DSG3型降水现象仪常见故障诊断方法与日常维护

袁晓东 贵强

摘 要：本文基于会宁国家气象观测站DSG3型降水现象仪业务运行实例，概述了DSG3型降水现象仪设备工作原理，重点分析了DSG3型降水现象仪业务运行中常见故障判断，针对性地给出了处理对策及日常维护方法。

关键词：DSG3;降水现象仪;常见故障;维护方法

The Common fault diagnosis method

and daily maintenance of DSG3 Precipitation Phenomenon Instrument

Yuan Xiaodong* Gui Qiang

HuiningMeteorological Office in Gansu Province GansuBaiying 730700

Abstract：In this paper，based on the operation example of DSG3 precipitation phenomenon instrument in Huining national meteorological observation station，the working principle of DSG3 precipitation phenomenon instrument is summarized，the common fault judgment of DSG3 precipitation phenomenon instrument in operation was mostly analyzed，and the countermeasures and routine maintenance methods are introduced at one time.

Key words：DSG3;precipitation phenomenon instrument;Common faults;maintenance methods

降水現象观测作为常规地面观测项目之一天气现象观测的重要组成部分，具有全天候、连续、多变、工作量繁重等人工观测特点，利用光学观测设备实现降水现象自动化观测将有效提高降水现象观测自动监测能力。会宁县气象局按照上级统一部署，业务选用天津中环天仪器气象有限公司生产的DSG3型降水现象观测仪进行降水天气现象自动观测。基于雨滴谱测量原理的DSG3型降水现象仪业务运行丰富了现有降水现象观测方法，大幅提升了现代气象观测数据质量，在满足气象业务、气象服务和科学研究需求的同时，增强了会宁县气象局基层防灾减灾能力和气象为农服务水平。

DSG3型降水天气现象仪业务运行过程中难免会出现故障问题。因此，有必要分析总结出DSG3型降水天气现象仪在业务使用中出现的常见故障及解决方法。本文将从DSG3型降水现象仪设备结构与原理入手，分析总结出业务运行中常见故障，进一步分析归纳相应解决方法及日常维护措施，做好降水天气现象仪装备保障工作，以提高降水现象自动化观测数据准确性和自动化观测水平。

1 DSG3型降水现象仪设备结构与原理

DSG3型降水现象仪由激光降水传感器、控制机箱（包括智能数据模块、供电系统）、安装支架等部分组成。降水传感器包括激光发射和接收装置、控制处理装置、温控装置等，是DSG3型降水现象仪的测量单元;智能数据模块是DSG3型降水现象仪的数据转换及传输单元，主要负责将激光降水传感器测量输出的数据转换为ISOS可识别的数据格式[1]。所采用的供电系统有AC220V、DC12V两种可选，由现场安装情况决定，会宁县国家气象观测站采用交流220V供电。

降水粒子特性是大气运动与云内微物理过程的综合结果，在云降水物理及人工影响天气领域有着重要的意义。雨滴谱测量原理的DSG3降水现象仪根据降水粒子对激光信号的衰减影响程度，自动检测出降水粒子的直径和下落末速度，确定降水粒子的图谱分布，进一步判断输出相应的降水现象类型，同时可以输出降水粒子尺度谱、速度谱以及相应的粒子数量。DSG3降水现象仪的降水现象识别类型有毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹5种，降水现象类型识别准确率高（降水强度>0.1mm/h的降水类型，识别准确率≥90%）。

2 降水现象仪常见故障判断及处理

DSG3型降水天气现象仪常见的故障主要为数据异常（如降水类型错报、漏报）或缺测等。根据故障具体特征进行针对性判断，初步分析仪器故障点所在部位，快速找出故障原因，采取合理措施进行维护维修。

2.1 供电系统及线缆故障

电源及线缆正常是DSG3型降水天气现象仪稳定运行的前提，降水现象仪数据异常或缺测时应重视供电系统和线缆故障。检查交流输入电压，正常应为AC220V左右;空气开关闭合后，出入端都应为AC220V左右，反之说明空气开关故障或负载有短路;降水传感器电源电压和开关电源输入电压为AC220V，开关电源输出直流供电电压12V左右，说明开关电源正常，若输出异常，说明电源开关异常[2];DPZ2智能数据采集模块直流供电电压在12V左右，偏差太大可能电压输入异常，应当倒查线排线缆等是否异常;保险灯亮，说明保险管损坏;线缆接线松动接触不良，造成线路短路、断路等。这类故障问题只需准确判断出故障点位置，更换损坏仪器部件或者重新连接线缆即可得到解决。此外，电源地线安装有误可能影响防雷装置作用，信号传输地线会影响降水传感器通信及上位机信号线通信，应当在实际业务中重点关注。

