DZZ5新型自動氣象站常見故障及處理技巧

羅仁斌

摘 要 根據業務人員在實際工作中積累的經驗，通過實例對DZZ5新型自動站采集器、通信系統、溫濕度傳感器、地溫傳感器、雨量傳感器、氣壓傳感器和風向風速傳感器出現故障時的情況進行分析，為氣象業務人員提供基本思路和常規處理技巧。

關鍵詞 DZZ5故障；分析；處理技巧

中圖分類號：P415 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.33.066

近年來，隨著新型自動站在基層臺站普遍推廣使用，需要全面提升業務人員的業務技術水平，切實掌握新型自動氣象站的使用、維護、維修等技術，更好地適應新的氣象觀測業務技術發展要求[1]。本文從實際工作中的經驗積累，總結了DZZ5新型自動站常見的故障和應對措施，希望為基層氣象業務人員日常工作提供一些實質性的指導。

1 主采集器故障

主采集器是新型自動站整個系統的核心控制單元集。主采集器出現故障，原因比較復雜，一般要求臺站能準確判斷。一是根據采集器的運行系統指示燈RUN狀態來判斷采集器工作是否正常，正常工作狀態下RUN指示燈為綠色秒閃，否則主采集器有故障。二是筆記本電腦調試檢測，用筆記本電腦經USB轉RS232線連測試線（測試線9芯串口插頭與9針串口的接線對應關系：3腳與Rx端、2腳與Tx端、5腳地線G端）接入主采集器的RS232-1接口，運行串口調試工具軟件，輸入指令符“OBSAMPLE MAIN”，有正確數據回顯，確定采集器正常，反之則不正常。此外，嵌入式程序異常也會引起主采集器工作不正常。先重啟采集器，若故障還存在，則需要更新升級軟件，需斷電取出CF卡，將新升級文件hy_aws拷貝到CF卡的根目錄下；重新將CF卡插入卡槽，給采集器供電即可完成升級。

2 通信系統故障

通訊系統故障主要表現在SMO軟件無法采集到自動站的數據，檢測其故障的方法主要有以下幾種。一是檢查業務計算機串口端口號是否與SMO軟件通訊端口號一致，通信參數是否設置為“9600，N，8，1”。二是檢查通訊電纜線有無斷路情況，將通訊電纜線一端進行兩兩短接，另一端用萬用表蜂鳴檔檢測是否導通，若出現斷路要及時維修或更換通訊電纜線。三是檢查串口隔離器是否損壞，檢查時同時卸下兩邊串口隔離器，讓傳送信號電纜線的DB25串口直接相連，如系統恢復正常，說明故障部位在此。四是檢查業務計算機的串口是否壞掉，方法一是用導線將計算機后面串口的2、3針短接，運行串口調試軟件，任意發送字符，看是否能回顯，不能則串口壞掉；方法二是用萬用表直流檔20 V對串口3、4、7針進行測量，電壓示值是否基本相等且為-11.10 V左右，否則串口壞掉；方法三是用萬用表測量串口的電壓，多測幾次，若出現電壓示值波動較大，表明計算機串口供電不穩定，從而影響串口通信穩定性。遇到以上幾種情況可用USB轉串口的方法來代替計算機的串口，但需要安裝原裝USB轉RS232驅動程序，網上下載經常出問題。五是采集器與業務計算機之間的地電位差過高也可能會導致串口通信中斷，需要檢查采集器與計算機是否都可靠接地。

3 傳感器故障

3.1 HMP155溫濕度傳感器故障

3.1.1 溫度傳感器故障

溫度傳感器的感應部分采用Pt-100鉑電阻，當溫度示值出現異常時，需判斷溫度傳感器是否有故障，可通過以下幾種方法逐步排除。一是直接用手握住溫度傳感器的感應部分，觀察溫度示值是否有變化，以便直接判斷溫度傳感器是否能夠正常感應。二是打開百葉中的溫濕度接線盒，測量1、2兩端或3、4兩端，電阻值是否近似為0。測量1、3或2、4兩端電阻值，若測量不出80～125 Ω電阻值，在排除電纜線斷裂后，可以確定傳感器有故障。三是用地溫傳感器代替觀測，先取下溫度傳感器在防雷板上的1-4接線端口，將地溫傳感器一端放到百葉箱中，另一端連接到防雷板上溫度連接端口，觀察一段時間看溫度示值是否正常。如果溫度示值正常，則說明溫度傳感器出現故障，需更換溫度傳感器。四是若出現溫度通道故障，依次檢查溫濕度接線盒、溫濕度延長線、防雷板、采集器插頭是否有虛接、斷接、螺絲松動等現象。五是若出現溫度跳變，應檢查屏蔽線是否接好。

3.1.2 濕度傳感器故障

濕度傳感器的感應部分主要為濕敏電容，常見故障為濕度示值異常或缺測。若懷疑是傳感器故障，使用萬用表測量檢查傳感器的供電是否正常，根據實際濕度檢查傳感器的輸出電壓信號是否正常；若懷疑是測量通道故障，在采集器測量通道加載0～1 V的直流電壓，檢查測量通道測量的濕度測量值是否與加載電壓對應的濕度一致。此外，檢查接線，看是否有虛接的現象，另外要檢查屏蔽線是否接好。

