气象参数测定仪_气象参数自动检测系统

1.自动气象站的分类

2.自动气象站可以用在景区吗？

3.自动气象站的配置

4.什么是气象预警系统？

[摘 要]：气象站是监测自然活动的重要装置，能够对自然的天气状况及时的进行监测，气象站不仅对于提高气象数据的准确性与客观性都非常重要，而且还为人们的社会生产带来了很大的方便。气象站常见故障的判断与解决对于准确地保证气象数据有着十分重大的意义。文章对气象站常见的故障进行了分析，并给出了合理的建议。

[关键词]：自动气象站；故障判断；维护与管理

气象站是一种重要的气象观测系统，早期的气象监测多为人工监测收集数据信息，但是随着社会的不断进步与科技的不断发展，气象站已经步入自动化发展，依靠电子设备，计算机设施对气象数据进行集处理，使得数据的准确性、代表性得到了提高。由于自动气象站使用期间是无间断运行的，所以出现故障是难免的，一旦出现故障，就会导致数据的偏差或者资料的缺失，因此，快速的诊断气象站的故障并及时的解决，对于气象站能够恢复正常工作具有显著的意义。

1、自动气象站的故障诊断

想要了解气象站的故障原因，就必须先了解气象站的基本组成，只有了解气象站的组成，才能诊断出故障所在，并得以解决。

1.1自动气象站的基本组成

自动气象站主要是由传感器、供电系统、集器、主控微机、通信部件等组成。传感器主要有风向传感器、风速传感器、温湿度传感器、雨量传感器等组成；供电系统为交流电给蓄电池充电，电源板控制充电，有蓄电池供电给集器。

1.2自动气象站的故障诊断

（1）传感器的故障

传感器由敏感元件和转换器组成，主要是感受气象的变化并按照一定的规律转换成输出信号的装置。

①雨量传感器故障

雨量传感器故障现象首先是堵塞，其次是干簧管损坏。检查方法：首先查看省水器是否堵塞，其次查看翻斗能否正常转动，再次就是检查干簧管是否起作用，最后可以取注水法检测其读数是否准确。

②风向风速传感器故障

首先检查接线头是否紧合，其次检查电缆是否损坏，是否被雷击坏，如果没有，查看是否因转动轴摩擦过大导致转动不灵活。

（2）集器的故障

当集器不工作时，首先检查集器供电是否正常，其次检查集器的电源保险丝是否烧断。集器故障可根据前面的指示灯来进行判断，两盏灯每秒闪动一次，表示正常运行。

（3）电源的故障

首先要查看面板上的红色指示灯是否亮，绿色指示灯是否闪烁或者亮，其次检查电池电压是否正常如果一切正常，查看电源输出插座是否有电压输出，无输出就是有故障。

（4）主控微机的故障

主控微机如果不能正常通信，先关闭软件，检查通信线路是否接触不良，通信网络是否出现故障。如果系统正常通信，可能是数据服务库存在的问题，出现这种问题，请数据管理员进行解决。

2、自动气象站的维护与管理措施

自动气象站的维护和管理要从三个方面着手：

2.1气象站的硬件维护。气象站的硬件涉及到很多设备，硬件的装置直接决定了整个气象站作用的发挥，所以，对于硬件的维护管理非常重要，需要注意以下几个方面：

（1）集器

集器是自动气象站中非常关键的装置，属于自动气象站的核心。它影响着自动气象站的整个数据收集情况，要维护好这一装置就需要做好定期的检查，对整个结构进行全面且仔细的检查，比如打开查看是否有灰尘、虫子等，如果有必须进行清除；查看集器与计算机的连接是否紧合；如果集器数据异常应及时进行复位，复位不能解决，可清理内存重启，如还不能解决，就必须做好当前记录然后及时上报。

（2）传感器

传感器能够实时收集感触方面的信息，并能做好不同数据信息的传输工作。维护过程中要对传感器内部存在杂物进行清理，温湿度传感器需要检查箱内的灰尘，要取过滤措施进行处理。

（3）电源

自动气象站要不间断的运行就必须要有充足的电源，所以对电源的维护也是十分必要的。气象站的负责人员需要定期检查电源，必须要保持稳定、连续、无干扰的供电，对于备份电源，每个月放电一次，防止电源接触不良或线路断开导致气象站未能正常工作而造成损失。

