在農(nóng)林田間勘測(cè)、野外科考、應(yīng)急搶險(xiǎn)、海洋沿岸環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多場(chǎng)景中,傳統(tǒng)固定式氣象觀測(cè)設(shè)備受場(chǎng)地、布線、基建條件約束,難以快速完成臨時(shí)點(diǎn)位氣象數(shù)據(jù)采集,便攜式小型自動(dòng)氣象站憑借輕量化集成設(shè)計(jì),逐步成為移動(dòng)氣象觀測(cè)工作里的常用裝備。本文結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)原理、實(shí)操使用要點(diǎn)與常態(tài)化維保細(xì)節(jié),圍繞七要素一體式便攜機(jī)型展開技術(shù)交流,幫助使用方理清設(shè)備應(yīng)用邏輯,延長(zhǎng)設(shè)備使用周期。
研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)深耕環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器領(lǐng)域多年,配套完備的質(zhì)量管理、環(huán)境管理相關(guān)體系認(rèn)證與軟件自研資質(zhì),依托多年野外氣象設(shè)備落地項(xiàng)目積累,針對(duì)多地域復(fù)雜環(huán)境完成產(chǎn)品迭代優(yōu)化,可根據(jù)用戶監(jiān)測(cè)需求調(diào)整傳感器配置,提供設(shè)備定制服務(wù)。從產(chǎn)品落地案例來(lái)看,該系列設(shè)備先后投入山地農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、沿海鹽霧區(qū)域科考、戶外應(yīng)急氣象保障等項(xiàng)目,在高低溫、高濕、鹽蝕等多樣環(huán)境中積累了實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

從便攜式小型自動(dòng)氣象站內(nèi)部工作原理來(lái)看,機(jī)型核心采用頂蓋隱藏式超聲波傳感結(jié)構(gòu),摒棄傳統(tǒng)機(jī)械風(fēng)杯、風(fēng)向標(biāo)組件,依靠連續(xù)變頻超聲波信號(hào)的相位變化測(cè)算風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù),四個(gè)方向均勻布設(shè)的隱藏探頭可以規(guī)避積雪堆積、側(cè)向氣流遮擋帶來(lái)的數(shù)據(jù)偏差,這也是設(shè)備能在雨雪天氣保持?jǐn)?shù)據(jù)穩(wěn)定采集的關(guān)鍵設(shè)計(jì)之一。溫濕度、氣壓、光照、光學(xué)雨量等其余六項(xiàng)監(jiān)測(cè)模塊集成在同一傳感器殼體內(nèi)部,外殼選用進(jìn)口 ABS 材質(zhì),防護(hù)等級(jí)達(dá)到 IP65 標(biāo)準(zhǔn),在沿海鹽霧多發(fā)區(qū)域、高粉塵林區(qū)作業(yè)時(shí),殼體可以阻隔腐蝕性水汽與顆粒物侵入內(nèi)部元器件。溫度采集單元附帶自動(dòng)校準(zhǔn)與溫度補(bǔ)償程序,設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可依托內(nèi)置算法抵消環(huán)境溫度變化對(duì)氣壓、風(fēng)速測(cè)算帶來(lái)的誤差,從硬件與軟件兩端提升實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定程度。
整機(jī)硬件配置圍繞便攜化落地,整套設(shè)備總重量控制在五公斤以內(nèi),收納后可裝入配套減震防護(hù)拉桿箱,搭配可伸縮鋁合金支架,單人作業(yè)時(shí)兩分鐘內(nèi)即可完成支架架設(shè)、設(shè)備固定、開機(jī)調(diào)試全流程,野外臨時(shí)布設(shè)效率得到提升。供電端搭載一萬(wàn)兩千毫安時(shí)鋰電池,滿電狀態(tài)下不間斷續(xù)航時(shí)長(zhǎng)不低于三十二小時(shí),機(jī)身自帶電量實(shí)時(shí)顯示界面,便于作業(yè)人員提前規(guī)劃野外續(xù)航補(bǔ)給方案;機(jī)身正面配備七寸安卓觸控屏,現(xiàn)場(chǎng)人員可直接在屏幕上查看秒級(jí)刷新的實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù),也能按需修改數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔參數(shù),設(shè)備內(nèi)置存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)五十萬(wàn)條以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),滿足數(shù)日無(wú)云端聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的本地?cái)?shù)據(jù)留存需求。
