7-35VDC。感应部件位于头部，外有一层滤膜保护。测温部分为标准4线制铂电阻测温并能满足PT385测温标准，测湿部分为湿敏电容湿度传感器，输出信号为0-1V，对应湿度为0-100%。

2 常见的故障及维护

2.1 空气温度超差或异常

原因分析：（1）线路松动或断开，（2）传感器坏，（3）因雷击，防雷板1-4通道损坏，（4）采集器内1-4通道损坏。

解决方法：

（1）检查温室传感器各连接线处是否牢固，是否有断路现象，可用万用表蜂鸣档进行测量，如线路有故障，可更换线路。

（2）传感器是否损坏，可用测量法（用万用表测量，并通过公式计算得出）、对比法（将传感器与温度表置于同一环境中进行对比观测）进行判断，最直接的方法是替代法，即将一只新的传感器接入采集器，如数据正常，可判断该传感器出现故障。采用替代法，也同时可判断出该传感器的各线路是没有故障的。

（3）将防雷板上气温通道与地温通道进行对调，看对比结果，判断防雷板上气温通道和采集器上的气温通道是否有故障。

2.2 空气温度缺测或者示值为-24.6度，长时间不变

此故障一般为温度传感器断线或防雷板上气温接线接触不良所致，可用测量法进行判断故障位置，进行修复。

2.3 相对湿度持续为100%或缺测

原因分析：（1）线路接触不良或断开；（2）传感器坏；（3）长时间高湿天气，传感器反应迟钝；（4）过滤罩被尘埃污染。

解决方法：

（1）用万用表进行测量，判断故障位置进行修复。

（2）更换传感器。

（3）利用电吹风，降低传感器湿度并稳定后，再重置百叶箱。

（4）清洁过滤罩或更换过滤罩。

（5）自动站和人工观测的值进行对比。

3 温湿度传感器的日常维护

（1）保持百叶箱内通风良好，定期清扫灰尘；在清洁维护时，应选择阴天等适宜的天气，以免造成采集数据的异常。

（2）防止温室传感器头部保护滤膜罩被灰尘污染，如发现异常应及时拆开传感器头部的网罩用毛刷等对其进行清洁，或及时更换过滤罩。

（3）定期检查传感器的各连线处是否松动，螺钉要紧固，保证接触良好。

此外，每日20时应将自动站的温湿度和人工观测值进行对比，若两者比较，温度的差值在1.0度以内，湿度相差在10%（根据各省规定）以内时，可视自动站传感器正常，若比较后，温度超过1.0度，湿度超过10%，则视为温湿度超差，应及时进行维护。

参考文献：

[1]中国气象局.地面气象观测规范[S].北京：气象出版社，2003.

[2]李黄.自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2007.

[3]徐明芳，殷明杰，韦信高，王超球 等.自动气象站维护与维修手册.