2.2 上位机软件显示通信异常

若上位机ISOS软件显示降水现象仪通讯连接异常，首先需检查合集成硬件控制器至计算机端连接设置是否正常，包括SMOPORT通信参数设置、DPZ1型综合集成硬件控制器驱动、模块IP地址占用、ISOS观测项目挂接、光电转换模块、线缆等;其次检查降水现象传感器、采集模块是否正常，若损坏需联系厂家维修更换;有时会出现采集数据堵塞导致设备通信异常现象，可通过重启解决;若出现观测数据阶段性传输（ISOS界面天气现象观测成功率小于100%），在确定数据采集正常的前提下可通过ISOS软件的“查询与处理”“状态查询”功能查看天气现象要素每日逐分钟状态数据，帮助快速判断故障点。

2.3 降水现象类型判断异常

业务运行中有时会出现降水现象类型错误故障问题。首先要检查是否传感器周围环境影响，如蛛丝、鸟粪等干扰污染激光光路;其次检查激光器（发射和吸收处于同一条直线，异常会出现漏报;检查前要断开移动设备电源，防止激光模块破损）;若排除上述因素，观测降水现象类型异常应考虑降水类型判别方法和仪器自身局限性导致，如降水强度较大时仪器会误报冰雹，这类因素导致的故障问题本文不做讨论。

3 降水现象仪日常维护方法

（1）降水天气现象仪传感器设备长時间处于室外工作环境，周围环境变化将直接影响到数据采集质量。因此，做好设备的日常维护尤为重要。

（2）每日巡视时查看降水现象仪传感器窗口（尤其采样区）是否有昆虫巢、蜘蛛网等影响数据采集的异物，避免造成镜头污染。

（3）DSG3降水天气现象仪有自动污染识别技术，定义了传感器状态（正常、污染、严重污染），在值班期间，查看质控及报警信息出现状态“污染”时，就应该及时对采样区域进行清洁;出现状态“严重污染”时，及时联系厂家技术人员解决问题[3]。

（4）定期（大约每3个月，不同的安装位置清洁时间）清洁一次传感器的玻璃窗，特别是鸟粪和粉尘等沉积在仪器上的沉积物要定期清理。应选用适当的布（如眼镜布）或脱脂棉，使用无水乙醇浸湿（如果窗口加热功能良好，表面将很快变干）。根据附件环境情况及天气条件，适当调整清洁周期，污染较重或遇沙尘、降雪等影响探测数据准确性的天气现象后，应视情况及时清洁。

（5）定期对降水传感器进行外观检查、降水粒子直径和下降速度校准。每次维修仪器之后都应做校准检查。

（6）有时需要检查降水传感器，可在仪器打开5分钟后开始进行降水模拟试验：在传感头之间移动一个物体通过不可见激光束，尽可能快，每分钟至少15次。在下一分钟，传感器输出降水类型“降水（未识别）”和相关的降水量。

（7）每月检查供电设施，保证供电安全;年初春季检查防雷设施，复测接地电阻，接地电阻应≤4Ω。

（8）定期检查、维护的情况应记入值班日志中。对降水现象仪自动观测数据有影响的还要记入备注栏[4]。

（9）无人值守台站应按照相关业务规定执行。

4 结论

基于雨滴谱测量原理的DSG3型降水现象仪开展降水现象观测和雨滴图谱观测，实现了全天候连续地面降水天气现象的自动化观测，是地面气象观测自动化工作的重要组成部分。对DSG3型降水现象仪的设备结构与原理地熟练掌握，有助于快速分析出业务运行中故障问题对应的仪器故障部位，进而快速解决故障问题。日常应注意做好设备维护保障工作，提高降水现象自动化观测数据准确性和自动化观测水平。

（1）DSG3型降水现象仪由激光降水传感器、控制机箱、安装支架等部分组成。降水传感器是测量单元;智能数据模块是数据转换及传输单元。DSG3降水现象仪基于雨滴谱测量原理，根据降水粒子对激光信号的衰减影响程度，输出相应的降水现象类型。

（2）业务运行中常见故障问题有供电系统及线缆故障、上位机软件显示通讯异常、降水现象类型判断异常等，在解决相应故障的时候应当基于降水现象仪结构和工作原理，从软件和采集器参数、线缆、仪器部件等多方面考虑，有针对性地分析判断故障可能出现的仪器位置，采用正确的维修办法检测确定和排除。

（3）日常加强降水现象仪器的维护保障工作，重视每日巡视、定期清洁、特殊天气过后清洁周期调整、定期校准等工作，降低降水天气现象仪故障发生率，证降水现象观测数据的真实可靠。

参考文献：

[1]DSG3降水现象仪培训手册[Z].中环天仪（天津）气象仪器有限公司.

[2]中国气象局气象探测中心.地面综合观测业务软件常见问题解答手册[M].北京：气象出版社，2017.

[3]DSG1型降水天气现象仪故障分析及维护[J].青海科技，2019，3：98-100.

[4]中国气象局气象探测中心.新型自动气象站使用手册[M].北京：气象出版社，2016.

通讯作者：袁晓东（1981—），男，甘肃会宁人，本科，助理工程师，研究方向：大气探测。