浅析DSG1型降水现象仪
2019-05-28文斌青陈国强
文斌青 陈国强
摘 要：DSG1型降水现象仪的安装实现了天气现象要素观测、数据采集、和数据处理的自动化，进一步提高了气象灾害的监测预警能力。本文主要介绍DSG1型降水现象仪的工作原理、安装要求、日常维护及故障的分析处理。
关键词：DSG1型降水现象仪；工作原理；调试维护；故障排查
中图分类号：S163 文献标识码：A
DOI：10.19754/j.nyyjs.20190530060
1 DSG1型降水现象仪工作原理
DSG1型降水现象仪是一种基于激光衰减原理进行測量的光学测量系统。通过采样区内的降水粒子对激光衰减的程度来检测降水粒子的直径和下落末速度，通过分析降水粒子的雨滴速度谱和雨滴谱来识别降水现象。
建立降水粒子直径和降水粒子下降速度与降水类型之间的模型，根据降水粒子速度（V）和降水粒子直径（φ）在的分布，判别对应的降水。
当降水粒子2.8m/s
2 DSG1型降水现象仪系统组成及安装调试和维护2.1 系统组成
DSG1型降水现象仪由降水现象传感器、协议转换器和供电系统等组成，通过综合硬件集成控制器将数据资料传输到业务计算机（图1）。
2.2 安装调试
2.2.1 天气现象仪的安装位置
天气现象仪的安装位置应符合《地面气象观测规范》中仪器布局原则。传感器应南北向安装，接收端在南面，发射端在北面，即传感器的门方向朝西。
2.2.2 降水数据读取
天气现象仪安装完成后，人工模拟降水并用笔记本连接降水现象仪协议转换器通过SSCOM32串口调试软件读取数据，判断降水现象仪情况。
在SSCOM32软件中输入RDSP命令并发送，若返回的数据格式中有“NOT_EXIST@”字样，可判断出传感器未和协议转换器连接，应检查线路是否连接正确或松动。若返回的数据为1024个3位粒子数传感器连接正常。
在SSCOM32软件中输入READDATA命令并发送，返回如下信息BG，857816，00，YWTR，000，20170309115500，001，001，21，ANA，01，0，z，1，xA，6，xD，0，xDV，136，xE，4，xEV，136，xH，0，xHV，136，xJ，0，xJV，02，xK，0，xKV，135，wA，0，wAV，0093，wF_B，0，wF_BV，0050，wE，0，wEV， 0093，vA，0，sA，0，rI，0，1724，ED 根据返回信息中ANA（降水类型标识）前的观测项目数21可判断传感器正常，若不是21则不正常。根据sA（窗口污染情况变量名）后的数字（窗口污染变量值）可判断传感器镜头的污染情况。
2.3 DSG1型降水现象仪日常维护
2.3.1 注意事项
确保电路连接正确，以防烧坏降水现象仪元器件；勿直视镜头，对传感器镜头进行擦拭维护时戴防护眼镜，以防激光对视网膜造成损伤；勿打开传感器镜头，以防镜头损伤影响激光的发射和接收。
2.3.2 日常维护
定期清洁镜头，防止镜头污染影响天气现象采集；及时清除采样区内蜘蛛网、树枝、树叶等杂物，以防遮挡光路影响激光的发射和接收，影响天气现象的采集；清洗防溅网，以防防溅网小孔被堵在降水时溅落的雨滴溅入采样区影响天气现象的采集。定期检查光纤、电源及传感器接线是否松动，以防影响天气现象仪的数据的采集、传输。
3 DSG1型天气现象仪故障排查及维修
3.1 传感器故障
在供电正常的情况下，打开传感器主机盖，可看到传感器状态指示灯如图2，A/B灯为通信指示灯，C灯为故障指示灯，D灯为采样指示灯。
通信指示灯（A/B）正常情况下仅在与外部设备通信时才亮，其他时间处于熄灭状态，异常情况下为闪烁或长灭状态；故障指示灯（C）正常情况下为熄灭状态，异常情况为闪烁状态；采样指示灯（D）正常情况下当有粒子通过时为闪烁状态，异常情况当有粒子通过时为熄灭状态。可根据故障指示灯（C）和采样指示灯（D）的状态对传感器是否正常进行判断。
3.2 电源故障
在降水现象仪运行中，出现电源故障时用万用表测量传感器输入端直流电压是否为12V左右，若不是测量机箱内直流输出电压，如果电压正常则传感器线缆松动检查线缆；如果电压不正常则检查空开输入端和输出端电压，若输入端电压220V正常，输出端不正常则可判断空气开关故障需更换空开。若空开交流输出正常，测量开关电源输入端交流电压是否为220V，若不正常则空开和开关电源间的线缆故障需更换线缆；若正常则测量开关电源输出端直流电压是否为12V左右，若不是则需调整或更换开关电源。
3.3 数据缺测
当业务软件中降水现象数据缺测时，首先检查降水现象仪是否在软件上挂载且软件中的通讯参数配置是否正确，检查供电是否正常；检查协议转换器工作情况及参数配置情况；若正常，则需用计算机直连天气现象传感器，检查传感器每分钟输出的内容及格式是否正确，有无乱码或是否符合当前天气现象等内容判断传感器是否正常；若正常，则需检查光纤、串口服务器、光纤转换器等通信链路是否正常。通过以上步骤的排查基本能判断和解决降水现象仪数据缺测的故障。
3.4 降水类型错误
在观测中，出现降水类型错误时，应检查发射单元和接收单元光路是否受阻或干扰，及时维护清除光路上的障碍物。边缘效应、雨滴飞溅、强风干扰、重叠效应等干扰因素也会引起降水类型的误判。由于发射单元和接收单元的错位造成降水类型漏报。采样区的局限性也会造成漏报。
3.5 通信故障
降水现象是通过综合硬件集成控制器将数据传输到业务计算机的，如果ISOS软件中除降水现象外的其余设备数据正常，则可判断综合硬件集成控制器到值班室的光纤、光纤通信盒、网线等正常。检查对综合硬件集成控制器在业务机上映射出来的端口是否正确，若不正确修改软件上的通信参数。检查天气现象仪到综合硬件集成控制器的光纤通断并收发交叉连接。检查光纤转换器上的DIP开关设置是否为：“ON、OFF、OFF、OFF”（1、2、3、4位）。通过以上步骤的排查基本能判断和解决降水现象仪通信故障。
4 结论
DSG1型降水现象仪的使用，实现了对降水现象的全天候连续观测，使观测资料连续化。本文从降水现象仪建设要求、工作原理、日常维护、故障排查维修等方面进行介绍，为保障降水现象仪正常运行给台站业务人员提供借鉴。
参考文献
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