袁耀寧

（三門峽氣象局，河南 三門峽472000）

自區(qū)域自動(dòng)站建站以來(lái)，河南省國(guó)家自動(dòng)氣象站和區(qū)域自動(dòng)氣象站建設(shè)日臻完善，已建成1 800余個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)雨量站，它們?cè)诜罏?zāi)減災(zāi)和提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率等方面發(fā)揮著極其重要的作用[1]。氣象自動(dòng)雨量站的正常運(yùn)行和傳輸是其發(fā)揮作用的前提和基礎(chǔ)?，F(xiàn)結(jié)合三門峽市鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)雨量站維修的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)雨量站的故障分析與維護(hù)技巧，簡(jiǎn)單有效的方法幫助臺(tái)站業(yè)務(wù)人員開展雨量計(jì)技術(shù)保障工作，確保雨量觀測(cè)的精度，提升穩(wěn)定性。

1 雨量計(jì)測(cè)量原理

雙翻斗雨量傳感器主要由承水器、上翻斗、匯集漏斗、計(jì)量翻斗和干簧管等組成。承水器收集的降水通過(guò)漏斗進(jìn)入上翻斗，當(dāng)降水積到一定量時(shí)，由于水本身重力作用使上翻斗翻轉(zhuǎn)，水進(jìn)入?yún)R集漏斗。降水量從匯集漏斗的節(jié)流管注入計(jì)量翻斗時(shí)，就把不同強(qiáng)度的自然降水，調(diào)節(jié)為比較均勻的大降水強(qiáng)度，以減少由于降水強(qiáng)度不同所造成的測(cè)量誤差，當(dāng)計(jì)量翻斗承受的降水量為0.1mm時(shí)，計(jì)量翻斗把降水傾倒到計(jì)數(shù)翻斗，使計(jì)數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次。計(jì)數(shù)翻斗在翻轉(zhuǎn)時(shí)，與它相關(guān)的磁鋼對(duì)干簧管掃描一次。干簧管因磁化而瞬間閉合一次。這樣，降水量每次達(dá)到0.1mm時(shí)，無(wú)源觸點(diǎn)就送出去一個(gè)開關(guān)信號(hào)。

2 日常檢測(cè)的目的和方法

雨量計(jì)在觀測(cè)期開始前和觀測(cè)期內(nèi)定期檢測(cè)，建議發(fā)現(xiàn)雨量計(jì)測(cè)量值異常時(shí)及時(shí)檢測(cè)，每次檢測(cè)應(yīng)留存記錄。檢測(cè)的目的是確認(rèn)雨量計(jì)精度是否達(dá)標(biāo)，比對(duì)以前的標(biāo)定或檢測(cè)記錄，觀察穩(wěn)定性能。對(duì)于精度達(dá)標(biāo)，穩(wěn)定性良好的雨量計(jì)沒必要開罩維護(hù)。只要清理刃口內(nèi)盛水器中的異物便可。

按照恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟB接計(jì)數(shù)器，用注水取得數(shù)據(jù)，評(píng)估雨量計(jì)工作狀態(tài)，從而決定是否開罩維護(hù)。建議檢測(cè)完畢后通過(guò)采集器最少取得一次有效數(shù)據(jù)，證明信號(hào)線恢復(fù)的正確性。也可以從采集器讀取雨量檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)完成后清除實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，特別提醒：回避產(chǎn)生極值的時(shí)間段。在平常儀器維護(hù)中經(jīng)常出現(xiàn)以下幾種常見故障及維護(hù)技巧，為縣局人員的維護(hù)工作提供參考[2]。

2.1 雨量已大于0.1mm，但采集器無(wú)雨量顯示

2.1.1 首先檢查故障是否來(lái)自采集器

①自動(dòng)站受強(qiáng)雷暴干擾出現(xiàn)采集器不工作或不能采集數(shù)據(jù)時(shí)有兩種情況：一種是采集器徹底斷電，應(yīng)檢查供電電源，市電或后備電源箱面板上指示燈工作狀態(tài)，如果供電正常，說(shuō)明采集器內(nèi)電源板損壞，導(dǎo)致采集器無(wú)法正常工作；另一種情況時(shí)雷擊后采集器蜂鳴器長(zhǎng)鳴，可對(duì)采集器進(jìn)行復(fù)位，按“復(fù)位”鍵，如不行，則用“總清零”關(guān)機(jī)重啟解決看能否恢復(fù)正常，不能恢復(fù)正常，可能是數(shù)據(jù)采集器主板損壞等，應(yīng)更壞采集器。

