DZZ5新型自动气象站常见故障及处理技巧

罗仁斌

摘 要 根据业务人员在实际工作中积累的经验，通过实例对DZZ5新型自动站采集器、通信系统、温湿度传感器、地温传感器、雨量传感器、气压传感器和风向风速传感器出现故障时的情况进行分析，为气象业务人员提供基本思路和常规处理技巧。

关键词 DZZ5故障；分析；处理技巧

中图分类号：P415 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.33.066

近年来，随着新型自动站在基层台站普遍推广使用，需要全面提升业务人员的业务技术水平，切实掌握新型自动气象站的使用、维护、维修等技术，更好地适应新的气象观测业务技术发展要求[1]。本文从实际工作中的经验积累，总结了DZZ5新型自动站常见的故障和应对措施，希望为基层气象业务人员日常工作提供一些实质性的指导。

1 主采集器故障

主采集器是新型自动站整个系统的核心控制单元集。主采集器出现故障，原因比较复杂，一般要求台站能准确判断。一是根据采集器的运行系统指示灯RUN状态来判断采集器工作是否正常，正常工作状态下RUN指示灯为绿色秒闪，否则主采集器有故障。二是笔记本电脑调试检测，用笔记本电脑经USB转RS232线连测试线（测试线9芯串口插头与9针串口的接线对应关系：3脚与Rx端、2脚与Tx端、5脚地线G端）接入主采集器的RS232-1接口，运行串口调试工具软件，输入指令符“OBSAMPLE MAIN”，有正确数据回显，确定采集器正常，反之则不正常。此外，嵌入式程序异常也会引起主采集器工作不正常。先重启采集器，若故障还存在，则需要更新升级软件，需断电取出CF卡，将新升级文件hy_aws拷贝到CF卡的根目录下；重新将CF卡插入卡槽，给采集器供电即可完成升级。

2 通信系统故障

通讯系统故障主要表现在SMO软件无法采集到自动站的数据，检测其故障的方法主要有以下几种。一是检查业务计算机串口端口号是否与SMO软件通讯端口号一致，通信参数是否设置为“9600，N，8，1”。二是检查通讯电缆线有无断路情况，将通讯电缆线一端进行两两短接，另一端用万用表蜂鸣档检测是否导通，若出现断路要及时维修或更换通讯电缆线。三是检查串口隔离器是否损坏，检查时同时卸下两边串口隔离器，让传送信号电缆线的DB25串口直接相连，如系统恢复正常，说明故障部位在此。四是检查业务计算机的串口是否坏掉，方法一是用导线将计算机后面串口的2、3针短接，运行串口调试软件，任意发送字符，看是否能回显，不能则串口坏掉；方法二是用万用表直流档20 V对串口3、4、7针进行测量，电压示值是否基本相等且为-11.10 V左右，否则串口坏掉；方法三是用万用表测量串口的电压，多测几次，若出现电压示值波动较大，表明计算机串口供电不稳定，从而影响串口通信稳定性。遇到以上几种情况可用USB转串口的方法来代替计算机的串口，但需要安装原装USB转RS232驱动程序，网上下载经常出问题。五是采集器与业务计算机之间的地电位差过高也可能会导致串口通信中断，需要检查采集器与计算机是否都可靠接地。

3 传感器故障

3.1 HMP155温湿度传感器故障

3.1.1 温度传感器故障

温度传感器的感应部分采用Pt-100铂电阻，当温度示值出现异常时，需判断温度传感器是否有故障，可通过以下几种方法逐步排除。一是直接用手握住温度传感器的感应部分，观察温度示值是否有变化，以便直接判断温度传感器是否能够正常感应。二是打开百叶中的温湿度接线盒，测量1、2两端或3、4两端，电阻值是否近似为0。测量1、3或2、4两端电阻值，若测量不出80～125 Ω电阻值，在排除电缆线断裂后，可以确定传感器有故障。三是用地温传感器代替观测，先取下温度传感器在防雷板上的1-4接线端口，将地温传感器一端放到百叶箱中，另一端连接到防雷板上温度连接端口，观察一段时间看温度示值是否正常。如果温度示值正常，则说明温度传感器出现故障，需更换温度传感器。四是若出现温度通道故障，依次检查温湿度接线盒、温湿度延长线、防雷板、采集器插头是否有虚接、断接、螺丝松动等现象。五是若出现温度跳变，应检查屏蔽线是否接好。

3.1.2 湿度传感器故障

湿度传感器的感应部分主要为湿敏电容，常见故障为湿度示值异常或缺测。若怀疑是传感器故障，使用万用表测量检查传感器的供电是否正常，根据实际湿度检查传感器的输出电压信号是否正常；若怀疑是测量通道故障，在采集器测量通道加载0～1 V的直流电压，检查测量通道测量的湿度测量值是否与加载电压对应的湿度一致。此外，检查接线，看是否有虚接的现象，另外要检查屏蔽线是否接好。