（4）计算机

计算机是自动气象站自动工作的基础，要做好计算机的维护工作，网络运行的正常，实时数据的完整，计算机与集器日期是否一致等等，计算机正常运行，自动气象站才能做到自动。

2.2气象站的防雷维护

雷电引起的雷击事故是非常严重的，所以防雷是气象站维护工作的重要策略，要保证气象系统正常运行，就需要实施针对性的防雷措施，从根本上解决问题。

（1）接地防护

接地防雷是防雷技术的常见方式之一，通过接地把气象站的强电流引入地下达到防雷效果。

（2）浪涌防护

这种防护在气象站中不是常见，但是在维护中却也不能够缺少。雷电可能会从信号线、电源线传入到自动气象站室内，由此给气象站带来损害，取浪涌防护就是为了避免雷电波的传入。

（3）屏蔽防护

由于自动气象站是借助于计算机装置进行的处理工作，所以在最初的设计维护就要做好不同的检测，避免一些外来干扰信号的影响，借此达到对气象站的防护。

（4）设备防护

防雷技术能够发挥作用需要各个设备的正常运作，所以气象站工作人员需要定期进行检查，对于常见的问题要及时处理，问题严重及时进行更换，这样能更好的增强防雷工作。

2.3气象站的数据维护

（1）气象站参数备份

对自动气象站参数做个备份，以便再出现故障的时候，能够快速的恢复气象站的正常运行，一般情况下都将备份放在指定的文件夹当中，在参数有变的时候及时的更新文件夹，气象站工作人员要牢记用户名以及密码。

（2）取数据的备份

在每天观测结束之后，需要对数据进行备份，为了避免因操作不当的原因覆盖前期数据，需要将每日的数据单独备录到一个独立目录之下。

（3）日常对于数据的监控、处理

气象站的检测数据要按规定和人工站的进行对比，如发现问题，要根据当时的天气情况对数据进行检查，对异常数据、超差数据找出其原因，进行调查，工作人员要把数据的异常状况及时记录。

3、结束语

自动气象站应加强日常维护，及时排除故障隐患，减少故障发生，在解决故障时，一定要把详细情况记录在案，不断总结，提高自动气象站的维护管理工作。

参考文献：

[1]杜金方，自动气象站常见故障与处理[J].北京农业，2012（2）.

[2]贾振国，现代自动气象站的维护策略[J].科技传播，2011（5）.

[3]王会荣，自动气象站日常维护和故障处理原则与方法[J].现代农业科技，2012（5）.

自动气象站的分类

1、微气象监测系统

输电线路由于其分散性特点，所处环境变化较多，极易由风偏、雷击、污秽等引起线路故障，特别是局部环境的变化及时掌握更需要在线数据的监测。

微气象监测系统主要对输电线路走廊微气象环境数据进行在线监测等，能将所测监测点温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、光辐射等气象参数及严密数据进行分析。通过定期数据传送，使线路技术人员根据数据曲线能及时掌握线路运行环境的气候变化规律，以便取相应的措施(比如：雷区安装氧化锌避雷器、污秽区取调爬等)防止线路发生停电事故。

2、在线监测系统

由于经济发展，各种建筑施工改造频繁。另外处在荒郊野外的杆塔线路极易受到外力的破坏，由此引起的线路跳闸事故逐年增加，传统的巡视方式已不能满足现有的安全需求。

因此，在电力行业，急需一种有力的监控、监测手段对输电线路周边状况及环境参数进行全天候监测，使输电线路运行于可视可控之中。架空输电线路危险点远程监控系统用先进的数字压缩技术，通过无线通讯实时将线路周围情况传至后台监控中心，并可设置程序对危及线路安全的行为进行报警。取红外探测技术对输电线路高危地区杆塔进行全天候监测，将事故隐患及时消除。有效地减少由于线路周围建筑施工等外力破坏引起的电力事故。在巡视人员不易到达地区，大大减少巡视次数，为输电线路的巡视及状态检修开辟了新思路。系统软件强大的查询、比较、分析功能。可及时了解设备及环境变化信息，为事故预防及事后分析提供事实依据。