②把雨量器電纜插從采集器拔開,用短路線或鑰匙等物對(duì)紅、黑兩雨量傳感接頭短路N次,若采集器顯示N×10-1mm的降雨量,則采集器正常（如進(jìn)行5次短路，正常情況下應(yīng)顯示0.5mm降水量）。若顯示值不正常，判定采集器故障[3]，更換采集器。

2.1.2 檢查雨量傳感器的下水漏斗是否堵塞

樹葉、塵土等均易造成此類故障，只需將雜物清理干凈即可。平時(shí)巡檢時(shí)準(zhǔn)備毛刷用于清洗內(nèi)部構(gòu)件灰塵，建議購(gòu)買10mm以上20mm以下寬度的排筆，用棉簽清除構(gòu)件空洞內(nèi)灰塵方便有效。清洗過(guò)程不得損傷雨量計(jì)內(nèi)部構(gòu)件，特別是干簧管位置不能位移。另外雨量計(jì)外罩和基座銜接的幾何尺寸差異，在三個(gè)固定螺絲的擠壓下形成的縫隙必定有空氣流動(dòng)。雨量計(jì)內(nèi)部空氣流動(dòng)影響測(cè)量精度，隨空氣流動(dòng)進(jìn)入雨量計(jì)內(nèi)的灰塵沉積在翻斗表面，甚至堵塞各個(gè)管孔，勢(shì)必影響雨量計(jì)穩(wěn)定性。

2.1.3 檢查電纜插頭是否接好[4]

逐個(gè)檢查雨量傳感器與信號(hào)電纜的接頭，采集器與信號(hào)電纜的接頭及采集器主板上的插頭。將各電纜插頭重新固定，如確定因電纜未插好而造成此故障只需將插頭固定好即可。

2.1.4 若傳輸線完好,則要對(duì)雨量器進(jìn)行檢查

使用標(biāo)準(zhǔn)雨量筒的標(biāo)準(zhǔn)量杯，倒入標(biāo)準(zhǔn)雨量，檢查翻斗雨量傳感器的翻斗次數(shù)是否正常：10mm的標(biāo)準(zhǔn)雨量量杯倒入0.1mm的雨量傳感器，標(biāo)準(zhǔn)輸出為10mm，即：翻斗翻100次，輸出100個(gè)通斷信號(hào)；10mm的標(biāo)準(zhǔn)雨量量杯倒入0.5mm的雨量傳感器，標(biāo)準(zhǔn)輸出為10mm，即：翻斗翻20次，輸出20個(gè)通斷信號(hào)。用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量干簧管兩端,翻轉(zhuǎn)一次翻斗萬(wàn)用表應(yīng)有一個(gè)跳變，如果表針沒有變化則說(shuō)明干簧管已損壞，需要焊接或更換干簧管。

2.2 本地采集器顯示雨量（不為0）,但網(wǎng)頁(yè)上顯示“—”

首先可判定為通訊故障，問(wèn)題一般出現(xiàn)在SIM卡和通訊模塊

2.2.1 檢查SIM是否損壞或欠費(fèi)

SIM卡欠費(fèi)造成的通訊故障比較常見，交足費(fèi)用即可恢復(fù)正常[5]。若SIM卡損壞則需到移動(dòng)公司更換新卡。

2.2.2 檢查模塊

在確定DTU正確設(shè)置的前提下，通過(guò)模塊指示燈分析故障[6][7]

2.2.2.1 電源指示燈不亮，可能是電源與模塊間連接電纜未插緊，需重新拔插。

2.2.2.2 網(wǎng)絡(luò)指示燈一直快速閃爍，表明無(wú)法成功登陸網(wǎng)絡(luò)，可能原因是SIM卡欠費(fèi)、損壞、未插緊或當(dāng)?shù)匾苿?dòng)檢修無(wú)信號(hào)或信號(hào)不好。和移動(dòng)公司聯(lián)系排除卡欠費(fèi)、損壞及信號(hào)差的可能性后，重新安裝SIM卡，若故障仍未解決則判定為模塊自身故障，需更換模塊。

2.2.2.3 數(shù)據(jù)指示燈工作不正常，檢查模塊與采集器主板接頭連接情況，如接觸不良，需重新焊接。

2.2.3 檢查采集器天線

若SIM和模塊均正常則檢查天線是否存在問(wèn)題，若天線損壞也會(huì)造成通訊故障，更換后即可恢復(fù)正常[5]。

2.3 采集器液晶屏無(wú)顯示

當(dāng)打開采集板電源開關(guān)后,液晶屏無(wú)任何顯示,無(wú)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。常見故障原因：無(wú)工作電壓、液晶屏線路接觸不良或主板損壞[8]。

