综合遥测气象仪（Ⅱ）系统概述及故障分析

摘要：综合遥测气象仪在民航气象观测工作中发挥着重要作用，为民航飞行安全提供可靠的气象数据支持，我站自二零零七年六月使用长春气象仪器研究所生产的综合遥测气象仪（Ⅱ）型以来，使用效果良好，提高了观测数据的及时性、准确性和客观性。本文以长春气象仪器研究所生产的综合遥测气象仪（Ⅱ）系统为例，主要阐述它的系统组成、工作原理、故障处理及日常维护。

关键词：综合遥测气象仪；概述；故障分析

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6462-03

1 概述

综合遥测气象仪Ⅱ型是集传感器技术、数据采集处理技术、通讯技术及计算机应用技术为一体的自动气象观测系统。主要用于民航机场的地面气象观测，对本场及视区的气象状况及其变化过程进行系统、连续的测量。为航空气象提供天气实况，为航空飞行、环境监测等提供气象资料[1]。

2 系统组成及主要功能

2.1 各气象要素的测量范围及准确度[1]

大气温度：-45—+50℃，±0.3℃

跑道温度：-45—+80℃，±0.3℃

湿度：10—100%RH，±5%RH

风速：0—60m/s，±（0.3+0.03V）m/s，V—瞬时风速

风向： 0—360°，±10°（启动风速：不大于1m/s）

雨量：累计值0—4mm/min，±0.4mm（<10mm） ±4%（≥10mm）

气压：800—1600hPa，±0.4 hPa

气象能见度（MOR）：10—20000m，±20%

跑道视程：10—2000m，±20%

电源：交流50Hz±1Hz，220V±10%

2.2 系统的组成

系统主要由室外观测场系统和观测室内设备两部分组成（图1）。

室外观测场系统包括：风传感器、雨量传感器、温湿传感器和数据采集器。

室内观测室设备包括：中心服务器和外围设备、通信控制器、气压仪和显示终端。

2.3 工作原理

系统主机通过通讯控制器收集数据采集器的空气温度、相对湿度、风速风向、雨量和室内气压仪的气压数据，这些数据能实时显示在屏幕上，同时把天气实况实时传送到塔台等部门的远端显示器，这样就完成了整套系统的工作。

系统采用的温度传感器为HBW铂电阻温度传感器，它由一个铂电阻和无源校正网络，经过表面封装并引出四根导线而成；湿敏电容传感器输出的电压信号值与相对湿度值成线性关系，最终输出0—1V电压，对应的相对湿度变化范围为0—100%RH；测风传感器采用EC9-1高动态性能风传感器，风速传感器通过风杯转动产生磁场脉冲，与风速成线性关系（V=0.1F V为风速m/s F为输出频率HZ），风向传感器通过电位器转换成电阻值；雨量传感器计量翻斗一次相当于0.1mm降水量；这些信号均由数据采集器采集并作预处理后发送给系统主机，气压仪通过串行通讯口直接向系统主机提供数据，通过系统主机的接收和处理，最终将数据显示出来，同时发送至用户终端。

3 故障现象及分析

3.1 故障1

故障现象：观测室主机所有数据均无显示。

分析和排除：产生此类现象的原因有很多种，首先要从简单或最可能的原因出发，一步步的去查明故障原因。第一要检查电源，若正常，检查处理器板最上面的指示灯是否一秒闪烁一次，若没有，请检查处理器板上的所有直插芯片，看是否有接触不良，若解决不了问题，则需更换处理器（80C31）。经更换处理器后，故障消除。

下面我们继续分析若正常闪动的情况下，接下来则看是否收到信号，即板上中间的指示灯是否有闪动（约30秒一次），若没有闪动，则检查通讯线路。以上都确定没有问题时则检查通信控制器， 确定观测主机和通信控制器之间通信状态应按以下步骤进行：

1）保持观测主机和通信控制器开机状态，并且确定通信线连接正常；

2）在观测主机的界面左上角点击“系统监控”按钮；

3）在窗口中输入字符“！A$”之后，再按回车键；

4）如果电脑和通信控制器通信正常，窗口中就会出现一串字符。若果电脑和通信控制器之间不通，则回车后，窗口中没有任何反应；

5）窗口中显示的一串字符就可以反映系统的工作状态，如果返回一串数字，就说明通信控制器已经收到外场采集箱的数据，此时电脑应该显示正常，若果电脑主界面上没有数据显示，就说明是电脑本身软件之间的配合有问题，跟通信控制器和外场没有关系。如果窗口中返回的是一串“XXX，XXX，XXXXX……”，就说明通信控制器根本没有收到外场数据，此时表明通信控制器和外场不通。

3.2 故障2

故障现象：观测室主机温度无显示，其他气象要素数据显示正常。

分析和排除：遇到此类现象首先要检查观测室系统主机温度参数的设置是否正确。如设置正确，则查看传感器是否故障。判断传感器是否正常，可以用数字万用表的电阻档测量同名端线是否短路，再测异名端各线之间的电阻，并在温阻曲线表上据此查出对应的温度值，看其温度值是否和环境温度接近，如相差太大则说明传感器已坏。两者都确定无故障时则需要考虑观测场里的数据采集器（图2），通过对框图中的模拟板12位A/D转换器件进行测量，发现无数据输出，更换后重新启动机器，设备恢复正常工作。

3.3 故障3

故障现象：观测室主机显示数据除了风速和雨量正确外，其余数据均不正常。

分析和排除：出现这种故障现象基本上可以确定是DT50采集器的芯片4052损坏了。此时必须对芯片加以更换，更换时尤其注意更换的步骤，如下所示：

1）断开采集箱电源（拉下箱内空气开关）；

2）用一把小平口螺丝刀，轻轻撬动接线端子（图3），然后取下接线端子（图4），顺便将其他接头也一同拔下；

3）拧下DT50固定螺丝，取出DT采集器；

4）将DT50两边的四个固定螺丝拧下来，打开DT上盖；

5）用平口小螺丝刀慢慢取下DT50里面的四个芯片（CD4052）（图5）；

6）换好四个好的芯片，注意将芯片的缺口和芯片座的缺口相对，切勿插反（图6）；

7）重新把DT恢复到采集箱里面，检查无误后，合上空气开关，完成整个更换过程。

4 小结

综合遥测气象仪作为气象观测的一个重要设备，在民航安全保障中起到了至关重要的作用，所以维护人员掌握更多的故障处理经验是非常关键的。正确的操作和精心的呵护，可以减少设备的故障率，一般在故障时尽可能的要先从电源和通信线路上入手，确定这两项没有问题后，再进一步的排查设备子系统的故障，这样就可以避免造成多余的损坏，而且节省设备维修的时间。同时要善于总结归纳，积累经验，这样就可以快速准确地判断故障点，为设备维修带来方便，以保证设备的正常运行。

参考文献：

[1] 综合遥测气象仪（Ⅱ）型使用手册：3-26

[2] 胡玉峰.自动气象站原理与测量方法[M].北京：气象出版社，2004.