強(qiáng)降溫引發(fā)遙測(cè)氣象站溫度缺測(cè)的研究

陳海霞　梁丹　楊德榮　黃天

摘 要：對(duì)云浮遙測(cè)氣象站2009年11月和2010年12月部分地溫傳感器出現(xiàn)缺測(cè)的現(xiàn)象進(jìn)行故障診斷，診斷結(jié)果表明：地溫傳感器與信號(hào)變送箱的中間連接處接口接觸不良。針對(duì)此故障，用萬能防銹潤(rùn)滑劑進(jìn)行除銹后故障排除。通過分析可知，該故障產(chǎn)生的原因?yàn)樵跍囟葌鞲衅鹘涌谏P的情況下，遭遇突然降溫，導(dǎo)致溫度傳感器接口出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，引發(fā)接口接觸不良，從而出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺測(cè)。

關(guān)鍵詞：大氣探測(cè);遙測(cè)自動(dòng)站;地溫傳感器;接口不良;降溫劇烈

Abstract： In this paper， the fault diagnosis of some temperature sensors missing in Yunfu Telemetering Meteorological Station in November 2009 and December 2010 was carried out. The diagnosis results showed that the interface between the geothermal sensor and the signal transducer was not in good contact. In view of this fault， the universal anti-rust lubricant was used to remove the fault after rust removal. Through the analysis， it can be seen that the cause of the fault is that when the temperature sensor interface is rusty， it encounters sudden cooling， which leads to the phenomenon of thermal expansion and contraction of the temperature sensor interface， and leads to bad contact between the interface， thus resulting in data missing.

Keywords： atmospheric detection;telemetry automatic station;geothermal sensors;poor interface;deep cooling

目前，云浮遙測(cè)氣象站使用的是廣州德力權(quán)儀表有限公司生產(chǎn)的溫度傳感器，其中淺層（5、10、15cm和20cm）和深層（40、80、160cm和320cm）地溫傳感器的規(guī)格為柱狀鉑電阻，型號(hào)為PT100A，溫度范圍-20～+80℃。本文對(duì)云浮遙測(cè)氣象站2009年11月和2010年12月部分地溫傳感器出現(xiàn)缺測(cè)的現(xiàn)象進(jìn)行故障診斷。

1 故障判斷

2009年11月2日至18日，15、40cm和160cm地溫傳感器出現(xiàn)缺測(cè)現(xiàn)象（見表1）。云浮站現(xiàn)用的是DZZ1-Ⅱ型遙測(cè)自動(dòng)站，其硬件由各類傳感器、信號(hào)變送箱、主數(shù)據(jù)采集器、通信接口、系統(tǒng)電源和計(jì)算機(jī)等組成。其中由信號(hào)變送箱把氣溫、濕度、草溫、地表溫度、淺層地溫和深層地溫傳感器采集生成的氣象要素?cái)?shù)據(jù)通過CAN通信接口傳送到主數(shù)據(jù)采集器。

故障判斷第一步[1]，數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測(cè)前幾天均沒有雷暴出現(xiàn)，首先可排除雷暴擊壞儀器的原因;第二步，因只是部分時(shí)次、部分地溫傳感器出現(xiàn)缺測(cè)，可確定連接值班室內(nèi)計(jì)算機(jī)與觀測(cè)場(chǎng)的主電纜線是正常的;第三步，氣壓、雨量、風(fēng)向和風(fēng)速數(shù)據(jù)正常，這三種傳感器電纜線是直接與主數(shù)據(jù)采集器連接的，可確定主數(shù)據(jù)采集器正常。此時(shí)，可判斷故障可能出現(xiàn)在信號(hào)變送箱或者是15、40cm和160cm地溫傳感器電纜線上。

