DZZ5型新型自动气象站的常见故障及维修维护
2015-10-14梁艳李锐锋
梁艳++李锐锋
摘 要：根据DZZ5型自动气象站结构，简述了新型自动气象站的几种常见问题及处理办法。观测人员除了要掌握各种故障处理方法外，还应做好日常维护，最大程度地降低故障率，确保观测质量。
关键词：自动气象站；气象业务；采集器；雨量传感器
中图分类号：P415.12 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.089
DZZ5新型自动气象站具有易拓展、易维护、操作便捷、观测精确度高等多种优势特性，可满足当前乃至一段时间内各级气象站的气象业务观测需求，是目前我国自动气象站的重要组成部分。新型自动站的投入运行极大地提高了气象观测质量，但在其运行过程中受操作人员或机械自身等各种因素的影响，会出现不同程度的故障，影响正常观测，降低观测数据的准确度。为了确保自动站的持续正常运行，提高观测数据的实用性，为气象事业的进一步发展奠定基础，观测人员必须要具备处理新型自动站各种故障的能力，做好维修、维护工作。
1 DZZ5型自动气象站结构
该自动站的主要组成部分包括主采集器、外部总线、分采集器、传感器和外围设备几个部分，按照集约化的设计思路，各部件和模块间相互兼容。采集器间采用CAN总线数据传输，负责自动站所有数据的收集、存储和分析计算。整个供电系统采用交流电转+12VDC作为主电源，并配备蓄电池后备电源，为所有设备提供充足电能，确保数据传输到计算机。传感器根据不同观测需求配置，用来感应测量相应气象要素。采用嵌入式系统技术和外部总线等关键技术，整个自动站实现了对包括风向、风速、空气温度、降水、气压、地温、草温、浅层地温的自动观测和数据采集，并新增了深层地温自动观测项目。整个自动站结构在功能、性能、通讯协议等多方面有明显改进，观测人员要掌握其各个模块的运行原理，避免发生故障，影响观测质量。
2 DZZ5型自动气象站常见问题及处理
2.1 系统无法开机
系统无法开机时，首先要检查电源部分，使用万用表测量直流12 V供电系统是否正常，主要看220 V交流电、充电电源控制器、蓄电池等是否发生短路。如果输出异常，则将所有负载去掉，再依次接入，逐一排查故障部分；如果电源设备正常，则检测采集器的其他方面，发现问题，就要更换采集器等设备。
2.2 通讯故障
目前，新型自动站采用了RS232通讯方式。通讯故障主要表现为计算机接收不到数据、软件界面显示空白或串口通讯监视显示命令超时等问题。针对通讯故障，可连接调试线与采集器，查看采集器是否正常；通过短路串口2，3针的方法，查看计算机串口是否正常，如果回显正确数据，则说明长线未连接好或断裂；使用万用表检查通讯线是否正常；利用去掉串口隔离器等方法检测，对于检测出的故障设备，要及时维修或更换新设备。
2.3 采集器故障及处理
2.3.1 采集器故障判断
采集器正常运行显示指示灯“RUN”为秒闪，“CF”灯长亮是读写正常状态，长灭时为不存在或空闲状态。分采集器正常运行“SYS”灯为秒闪，CAN收发器发送数据时“CAN-T”灯为闪烁，当CAN收发器收到数据时，“CAN-R”灯为闪烁。如果主采集器正常，分采集器“CAN-R”灯不闪烁时，要检查CAN通信线缆是否正常。可通过发送
2.3.2 采集器故障及处理
采集器是自动站的重要组成部分，常见的采集器故障有采集单元故障和通道防雷板故障等问题。其中，采集单元故障可能导致数据无法正常卸载到计算机、整点资料丢失或温湿度等要素缺测等多种问题。这些故障的主要原因是雷击或其他电磁干扰致使数据采集失败。此时，可检查采集通信软件的参数设置，尝试手工卸载，并复位采集器，根据采集器指示灯判断是否故障。如果排除直流输出灯和交流输入灯异常，采集面板指示灯闪烁间隔异常，说明采集单元故障，更换新的采集单元即可。如果通道防雷板故障，主要表现为观测要素异常。针对该故障的处理，可使用万用表检查通道。如果通道上下不通，而与其他通道相通，说明防雷板被雷击坏，更换新的防雷板即可。
2.4 湿度数据异常及处理
温、湿度传感器都属于高精密电子器件设备，自身较为敏感，易受外界影响，需要定期维护检测其接地屏蔽是否良好。如果湿度传感器没有数据显示，首先可通过发送命令查看原始数据。如果没有原始数据，则检查传感器的输出电压。由于湿度传感器是模拟信号输出，输出电压在0～1 V之间，相应湿度值为0%～100%，因此可用万用表测量两端间电压值是否符合要求；否则，更换传感器。
2.5 雨量值异常及处理
雨量测量直接在采集器计数通道上，常见的雨量值异常表现为雨量值偏小、小雨时雨量值显示0. 导致雨量测量异常的主要原因是传感器故障、测量通道故障或接线故障。对于此种问题的处理，首先检查雨量传感器漏斗、翻斗或滤网部分是否被杂物堵塞，雨量筒是否有积水；检查通讯线路是否破损或松动并处理；检查雨量电缆各连接部分和端子部分，是否存在接触不良、松动等异常现象；使用万用表测量雨量传感器接线柱，检查翻斗是否灵活，确保雨量传感器各部分器件正常。
2.6 风向风速数据异常及处理
新型站风向输出为7位格雷码，风速工作电压为5 V，接在采集器计数器通道I2。导致风向风速数据异常的主要原因有传感器故障、测量通道故障和接线故障或供电故障几种。对于该故障的处理，如果风向、风速同时没有数据，则一般由电源故障造成；如果万用表测量输出和接地两端电压在工作电压的一半，说明风杯正常转动，否则传感器故障，需要更换新的。
3 结束语
为了避免上述故障的再次发生，观测人员除了掌握故障维修技术外，还应做好各项观测仪器设备的日常维护工作，定期清洁采集器、温湿度、雨量传感器等各种设备，检查交流输入和直流输出灯是否正常，检查各设备间连接线和端子是否发生松动和破损等，并及时更换故障设备。以此确保观测仪器处于正常使用状态，最大程度地减少故障发生，从而发挥新型自动气象站的优势。
参考文献
[1]崔晨.DZZ5新型自动气象站常见故障及处理方法[J].科技创业家，2014（06）.
Common Failures and Maintenance of DZZ5 Type Automatic Weather Station
Liang Yan， Li Ruifeng
Abstract： Based on the structure of DZZ5 type automatic weather station， several common problems and treatment methods of the new type of automatic weather station are briefly introduced. In addition to the observation of a variety of fault handling methods， but also should do a good job in the daily maintenance， to the greatest extent to reduce the failure rate， to ensure the quality of observation.
Key words： automatic weather station； meteorological service； collector； rainfall sensor
〔编辑：王霞〕