3、覆冰监测系统

通过在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动监测站。用准确的监测分析方法和实用的数学模型，对输电线路覆冰状态进行实时监测，能够对在恶劣大气环境中运行的高压输电线路及变电站绝缘子的覆冰（雪）情况进行在线监测，适时检测在一个垂直档距单元内等值覆冰厚度的变化，在根据线路设计标准，为用户提供预警值。还能够对现场的覆冰情况进行拍照，通过GPRS/CDMA无线通讯网络将照片、环境参数传往监控中心，在监控中心即可随时掌握线路的覆冰情况。通过对照片的比较分析可判断积冰速度，综合各种气象条件，做出相应的处理措施，防止大范围停电事故的发生。

4、杆塔倾斜在线监测系统

由于一些杆塔处在空区和易冲刷地段，为防止由于杆塔倾倒而引起倒杆断线事故的发生，就需要及时掌握杆塔倾斜发展情况，以便及时取相应的措施。

杆塔倾斜传感器将集到的杆塔横向倾斜、纵向倾斜、复合倾斜等数据通过3G/GPRS/EDGE/CDMA1X发送到监测中心，监测中心对横向倾斜、纵向倾斜等状态参数进行数据存储、显示、统计报表并结合杆塔自身设计参数进行分析，完成杆塔倾斜的多参数预警功能。可以及时判断杆塔倾斜的发展趋势，在达到报警状态时及时处理，是矿井开及雨水朴刷较多地区进行在线监测的一种有效手段。

自动气象站可以用在景区吗？

（1）数字高精度自动气象站

观测要素齐全、可观测的气象要素有：环境温度、环境湿度、露点温度、风速、风向、气压、太阳总辐射、降雨量、地温（包括地表温度 、浅层地温、深层地温）、土壤湿度、土壤水势、土壤热通量、蒸发、二氧化碳、日照时数、太阳直接辐射、紫外辐射、地球辐射、净全辐射、环境气体共二十项数据指标。具有性能稳定，检测精度高，无人值守等特点，可满足专业气象观测的业务要求。

（2）移动式自动气象站

移动式自动气象站用一体化设计，它具有移动观测能力，测量精度高，集成多项气象要素的可移动观测系统。可测量风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、光照度、土壤温度、土壤湿度、露点、太阳辐射量、太阳紫外线等多项信息并做公告和趋势分析，可以通过多种通讯方法将气象数据传输到气象中心计算机气象数据库中，便于用户对气象的数据的使用、分析和处理。可根据需要（测量的气象要素）灵活增加或减少相应的模块和传感器，任意组合，方便、快捷。

（3）便携式自动气象站

便携式自动气象站是一款便于携带，使用方便，测量精度高，集成多项气象要素的可移动观测系统。该系统用新型一体化结构设计，做工精良，开箱即可测量，测量位置灵活可变（田间，树丛，建筑，山谷等）。核心监测部分整体重量不超过5kg，高度集成，体积小巧，携带方便。

（4）车载自动气象站

最常用的是将气象站置于车顶棚之上，这样只要车可以到达的地方都可以变成监测点。但是传统的自动气象站在车载应用时，由于车辆在行进过程中不断发生的方向和速度的改变，致使测量结果中的风速风向值存在较大的偏差，为解决这一问题，车载自动气象站通过在气象站内置的GPS和电子罗盘，突破这一局限，完成了车载自动气象站的研发，实现了真正的移动观测。

（5）光伏电站环境测试系统

光伏电站环境监测系统是最新研发生产的专业针对光伏发电站的环境监测系统，该设备用新型一体化结构设计，便于携带，测量精度高，使用方便，可集温度、风速风向、太阳辐射、雨量、气压、电池板背板温度等多项信息并作公告和趋势分析，同时可通过多种通讯方式将气象数据传输到气象中心计算机气象数据库中，便于对气象数据的使用、分析和处理，是光伏电站监测环境因素的理想设备。

（6）旅游自动气象站

旅游景区自动气象站是针对各大景区及城市用户的一种实用型自动气象站，它除可测量常规气象要素如风向、风速、温度、湿度、气压、雨量外，还可对紫外线、特零地温（即零厘米土面、水泥面、沥青面、草坪）的观测，还可以根据用户的需要增加能见度、花粉浓度及二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、噪声等污染指数的监测，为景区及城市环境保护提供科学依据。观测要素可以根据需求灵活调整和增减，还可以配套多种户内户外型显示屏，为游客及市民提供各类实时的气象资料。