3.2 地温传感器故障

地温传感器是用于测量土壤的温度传感器，构造上是将铂电阻丝缠绕在细小的玻璃棒上或磁棒上，再在外面罩上金属保护管。当地温出现故障时，首先检查是所有的地温都不正常还是单个地温不正常，若出现单个地温不正常，则打开CAWS3000-ST地温分采集器，找到出问题的地温插座用万用表200欧档测量四根线的电阻，如果测不出80～120 Ω的电阻，在排除电缆线断裂后，确定是传感器本身故障，需更換新的传感器。若是所有地温都不正常，则应检查地温分采供电、分采工作是否异常、CAN总线是否异常，逐一排除。若地温出现数据无规则起伏、乱跳，一般都是干扰影响的，初步判断有可能是接地不良[2]。

3.3 SL3-1型雨量传感器故障

SL3-1型翻斗雨量传感器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗等组成。常见的雨量值异常为雨量偏小、下雨时雨量值总为0。第一，若雨量偏小，检查雨量传感器承水口、内部漏斗、翻斗是否有异物堆积及堵塞，或翻斗部位有蜘蛛网等缠住。第二，若下雨时雨量值总为0，一是干簧管损坏，卸下雨量承水桶，用万用表的蜂鸣档，红、黑表笔分别测量雨量传感器红、黑接线柱的金属部分，同时拨动计数翻斗可听到接通时的响声，否则干簧管有故障；二是连接线中断，检查雨量传感器接线桩到防雷板和采集器端的通道是否松动、接触不良等现象。

3.4 PTB210气压传感器故障

PTB210气压传感器感应元件采用硅电容压力传感器。硅电容压力传感器具有很好的滞后性和重复性及温度特性、长期稳定性。若气压传感器出现故障，首先用万用表直流电压档检测传感器的电压是否处于10～30 V，若超出则供电系统故障。供电正常的情况下，还应检查传感器的气嘴口是否通畅，排除线路虚接情况。再用笔记本电脑通过串口直接连接气压传感器的输出端口，运行串口调试工具，在英文格式下输入“.P”并回车，返回对应的气压数据，说明传感器正常[3]。若没有则传感器故障，就可能是采集器通道故障，用笔记本电脑通过串口直接连接采集器的气压测量通道RS232-5，运行串口调试工具，应该每分钟都能接收到字符.P或P，若无，则采集器的气压测量通道故障。

3.5 风向传感器故障

风向传感器是用来测量风的水平风向的专业气象仪器。传感器由风向标部件，壳体（内装风向转换系统）和插座等主要部分所组成。若风向传感器出现故障，可通过以下方法进行逐步排查。一是将风向表固定任意位置不动，用万用表直流电压档20 V，黑表笔接GND端，红表笔依次触碰采集器测量端D0～D6，记录测得的7个电压值，之后将其转为高1低0的数字，对照标准格雷码表判断风向的正确性。二是若检测所有电压值均为0，则初步判定为传感器故障或通信线路故障，更换新的传感器后若恢复正常，则为传感器损坏；更换后依然所有数据为0，则为通信线路故障。依次检查防雷板和风横臂接线盒处排除故障。三是若主采集器升级后出现风向无数据现象，用串口调试工具软件对主采集器的通讯串口发送指令：“SENST WD”，若返回为0，则说明该要素在主采集器中被关闭，需发送“SENST WD 1”并回车，开启风向通道。日常维护中，注意检查风杆的拉绳是否有松动，若果有松动应及时拧紧，并校准垂直度。

3.6 风速传感器故障

风速传感器是利用一个低惯性的风杯部件作为感应部件，其感应部件随风旋转并带动风速码盘进行光电扫描，输出相应的电脉冲信号。若风速传感器出现故障，首先用万用表直流档20 V，检测传感器供电，正常值为5 V左右，若偏差太大，则供电系统故障。供电正常的情况下，若风速传感器正在转动，正常工作电压应为0.7～3.8 V，若风速传感器静止，正常工作电压应为0.7 V或3.8 V左右。若测量电压值为0，则传感器损坏或連接传感器的通信线路故障，若更换新的传感器后故障还在，则说明通信线路故障。同时还注意主采集器中该要素是否被关闭，若被关闭，需发送“SENST WS 1”回车开启风速通道。

4 结论

随着新型自动站的不断投入使用，自动气象站的仪器故障也相继增多，需要业务人员加强对仪器的日常维护，定期清洁仪器、检查接线处与端口是否有松动和破损等。出现故障时要冷静分析，采取最有效的处理方法快速解决故障。同时要不断总结经验，才能提高自动站的维修效率，保证自动站的正常稳定运行。

参考文献

[1]黄思源，刘钧.新型自动气象站观测业务技术[M].北京：气象出版社，2014.

[2]杨漾，胥志强，吕明.DZZ5新型自动气象站串口通信失败的原因分析和解决办法[J].民营科技，2016（11）：71.

[3]纪秀燕，DZZ5新型自动站常见故障的分析与处理[J].宁夏农林科技，2014，55（1）：85-86.

（责任编辑：赵中正）