2 故障排除

檢查信號(hào)變送箱內(nèi)15、40cm和160cm地溫傳感器的電纜插頭及插槽，發(fā)現(xiàn)無生銹，無變形。拔出插頭重新插好，仍然顯示數(shù)據(jù)缺測(cè)。檢查[2，3]地溫傳感器與信號(hào)變送箱的中間連接處（見圖1），發(fā)現(xiàn)15、40cm和160cm地溫傳感器的電纜插頭表面有淺綠色的粉狀物，此為電纜插頭表面被氧化的銹跡。用小刀刮除銹跡后，重新連接電纜，白天數(shù)據(jù)顯示正常;但一到夜間，數(shù)據(jù)時(shí)有缺測(cè)。經(jīng)廣東省氣象局大氣探測(cè)技術(shù)中心技術(shù)指導(dǎo)，用萬能防銹潤(rùn)滑劑進(jìn)行除銹。具體操作方法是：在電纜插頭及插槽處噴涂除銹劑，用冷風(fēng)烘干或者在太陽(yáng)底下自然曬干。等除銹劑完全烘干后，連接電纜，數(shù)據(jù)顯示正常。經(jīng)過這次除銹處理，15、40cm和160cm地溫傳感器1年內(nèi)沒有再出現(xiàn)缺測(cè)的現(xiàn)象。2010年12月16至18日，160cm地溫傳感器再次出現(xiàn)部分時(shí)次缺測(cè)現(xiàn)象時(shí)（見表2），采用上述方法進(jìn)行處理后，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

3 原因分析

上述兩次出現(xiàn)缺測(cè)現(xiàn)象時(shí)，傳感器的插頭及插槽均有銹跡現(xiàn)象，生銹會(huì)導(dǎo)致傳感器接口接觸不良，該原因?qū)е碌娜睖y(cè)現(xiàn)象最為常見。但是，缺測(cè)時(shí)間出現(xiàn)在11月和12月，此時(shí)天氣已經(jīng)比較寒冷，是否與天氣變化有關(guān)？將地溫傳感器缺測(cè)時(shí)次表（表1、表2）與其缺測(cè)前后的天氣變化（表3、表4）進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，每次出現(xiàn)降溫變化明顯時(shí)，地溫傳感器就會(huì)缺測(cè)。查看2009年11月云浮市氣候影響評(píng)價(jià)記載：11月第一次強(qiáng)冷空氣的前鋒1日早晨進(jìn)入粵北，2日冷空氣影響云浮市，云浮市氣溫急降。第二次較強(qiáng)冷空氣于11日夜間自北向南影響云浮市。15日夜間到16日，又有一股較強(qiáng)冷空氣南下影響云浮市，18日全市出現(xiàn)低溫（日最低氣溫≤5℃），各站都出現(xiàn)了月內(nèi)最低氣溫。2010年12月云浮市氣候影響評(píng)價(jià)記載：14—16日今年第一次寒潮影響全市，氣溫明顯下降;16-18日全市各地出現(xiàn)低溫、霜凍，其中17日全市大部出現(xiàn)冰凍。對(duì)照2009年11月和2010年12月氣候影響評(píng)價(jià)中所記錄的冷空氣影響本站的時(shí)間，正好是遙測(cè)站地溫傳感器開始出現(xiàn)缺測(cè)的時(shí)間，而且都是該年度第一次強(qiáng)冷空氣影響，短時(shí)間內(nèi)降溫劇烈，導(dǎo)致溫度傳感器接口出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，從而引發(fā)接口接觸不良，出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺測(cè)。這種現(xiàn)象在夜間降溫劇烈時(shí)表現(xiàn)較為明顯，白天溫度回升或者經(jīng)人工干預(yù)后可回復(fù)正常。

4 結(jié)語

日常要注意定期對(duì)遙測(cè)站各種儀器接口進(jìn)行檢查、維護(hù)，特別是冬天冷空氣來臨前，用除銹劑進(jìn)行除銹防銹，以防止降溫強(qiáng)烈引發(fā)數(shù)據(jù)缺測(cè)，保證氣象數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。

參考文獻(xiàn)：

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