DZZ5型自动气象站系统常见故障浅谈

董传龙

摘 要：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。

关键词：DZZ5型自动气象站;系统概述;日常维护

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.常见故障及维护

2.1主、分采集器

排除采集器通讯故障、传感器故障或安装不到位等原因，采集器仍然不能正常工作的，判断为主采集器或分采集故障。主采集器配置了2个状态灯，其中RUN指示灯为系统指示灯，当采集程序正常执行后，RUN指示灯秒闪。当CF卡正常读写时，CF卡指示灯长亮，当CF卡不存在或者是CF卡空闲，CF卡灯不亮。

分采集器配置了3个状态灯：其中第一个指示灯“SYS”，当系统正常运行后，“SYS”秒闪。第二个指示灯“CAN-T”，当CAN收发器往外发送数据的时候，此灯闪烁。第三个指示灯“CAN-R”，当CAN收发器接收到数据的时候，此灯闪烁。在日常工作中，日出前日落后，交接班是巡视观测场仪器，尤其要注意主、分采集器指示灯闪烁情况。主采集器RUN指示灯、分采集指示灯“SYS” 不正常，首先应当是万用表测量采集器的供电是否正常。如果供电正常，在排查是否由于传感器的故障造成采集器故障。通常情况下，如果主采集器的”RUN”指示灯秒闪，而分采CAN-R指示灯不闪烁，则请检查CAN通信线缆是否接线正常。在系统能够正常运行的状态下，把终端主通讯端口与计算机的RS232串口相连接，通过发送测试命令检查系统以及各分子系统的工作运行状态。

2.2HM155型湿度传感器、高精度温度传感器

温湿度分采通过CAN总线与主采集器相连，使用高精度气温传感器和湿敏电容传感器。铂电阻温度传感器是根据铂电阻随温度的变化原理来测定温度的，Pt-100铂电阻的测量是使用4线制标准测量方式，并满足PT385测温标准，其计算公式为T=（ Rt-100）/0.385（T是温度，Rt是铂电阻电阻值），在供电正常情况下，可直接打开温湿度分采接线盒来测量温度传感器电阻值，利用公式计算出温度，与备份站进行比较，并判断温度传感器是否故障。如湿度数据出现异常或缺测，首先检查分采、湿度供电是否在之间。待确定供电正常后，测分采上对应湿度传感器的湿度信号输出电压是否在0～1之间，来判断是否是湿度传感器故障。

万用表拨至电阻测量端，测量1、2两端电阻值，应为短路。如阻值过大（大于2Ω），则说明传感器有故障。测量3、4两端电阻值，应为短路。如阻值过大（大于2Ω），则说明传感器有故障。测量1、3或2、4两端电阻值，应为100Ω左右，如有短路或阻值过大（大于125Ω）、过小（小于80Ω）都说明传感器有故障。

2.3 SL3-1双翻斗雨量传感器

若雨量偏小，检查雨量传感器承水口、内部漏斗及各个翻斗是否有异物堆积;用雨量区域自动站雨量校准仪测试经过大雨量、小雨强测试超差±4%，需更换雨量传感器。

若无雨量，将雨量传感器承水桶拆下，主采集器的雨量线航空头拆下，使用万用表拨至通断测量通道，红、黑表笔分别接触雨量传感器红、黑接线柱的金属部分，翻动计数翻斗，每翻到中间位置万用表有导通响声为正常，若无，说明传感器故障，需更换雨量传感器。

2.4 EL15-2C风向、EL15-1C风速传感器

对于EL15-1C风速传感器，风速值有误，将万用表拨至直流20V档，拔下HY3000采集器I2通道插头，测量插头与GND两端电压值。若风速传感器正在转动，测得电压在0.7―3.8V左右，则说明传感器工作正常;若传感器完全静止，测得电压为0.7V左右或3.8V左右，亦说明传感器工作正常。

若测量电压值为0，则说明传感器损坏或连接传感器的通信线路故障，更换可靠的传感器备件后看信号是否恢复正常。接着若能确定通信线路正常可判断为风速传感器故障。

2.5 PTB210气压传感器

首先检测气压传感器12V供电受否正常，用万用表测粉、蓝色线两端电压。若供电正常，可将利用串口调试工具将气压传感器接入笔记本电脑，通过发送命令，查看传感器的工作状态，若无数据返回，说明传感器故障。对于此类型气压传感器，工作模式应设定为“AIRPTYPE 4”。

2.6 HY-V35前向散射式能见度传感器

对于HY-V35前向散射式能见度传感器的故障，首先应检测能见度传感器供电正常与否，确认供电正常后再检测能见度传感器正常与否，确认传感器无故障后，就应确认采集器通道是否正常。确认通道无故障后，然后确认HY3000数据采集器是否正常。通常情况下能见度传感器故障只有排除了这三种情况，输出就應处于正常。HY-V35前向散射式能见度传感器的工作模式应选择为“VISITYPE 0”。

若供电正常，可将利用串口调试工具将能见度传感器接入笔记本电脑，通过发送命令“STA”，显示能见度状态所有显示项没有（*）代表正常，反之为故障，需更换能见度传感器。

2.7 电源系统维护

电源为整套自动气象站提供电力供应。不间断电源所采用的电池为铅酸免维护电池，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水，需要做的就是每月完全放电1次以延长电池使用寿命。定期清理太阳能板表面上的尘土和杂物，并检查太阳能板连接线及地线接触是否良好。每年定期检查电缆是否损伤、老化以及电缆与传感器及采集器连接是否有松动现象。

2.8 通讯系统维护

通讯系统是整个综合气象业务中的重中之重，通讯出现故障会影响软件对数据的卸载和报文的上传。定期检查光缆线路是否有裸露、弯折等情况，检查光线模块是否处在高温的环境下。做好防雷措施，防止雷击损坏通讯设备。定时重启路由器和交换机。

3.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.

[4]胡雯.台站气象装备保障，北京，气象出版社，2013，96.