新型自動站溫濕度分采集器故障分析

李秀英

摘 要：新型自動站采用“主/分采集器”結構方式，具有CAN總線接口，溫濕度分采集器通過CAN 總線接入主采集器，與CAWS600的溫濕度傳感器的接入方式不同，結合實際工作實踐總結溫濕度分采集器故障的判斷和分析方法。

關鍵詞：新型自動站 溫濕度分采集器 故障判斷

中圖分類號：P415.12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0062-01

新型自動氣象站建設是推進地面氣象觀測自動化、縣級氣象機構綜合改革的重要步驟，穩步推進了地面氣象觀測自動化進程。根據溫濕度分采集器不同故障現象分析其故障原因，進而總結排除方法，保障自動氣象站正常運行，確保資料的正確性和完整性。

1 溫濕度分采集工作原理

溫濕度分采集系統由溫濕度分采、溫度傳感器、濕度傳感器等三部分組成，目前新型自動站有兩種型號DZZ4型和DZZ5型，所使用的溫濕度分采集器的型號也不同，但其工作原理基本相同。

1.1 分采的工作原理

（1）新型站溫度及濕度測量通過溫濕度分采完成；（2）溫濕分采同時測量溫度及濕度；（3）溫濕分采與主采之間通過CAN總線連接；（4）溫濕分采供電從主機箱引出。

1.2 溫度傳感器工作原理

鉑電阻溫度傳感器采用PT-100鉑電阻作為感應元件，其阻值隨溫度變化而變化，根據測出電阻值，經變換計算處理可變成溫度示值。鉑電阻值范圍：80～120 Ω。鉑電阻為100 Ω時，溫度為0 ℃，溫度每升高1 ℃，電阻增大0.385 Ω。

1.3 濕度傳感器工作原理

濕敏電容是濕度測量單元的關鍵器件，用于感知環境濕度的變化。采用高分子薄膜電容作為濕敏電容。當環境濕度發生改變時，濕敏電容的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對濕度具有比例關系。濕度信號輸出為0～1 V的電壓信號，線性對應相對濕度為0%～100%。

2 故障判斷與分析

自動氣象站的故障可以分為軟件故障和硬件故障，所謂軟件故障為業務軟件中該要素的傳感器沒有掛接，或者關閉；硬件故障包括傳感器故障、線路故障及端子故障等。

2.1 軟件故障

（1）故障現象：ISOS業務軟件中該要素顯示為“-”；DZZ4型終端命令SAMPLES該要素顯示為“-”；DZZ5型終端命令DMGD中該要素不顯示。

（2）判斷方法：查看ISOS業務軟件SMO中該要素是否掛接，如已掛接查看其狀態是否顯示為停用；或通過終端命令SENST 查看是否將傳感器關閉，如SENST T0，如回執為“0”，怎說明已將溫度傳感器關閉。

（3）故障恢復：在SMO參數設置中掛接該要素，或將其狀態改為啟用；用終端命令SENST開啟傳感器，如SENSTT01，開啟溫度傳感器。

2.2 硬件故障

如果軟件設置正常，該要素顯示為“/”或為異常數據，則可以判斷為硬件故障。

2.2.1 CAN總線故障

（1）故障現象：溫度、濕度記錄均缺測，首先判斷CAN總線是否出現故障。

（2）判斷方法：首先用萬用表20 V電壓檔測量CAN總線的供電電壓是否為12 V左右，否則斷電后用萬用表蜂鳴檔檢測相應線路及端子連接是否正常；

用萬用表20 V電壓檔測量CAN總線H、L兩端的電壓，如不相等則CAN總線H、L線路故障；此時如果H端電壓低于L端的電壓，則說明CAN總線H、L兩端接反，如果H端電壓高于L端的電壓，則說明線路故障，斷電后用萬用表蜂鳴檔，依次檢查線路故障點；

用萬用表電阻200 Ω檔測量溫濕分采集CAN的H、L端，如果有120 Ω電阻，說明從主采集器到分采集CAN的H、L線路正常，相反如測不到120 Ω電阻，說明從主采集器到分采集CAN的H、L線路故障，此時再有萬用表蜂鳴檔，依次檢查線路故障點。

2.2.2 溫度故障

（1）故障現象：如濕度正常，溫度顯示“/”或異常數據。

（2）判斷方法：用萬用表電阻檔200 Ω測量1腳（或者2腳）與3腳（或者4腳）之間的電阻值R1，測量1腳與2腳（或者3腳與4腳）之間的電阻值R2，R1減去R2求得鉑電阻的電阻大小R，利用公式：T=（R-100）/0.385算出測量時的溫度值，并與標準溫度對比，對溫度傳感器的狀況進行初步判斷。如R1不在80～120 Ω之間，或R2不在0～8 Ω之間，判斷為溫度傳感器故障。

2.2.3 濕度故障

（1）故障現象：如溫度正常，濕度顯示“/”或異常數據。

（2）判斷方法：首先用萬用表電壓20 V檔測量濕度傳感器的供電電壓，正常為12 V左右，否則斷電后用萬用表蜂鳴檔檢測相應線路及端子連接是否正常；

用萬用表電壓2 V檔測量濕度傳感器信號輸出，正常在0～1 V之間，否則斷電后用萬用表蜂鳴檔檢測相應線路及端子連接是否正常；如線路及連接端子均正常，則判斷為濕敏電容故障，更換濕敏電容。

3 結語

隨著新型自動站的應用，數據從采集到傳輸逐步實現了自動化，2014年縣級綜合業務改革后，業務人員的職責從以原始觀測信息獲取為主向觀測數據質量把關、觀測系統運行保障和觀測產品加工制作轉變，這就需要業務人員熟悉掌握自動站工作原理，提高自動站故障判斷及維護能力，做到故障及時排除，保障自動站正常運行，進一步提高自動站數據質量。

參考文獻

[1] 中國氣象局.新型自動氣象（氣候）功能規格書.

[2] 中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003.

[3] 周彥林.CAW600型自動氣象站溫濕度傳感器故障診斷及維護[J].內蒙古氣象，2009（4）：43-44.endprint