數(shù)據(jù)互聯(lián)互通是便攜式小型自動(dòng)氣象站拓展應(yīng)用場(chǎng)景的重要支撐,設(shè)備依托無(wú)線傳輸模塊對(duì)接配套 CS 架構(gòu)云平臺(tái),使用者無(wú)需下載專屬客戶端,通過(guò)手機(jī)、電腦瀏覽器就能遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線與歷史歸檔數(shù)據(jù)。平臺(tái)支持多賬號(hào)、多設(shè)備綁定管理,用戶可以提前設(shè)置溫濕度、風(fēng)速、雨量等參數(shù)預(yù)警閾值,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)值超出預(yù)設(shè)范圍后,系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)短信提醒;同時(shí)平臺(tái)兼容 HJ-212、TCP、HTTP 等多種傳輸協(xié)議,既可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)出為表格文件,也能按照項(xiàng)目需求完成數(shù)據(jù)定向轉(zhuǎn)發(fā),適配環(huán)保、農(nóng)林等行業(yè)的數(shù)據(jù)上報(bào)規(guī)范,部分定制機(jī)型還支持外接腳本完成數(shù)據(jù)二次處理。
不同應(yīng)用場(chǎng)景下的實(shí)操細(xì)節(jié)存在區(qū)分,在丘陵山地農(nóng)作物田間監(jiān)測(cè)作業(yè)時(shí),布設(shè)點(diǎn)位盡量避開高大樹木、建筑墻體的氣流遮擋區(qū)域,支架保持垂直架設(shè),減少局部小氣候干擾實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);在港口、灘涂等鹽霧環(huán)境作業(yè)結(jié)束后,優(yōu)先清理傳感器外殼附著的海鹽結(jié)晶,避免長(zhǎng)時(shí)間附著腐蝕殼體縫隙;應(yīng)急搶險(xiǎn)場(chǎng)景多伴隨短時(shí)特殊天氣,設(shè)備開機(jī)后先在觸控屏核對(duì)系統(tǒng)時(shí)間,保證本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)間軸與云端同步,特殊降雨天氣盡量將箱體放置在地勢(shì)偏高處,防止積水滲入箱體接口。
常態(tài)化維保是保障便攜式小型自動(dòng)氣象站長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,日常短期使用后,使用干燥無(wú)塵軟布擦拭設(shè)備外殼與探頭表面灰塵,禁止使用有機(jī)溶劑、顏料擦拭殼體,避免腐蝕 ABS 防護(hù)外殼。月度例行檢查重點(diǎn)查看鋰電池觸點(diǎn)、線路接頭有無(wú)氧化銹蝕,剩余電量低于百分之二十及時(shí)補(bǔ)充電量,長(zhǎng)期閑置前將電池充滿后拆分收納,存放于陰涼干燥環(huán)境。每季度開展一次整機(jī)性能核驗(yàn),在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下比對(duì)實(shí)測(cè)溫濕度、氣壓數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)儀表數(shù)據(jù),出現(xiàn)數(shù)值偏移時(shí)依托設(shè)備自帶自動(dòng)校準(zhǔn)功能完成修正;每年針對(duì)支架金屬部件做防銹檢查,沿海高頻使用的設(shè)備可按需在鋁合金支架表面做防銹防護(hù)處理。
依托模塊化結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),設(shè)備可靈活增減監(jiān)測(cè)要素,從六要素基礎(chǔ)機(jī)型拓展至七要素全配機(jī)型,后續(xù)新增土壤溫濕度、輻射等傳感組件時(shí),無(wú)需改動(dòng)整機(jī)主體結(jié)構(gòu),僅通過(guò)云端后臺(tái)開啟對(duì)應(yīng)采集通道即可,靈活適配校園氣象科普、景區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)、水利汛期巡查等多元化需求。隨著精細(xì)化氣象觀測(cè)需求持續(xù)增長(zhǎng),輕量化、智能化的便攜式氣象設(shè)備會(huì)在更多細(xì)分行業(yè)落地,規(guī)范的使用與維保操作,能夠充分釋放設(shè)備本身的數(shù)據(jù)采集能力,為各類項(xiàng)目的氣象研判提供連續(xù)可靠的實(shí)測(cè)支撐。