DZZ5新型自動氣象站常見故障診斷與排查

福建省柘榮縣氣象局 黃雄 黃德華

DZZ5新型自動氣象站多以精密度較高的電子元件作為傳感器，其敏感度和精確度較高，但易被外界環(huán)境影響。為保證觀測站觀測數(shù)據(jù)的準確性和有效性，工作人員需要了解DZZ5新型自動氣象站的結(jié)構(gòu)，并及時對常見的故障進行診斷和排查。

1 DZZ5新型自動氣象站的組成結(jié)構(gòu)

DZZ5新型自動氣象站主要由主/分采集器、外部CAN總線、分采集器、傳感器、外圍設(shè)備五部分組成。根據(jù)其功能可劃分為以下四個系統(tǒng)：（1）采集系統(tǒng)：以HY3000主采集器為核心元件，實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)的采集和處理。（2）傳感器系統(tǒng)：由多種精密的傳感器組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、雨量、能見度、地表溫度等多種氣象數(shù)據(jù)的收集。（3）通訊系統(tǒng)：主要控件為硬件綜合集成的控制器，控制器傳輸?shù)男盘柨赏ㄟ^光電轉(zhuǎn)換將其傳輸至設(shè)備終端。（4）供電系統(tǒng)：主要由UPS和蓄電池組成的系統(tǒng)對設(shè)備進行供電。

2 DZZ5新型自動氣象站常見故障的診斷與排查

2.1 采集系統(tǒng)的故障與排查

采集系統(tǒng)中的電子元件被直擊雷擊穿，是造成采集器出現(xiàn)故障的主要原因，部分傳感器的短路也會引發(fā)采集系統(tǒng)的工作出現(xiàn)異常。對采集系統(tǒng)進行排查時，將RS232-1接口與電腦直連，通過ISOS軟件向系統(tǒng)發(fā)送TIME命令，若無數(shù)據(jù)返回則重新啟動主采集器，再次發(fā)送TIME命令，若問題仍存在則切斷供電系統(tǒng)后斷開采集器與各個傳感器之間的連接，重新供電后再次發(fā)送TIME命令，若有數(shù)據(jù)返回則可斷定采集系統(tǒng)的故障是由部分傳感器短路造成的，若仍無數(shù)據(jù)返回則表明主采集器出現(xiàn)故障，更換主采集器。

2.2 傳感器系統(tǒng)的故障診斷與排查

傳感器系統(tǒng)由多種傳感器組成，其故障也多種多樣，依照傳感器的功能可分為以下六種：（1）風(fēng)向、風(fēng)速傳感器故障：過小的啟動風(fēng)速、過大的極大風(fēng)速、個別風(fēng)向格雷碼損壞、數(shù)據(jù)線被破壞等都會造成風(fēng)向、風(fēng)速傳感器的故障。若單獨風(fēng)速測量出現(xiàn)異常，則通過對傳感器輸出頻率信號電壓大小的測量進行故障排查；若單獨風(fēng)向測量出現(xiàn)異常，首先檢查接線是否存在虛接的情況以及屏蔽線的連接是否完好，其次通過對格雷碼的檢測進行診斷與排查。（2）溫度、濕度傳感器故障：當(dāng)溫度測量出現(xiàn)故障時，檢測同相端（正常值為0～2歐姆）和異相端（正常值為100～120歐姆）電阻值，若不在正常范圍內(nèi)則更換溫度傳感器；當(dāng)濕度測量出現(xiàn)單獨的異常時，檢測濕度傳感器輸出電壓，若其電壓值不在0～1伏范圍內(nèi)，則更換濕敏電容，若故障仍未排除，則更換濕度傳感器。（3）氣壓傳感器故障：電壓過低是造成氣壓傳感器故障的主要原因，靜壓、導(dǎo)氣管的堵塞也會引發(fā)氣壓傳感器工作異常。因此應(yīng)做好對氣壓傳感器系統(tǒng)的日常維護，以減少氣壓傳感器的故障。（4）雨量傳感器故障：當(dāng)有降水卻未檢測到雨量時，應(yīng)首先檢測雨量筒是否堵塞，檢測翻斗的靈活性，并清洗雨量桶。若故障仍存在，則要斷開雨量端子，翻動翻斗時利用萬用表的蜂鳴檔檢測其是否有蜂鳴聲，從而判斷防雷板是否存在故障。（5）能見度傳感器故障：當(dāng)能見度傳感測量系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)先檢測供電系統(tǒng)，檢測其值是否為12伏，然后檢測電源轉(zhuǎn)換器的工作是否正常，其次檢測能見度傳感器信號線連接是否正常，從而實現(xiàn)對能見度傳感器的故障診斷與排查。（6）地表溫度傳感器故障：當(dāng)?shù)乇頊囟葌鞲邢到y(tǒng)故障時，通過對供電系統(tǒng)，CAN線的連接狀況和防雷板的檢測進行故障診斷和排查。

2.3 通信系統(tǒng)的故障診斷與排查

感應(yīng)雷會使通信系統(tǒng)對觀測數(shù)據(jù)的收發(fā)出現(xiàn)異常，同時RJ45接口和RS232端子的松動也會導(dǎo)致通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障。對主采集器HY3000、綜合集成控制器、測報機終端三個節(jié)點進行檢測，以對通信系統(tǒng)的故障進行診斷和排查。

2.4 供電系統(tǒng)的故障診斷與排查

感應(yīng)雷和直接雷引發(fā)的過電壓、過電流是導(dǎo)致供電系統(tǒng)出現(xiàn)供電故障的主要原因，同時老鼠啃咬連接線、線纜外殼老化破皮也會引發(fā)供電系統(tǒng)線路短路，造成供電異常。供電系統(tǒng)的故障診斷和排查需要將ISOS數(shù)據(jù)的檢測結(jié)果與電池箱內(nèi)的電源燈的檢測結(jié)果結(jié)合。若單一數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，則采取單獨供電檢測的方式進行故障診斷；若兩者數(shù)據(jù)均出現(xiàn)異常，則要依次對交流燈、直流燈、充電燈和蓄電池電壓狀態(tài)進行檢測，從而診斷和排查供電系統(tǒng)的故障。