（7）校园自动气象站

校园气象站专业针对与生活环境息息相关的观测指标进行设备配置，自动气象站对集数据信息以图表、数据的形式真实、直观的反应当前环境数据指标。可通过各种传感器对气压、气温、相对湿度、风向、风速、雨量、太阳辐射、空气质量等要素进行集、存储和显示。自动气象站也可以通过外接气象信息显示屏发布相关信息，也可通过校园网站对气象站集到的数据信息进行查询，方便师生对天气变化情况进行随时掌握，促进科学探究在中小学科学教育的开展。

自动气象站的配置

自动气象站可以用在景区吗？可以的。

景区气象站

随着旅游业的发展，出于监测景区环境、为游客出行提供建议、为景区宣传的目的，实时地监测多种气象要素信息，气象环境监测系统在旅游景区的使用也越来越多，尤其是在很多国家的5A级旅游点，几乎成了必备品，及时了解景区的气候变化!

应用意义

监测景区环境：主要作用是监测景区的环境信息，比如温度、风速、风向、雨量、光照度等，通过对气象要素的监测，为景区环境改善提供参考信息，同时也为游客出行提供温度、光照和辐射的数据信息，提升游客游行友好度;

宣传景区：PM2.5一直是衡量空气质量的重要指标，根据检测到的PM值，改善景区的空气环境，良好的空气质量以数字方式直观展现，可作为景区宣传的名片与特点，吸引更多游客，提高景区的知名度;

气象站产品清单

组成部分

气象环境监测系统组成部分，主要有：太阳能电板或电源、支架、管理端、各气象要素传感器、传输方式等部分。

太阳能电板/电源：主要作用是提供电力支持。根据景区环境而定，可拉线时选择电源供电方式。若是山区一类的景点，地理空间约束严格，无法用电源供电方式时，可选择太阳能供电，可支持低功耗运行工作7-10天;

气支架：主要作用是用部署安装传感器等设备;

管理端：用于气象数据的展示和存储，也就是系统控制云平台，可用手机、电脑端网页/APP登录查看，支持接入监控中心大屏呈现。获取到的气象数据自动存储到云平台的服务器上，便于随时查看、对析;

传感器：监测气象要素信息，结合应用需求，可选择性安装光照度、雨量、风速、风向、空气温湿度、大气压力、二氧化碳、土壤温湿度、PM2.5/PM10、太阳辐射度、紫外线等类型感知设备，对应获取各类气象数据。传感器设备通常防水防尘设备，可以在恶劣天气下长期运行;

通讯方式：用无线通讯方式，内置移动物联网卡，也就是支持移动、联通、电信的2G、3G、4G通讯，对景区的网络环境没有要求;

气象站

安装注意事项

安装环境：需保证周围环境的空旷，不能有太高的建筑物遮挡，否则会影响检测的准确性;

远离磁场：由于传感器等设备本身精密度很高，强磁场和辐射会影响设备检测的准确性，因此要避开电线杆、变压器等高磁场和强辐射区域;

细节问题：各设备安装时要轻拿轻放，不能粗暴地对待设备，另外安装时设备时不能在设备上乱涂乱画，保证设备的干净整洁;

维护保养

1、经常检查支架是否牢靠，由于设备部署在室外，经常面对诸如雷电、大风、扬沙、冰雹、高温、严寒、长期浓雾等恶劣天气，要及时检查每个部位是否牢靠，避免设备损坏影响检测完整性;

2、景区自动气象站本身传感器仪器比较精密，一旦传感器出现异常就会影响检测的数据，需经常查看各个传感器反馈的数据，一旦异常，及时联系厂家咨询了解;

3、定期用相对干燥的细毛刷，把传感器等设备外面的蜘蛛网、灰尘等杂物清理干净，禁止用手去触摸。维护时间尽量避开正午等极热、极寒等时间段。

4、为了防止气象站出现各类故障，观测人员应该不断加强业务学习，严格依据规范要求进行操作，提升自动站故障应急处理水平。另外，要熟练掌握设备的维修知识，定期维护，确保气象环境监测系统正常运行。

景区气象监测

基于物联网技术的气象环境监测系统，在多场景下均可应用，温室大棚、农业大田、市政气象、校园科普等，实时获取气象参数，掌握当地小气候，在气象灾害到来前取必要措施，避免造成更大的人员、财产损失。