2.3.1 無(wú)工作電壓

Ups電源部分，共有4種運(yùn)行模式：旁路模式，市電模式。電池模式，異常模式；當(dāng)負(fù)載超過(guò)100%或者市電超頻、電池電壓過(guò)低時(shí)，Ups進(jìn)入旁路模式，在此種模式下，市電通過(guò)電力系統(tǒng)直接供電，Ups不具備后備功能；當(dāng)正確接入市電并負(fù)載未超過(guò)100%，Ups應(yīng)處于市電模式，在此種模式下，市電通過(guò)Ups供給用戶，Ups具有后備功能；在Ups運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或其他原因，Ups進(jìn)入異常模式，需檢查線路并重啟Ups。對(duì)Ups供電系統(tǒng)也應(yīng)進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)，定期對(duì)Ups進(jìn)行放電；嚴(yán)格控制Ups電池的負(fù)載量；定期或不定期測(cè)試電池的儲(chǔ)電能力；當(dāng)繼電能力有明顯下降的時(shí)候，及時(shí)更換新的電池。

2.3.2 液晶屏線路接觸不良或主板損壞

排除工作電壓原因后可通過(guò)更換液晶屏或采集板來(lái)查找和解決。

3 數(shù)據(jù)比對(duì)

工作中通常將自動(dòng)站雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)和人工雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)作為衡量雨量計(jì)工作狀態(tài)的依據(jù)。按照雨量觀測(cè)時(shí)次進(jìn)行比對(duì)缺乏科學(xué)性，因?yàn)閮烧邥r(shí)間不歸一，就是自動(dòng)站是在整點(diǎn)取得數(shù)據(jù)，而觀測(cè)員一般提前去觀測(cè)場(chǎng)測(cè)量降水量，期間正趕上降雨，由于時(shí)間不歸一造成數(shù)據(jù)差異。換成按照降水過(guò)程比對(duì)人工雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)和自動(dòng)站雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)是科學(xué)的。具體做法是累計(jì)降雨過(guò)程的人工觀測(cè)降雨量數(shù)據(jù)和自動(dòng)站觀測(cè)降雨量數(shù)據(jù)，大于10mm的降水誤差控制在±4%之內(nèi)，小雨10mm的降水一般應(yīng)為±0.4mm以內(nèi)，甚至更小。

國(guó)家級(jí)自動(dòng)站可以用采集器計(jì)數(shù)，但要及時(shí)刪除觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件中生成的雨量數(shù)據(jù)，測(cè)報(bào)軟件監(jiān)控界面的清空采集器功能可作為計(jì)數(shù)清零命令。專用的測(cè)試軟件能通過(guò)計(jì)算機(jī)操控采集器，也是利用采集器計(jì)數(shù)的有效方法。這兩種方法稍有難度，可酌情采用。

4 結(jié)語(yǔ)

降雨量觀測(cè)的重要性不言而喻，雨量觀測(cè)的質(zhì)量亟待提高。自動(dòng)氣象站在地面測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)工作中應(yīng)用以來(lái)，其雨量觀測(cè)值失真的問(wèn)題構(gòu)成了自動(dòng)站單軌制運(yùn)行的瓶頸，實(shí)踐中只要掌握正確的維護(hù)方法，滿懷對(duì)測(cè)報(bào)工作精益求精的熱情，激發(fā)盡善盡美的激情，采用科學(xué)而先進(jìn)的方法，工作重點(diǎn)著眼于每年雨量觀測(cè)周期開始前的雨量計(jì)維護(hù)，爭(zhēng)取在整個(gè)降雨觀測(cè)期內(nèi)雨量計(jì)穩(wěn)定工作在達(dá)標(biāo)范疇內(nèi)。同時(shí)我們還要清楚認(rèn)識(shí)到，大量區(qū)域自動(dòng)站分布環(huán)境因素的影響，不具備對(duì)比觀測(cè)條件，管控難度大，數(shù)量多，挑戰(zhàn)自動(dòng)站技術(shù)保障工作。用先進(jìn)的維護(hù)方法是保證自動(dòng)站雨量觀測(cè)精度，提高維護(hù)效率，提升穩(wěn)定性，降低保障成本的有效途徑。

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［7］廣東省大氣探測(cè)技術(shù)中心.自動(dòng)站GPRS通信網(wǎng)培訓(xùn)教材［M］.2007，8.

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