DFC2型光电式数字日照计故障分析

李 想，李佳帅，王 朦

（1.方正县气象局，黑龙江 哈尔滨 150800；2.嫩江市气象局，黑龙江 黑河 161400；3.汤原县气象局，黑龙江 佳木斯 154700）

1 引言

日照是指太阳在某地实际照射的时数， 目前黑龙江省已经完成对比观测，现已取消人工观测日照，由DFC2 型光电式数字日照计进行数据的观测，同时挂接到综合集成控制器上， 由综合集成控制器完成传输数据到业务观测软件中。所采用的DFC2 光电式数字日照计，它由电源、通信、结构安装组件等部分构成。

2 DFC2型光电式数字日照计组成

DFC2 型光电式数字日照计大体分为三个部分：HYSD-1 型光电式数字日照传感器；供电系统；安装支架。

HYSD-1 型光电式数字日照传感器是基于总辐射-散射辐射测量原理、无需机械转动的高精度数字化光电式日照观测设备。 该传感器有功耗低、观测精度高、方便安装等特点。 光筒内部核心感应部件是三个光电感应器件， 其中1 个光电感应器件用于测量总辐射，另外2 个光电感应器件用于测量散射辐射，其遮光罩采用特殊的全分天空方式， 使二者不能同时暴露于阳光下。

DFC2 型光电式日照传感器通过独立挂接在综合集成控制器上，以RS-232 通信方式输出。

供电系统：采用12/38 AHr 的铅酸免维护电池进行供电，外部220 V 交流市电对蓄电池充电，可工作时间＞10 d（不含加热）。

安装支架用于固定传感器和供电箱， 其中固定传感器的支架和底盘带有维度调节、 南北方向刻线和水平调节装置。

3 光电式数字日照传感器

DFC2 型光电式数字日照计内含智能传感器，设备自身内部可在工作时将采集到的日照数据进行处理分析后，通过信号线RS-232 方式发送到综合集成控制器中，DFC2 型光电式数字日照计， 光筒内部核心感应不见是三个光电感应期间、 光筒底部安装数据采集处理单元电路板，输出数字信号，底部线路板直接自带1 W 和10 W 加热器所需电压为12 V，这里加热模式与能见度镜头加热有所不同 （能见度是由空气开关输入220 V 交流市电传送到线圈加热所需的交流电24 V,给传感器工作供电为直流24 V,给能见度采集器供电为直流12 V）,当判定外界环境温度达到一定时，DFC2 型光电式数字日照计自行启动给石英玻璃罩加热功能。 光筒顶部装有干燥机，防止水汽凝结（在夏季阴雨天湿度较大时，日常维护巡视设备时应注意指示剂是否变色， 日常准备好所需替换的食品干燥剂即可）。 日照传感器内部具有64Mbit Flasf 存储，可以存储六个月的分钟数据。

4 电源系统

DFC2 型光电式日照计电源系统是通过交流市电供电方式工作。 正常工作时由观测场接入的交流220 V 电压为其供电工作，当出现停电状况时，由机箱内的蓄电池工作保证供电（蓄电池应该2 a 左右更换一次， 以防止市电供电异常时， 蓄电池能正常工作）。

其中电源供电部件包含了空开、 直流电源和免维护蓄电池。

由观测场供电箱接入交流市电， 在经过机箱内两个并联的空气开关， 再经过左侧的空气开关接入黑色直流13.8 V/2A 的朝阳电源，实现交流220 V 交流市电到直流电的转换， 为日照传感器供电并给蓄电池充电。

5 常见故障分析

目前通过已有的维修经验把DFC2 型光电式数字日照计的故障大概分成2 大类：（1） 在ISOS 软件中没有日照数据；(2)光筒石英玻璃罩长时间凝结。

5.1 无数据输出

（1）在观测软件ISOS 中，找到设备管理下的维护终端，在端口下拉框中选择日照串口处理（在查询其他挂接在综合控制器上的仪器设备时都应注意选择的窗口是否正确），发送“READDATA”命令（这条命令适用于智能传感器设备：降水类天气现象仪、独立能见度设备、日照等），此时能得到该设备的分钟观测数据，如发送命令后没有返回值，则可能是观测场硬件传感器故障。

在日常工作时可以在观测业务软件上通过设置报警信息，提示值班人员日照供电是否出现异常。 报警信息设置中选择日照断电报警、 数据表项目中选择日照要素每日逐分钟状态表、 要素项目表中选择设备自检状态、表达式项目中选择原值、判断项目中选择＝＝、阈值项目中选择异常、条件关系项目中选择无、声音报警项目中选择交流电断电提示，通过以上设定可以在日常值班过程中更直观的检测日照供电状态。

（2）在观测场首先检查12 针的航空插头是否接触良好。 如果数据时有时无，则可能是航空插头松动的问题。

（3）检查供电，用万用表检查电源机箱是否供电正常， 是否出现交流电供电异常， 长时间使用蓄电池，使其放空。

首先用万用表测量黑色的朝阳电源： 检查朝阳电源上端最后两个端子电压是否为交流220 V、蓄电池电压应该直流13.8 V 以上、 检查给负载供电应该在直流12.0 V 左右、 再检查右侧的空气开关是否跳闸，长时间没有市电供电。

（4）检查传感器与综合集成控制器连接的通讯线，DFC2 型光电式数字日照计为智能传感器， 通讯方式为RS-232，排除是否出现短路或断路情况。

短路：首先将供电关闭，在端子处将黄色(TXD)、与蓝色（RXD）两根线拆开不搭碰，在综合集成控制器端找到相对应的串口， 使用万用表蜂鸣档测量第三个通道与第五个通道， 若万用表没有发出蜂鸣声则通讯线没有出现短路故障。

断路：首先将供电关闭，在端子处将黄色(TXD)、与蓝色（RXD）；两根线拆下放进一个通道内使其搭碰，在综合集成控制器端找到相对应的串口，使用万用表蜂鸣档测量第三个通道与第五个通道， 若万用表发出蜂鸣声则通讯线没有出现断路故障。

以上两种判断线路是否出现短路或者断路的情况易出现在春夏等季节，防鼠工作需经常检查，在较为寒冷季节如若出现日照数据暂无情况， 在检查供电系统无误后，再调换综合集成控制器串口。

（1）综合集成控制器断电后，将日照传感器通信端子拔出，更换一个新的端口，重新给综合集成控制器上电。

（2）在自动站业务用机观测软件中把日照传感器对应的串口更改为新的串口，观察数据是否采集。

5.2 玻璃罩长时间结霜或起雾

（1）每日巡视观测场需检查玻璃罩是否清洁，如有灰尘等应及时用软布将光筒擦拭干净。

（2）自动加热功能关闭，通过维护终端发送命令“HEATCTRL”查看硬件设备返回值，硬件设备在正常工作时的返回值为“HEATCTRL<1,6>”，则说明传感器加热功能正常， 如果传感器的自动加热功能已经开启，但是在工作几分钟后，仍旧没有除霜除雾，此时就要用万用表检查供电电压了。

（3）用万用表棕色与黑色线相连接的端子，查看电压在12 V 左右，若低于该值则数字日照传感器自动停止加热，若电压正常，可能电路内部温度鉴定异常或加热控制元件故障，此时则应联系更换传感器。