什么是气象预警系统？

各个自动气象站的配置可以不尽相同，但通常包括以下内容：

全天候数据记录器，可充电电池和遥测装置（可选）

气象传感器

太阳能电池板或风力发电机组

桅杆

外壳

自动气象站的外壳通常是全天候玻璃纤维，ABS树脂或不锈钢。

ABS塑料外壳的特点是重量轻，价格便宜。ABS塑料外壳是常用自动气象站外壳，但相比起玻璃纤维或不锈钢就显得不太安全和坚固。

玻璃纤维外壳的特点在于耐防化学或水的腐蚀。

不锈钢外壳是最佳选择，而且通常是316s/s或304s/s。不锈钢外壳具耐腐蚀及化学性。这些机箱也昂贵，同样大小的费用可以是玻璃纤维外壳一倍以上。

太阳能电池板

自动气象站的主要动力来源，通常是一个或多个太阳能电池板并联稳压器和一个或多个充电池。一般而言，太阳能电池板的输出是其最佳的只有每天5个小时。因此安装角度和位置是至关重要的。在北半球的太阳能电池板将被安装成面向南，南半球的则面向北。安装的角度则各有不同，但安装的角度绝不应为5度，是因为会使灰尘积聚而令电力输出下降。

在阳光充沛的情况下，12伏直流电太阳能电池板的输出值为：

5瓦= 400mA/hr

10瓦= 800mA/hr

20瓦= 1.6A/hr

40瓦= 3.3A/hr

桅杆

自动气象站使用的标准桅杆高度为2米，3米，10米和30米。亦有其它尺寸，但通常这些大小已被视作标准。

2米（6.6英尺）桅杆是用于测量影响人类的参数。桅杆高度为参照头部高度。

3米（9.8英尺）桅杆是用于测量影响农作物的参数（如小麦，甘蔗等）。桅杆高度为参照农作物的顶端。

10米（32.8英尺）桅杆是用于测量避免受树木影响的数据，如树木，建筑物或其他障碍物。通常这种自动气象站是测量风速和风向。

30米（98.4英尺）桅杆是用于测量参数分层数据模型。在2米，3米，10米和30米各个分层中测量风，湿度和温度。其他传感器则安装在2米或以下的高度。

气象灾害预警发布系统是基于移动数据传输平台的集水文信息集、传输、处理与告警发布系统，在监测区域安装信号集终端，以气象预警信息发布系统为管理平台，通过移动运营商无线网络通道，对监测数据进行传输、处理和智能分析，并将检测数据或预警信息通过LED显示终端实时播报，智能文转音功能模块实施对文本的模拟语音输出，喇叭自动播报。

数游气象灾害预警发布系统硬件组成：

气象信息集单元：包括气象两要素水位和雨量监测传感器，通过水文RTU4010集并AD处理通过GPRS上传至指定服务器地址；

LED信息显示终端：包括安装在气象管理单位、公共场所等位置的单/双色气象信息发布和预警信息显示屏；

预警信息语音播报单元：安装在气象信息发布系统和预警信息显示屏周边，将数据文本通过文转音功能模板以号角喇叭的形式广播出去，实现更为直接、有效的实时信息传递；

LED单/双色一部控制单元：负责接收上位机的播报节目内容和控制信息，并将屏幕终端可执行数据，实现节目播报、列表更新、控制指令执行及状态返回。

系统平台功能特点：

GPRS无线集布：系统充分利用移动公网的，用TCPIP网络技术和语言合成技术，可以同时对成千上万个灾害预警终端发布预警信息，覆盖广，发布速度快；

GIS地理信息平台：用GIS地理信息系统，操作直观、快捷，可以更具地图迅速定位，可自由放大、缩小，寻址等功能；

语音/文字双通道预警发布:x系统具备音频输出和LED显示屏驱动接口，站点可同时支持语音输出和LED显示驱动；

电话紧急插播：预警终端设备可以设置成管理员权限，在紧急情况下，管理员可通过拨打预警终端的电话号码，进行广播，在农村广播的应用中，管理员可以直接拨打预警终端电话号码进行广播，无需亲自到村广播室操作；

短信转语音广播：系统管理员可以按照给定的格式编辑短信发布，预警终端自动将诶西并合成语音信号输出和播报；

节能：终端带有开关控制功能，在只需要喇叭广播的时候，才开启功放机，播报结束，自动关闭功放机电源，起到节能，延长设备使用寿