3.2 地溫傳感器故障

地溫傳感器是用于測量土壤的溫度傳感器，構造上是將鉑電阻絲纏繞在細小的玻璃棒上或磁棒上，再在外面罩上金屬保護管。當地溫出現故障時，首先檢查是所有的地溫都不正常還是單個地溫不正常，若出現單個地溫不正常，則打開CAWS3000-ST地溫分采集器，找到出問題的地溫插座用萬用表200歐檔測量四根線的電阻，如果測不出80～120 Ω的電阻，在排除電纜線斷裂后，確定是傳感器本身故障，需更換新的傳感器。若是所有地溫都不正常，則應檢查地溫分采供電、分采工作是否異常、CAN總線是否異常，逐一排除。若地溫出現數據無規則起伏、亂跳，一般都是干擾影響的，初步判斷有可能是接地不良[2]。

3.3 SL3-1型雨量傳感器故障

SL3-1型翻斗雨量傳感器由承水器、上翻斗、計量翻斗、計數翻斗等組成。常見的雨量值異常為雨量偏小、下雨時雨量值總為0。第一，若雨量偏小，檢查雨量傳感器承水口、內部漏斗、翻斗是否有異物堆積及堵塞，或翻斗部位有蜘蛛網等纏住。第二，若下雨時雨量值總為0，一是干簧管損壞，卸下雨量承水桶，用萬用表的蜂鳴檔，紅、黑表筆分別測量雨量傳感器紅、黑接線柱的金屬部分，同時撥動計數翻斗可聽到接通時的響聲，否則干簧管有故障；二是連接線中斷，檢查雨量傳感器接線樁到防雷板和采集器端的通道是否松動、接觸不良等現象。

3.4 PTB210氣壓傳感器故障

PTB210氣壓傳感器感應元件采用硅電容壓力傳感器。硅電容壓力傳感器具有很好的滯后性和重復性及溫度特性、長期穩定性。若氣壓傳感器出現故障，首先用萬用表直流電壓檔檢測傳感器的電壓是否處于10～30 V，若超出則供電系統故障。供電正常的情況下，還應檢查傳感器的氣嘴口是否通暢，排除線路虛接情況。再用筆記本電腦通過串口直接連接氣壓傳感器的輸出端口，運行串口調試工具，在英文格式下輸入“.P”并回車，返回對應的氣壓數據，說明傳感器正常[3]。若沒有則傳感器故障，就可能是采集器通道故障，用筆記本電腦通過串口直接連接采集器的氣壓測量通道RS232-5，運行串口調試工具，應該每分鐘都能接收到字符.P或P，若無，則采集器的氣壓測量通道故障。

3.5 風向傳感器故障

風向傳感器是用來測量風的水平風向的專業氣象儀器。傳感器由風向標部件，殼體（內裝風向轉換系統）和插座等主要部分所組成。若風向傳感器出現故障，可通過以下方法進行逐步排查。一是將風向表固定任意位置不動，用萬用表直流電壓檔20 V，黑表筆接GND端，紅表筆依次觸碰采集器測量端D0～D6，記錄測得的7個電壓值，之后將其轉為高1低0的數字，對照標準格雷碼表判斷風向的正確性。二是若檢測所有電壓值均為0，則初步判定為傳感器故障或通信線路故障，更換新的傳感器后若恢復正常，則為傳感器損壞；更換后依然所有數據為0，則為通信線路故障。依次檢查防雷板和風橫臂接線盒處排除故障。三是若主采集器升級后出現風向無數據現象，用串口調試工具軟件對主采集器的通訊串口發送指令：“SENST WD”，若返回為0，則說明該要素在主采集器中被關閉，需發送“SENST WD 1”并回車，開啟風向通道。日常維護中，注意檢查風桿的拉繩是否有松動，若果有松動應及時擰緊，并校準垂直度。

3.6 風速傳感器故障

風速傳感器是利用一個低慣性的風杯部件作為感應部件，其感應部件隨風旋轉并帶動風速碼盤進行光電掃描，輸出相應的電脈沖信號。若風速傳感器出現故障，首先用萬用表直流檔20 V，檢測傳感器供電，正常值為5 V左右，若偏差太大，則供電系統故障。供電正常的情況下，若風速傳感器正在轉動，正常工作電壓應為0.7～3.8 V，若風速傳感器靜止，正常工作電壓應為0.7 V或3.8 V左右。若測量電壓值為0，則傳感器損壞或連接傳感器的通信線路故障，若更換新的傳感器后故障還在，則說明通信線路故障。同時還注意主采集器中該要素是否被關閉，若被關閉，需發送“SENST WS 1”回車開啟風速通道。

4 結論

隨著新型自動站的不斷投入使用，自動氣象站的儀器故障也相繼增多，需要業務人員加強對儀器的日常維護，定期清潔儀器、檢查接線處與端口是否有松動和破損等。出現故障時要冷靜分析，采取最有效的處理方法快速解決故障。同時要不斷總結經驗，才能提高自動站的維修效率，保證自動站的正常穩定運行。

參考文獻

[1]黃思源，劉鈞.新型自動氣象站觀測業務技術[M].北京：氣象出版社，2014.

[2]楊漾，胥志強，呂明.DZZ5新型自動氣象站串口通信失敗的原因分析和解決辦法[J].民營科技，2016（11）：71.

[3]紀秀燕，DZZ5新型自動站常見故障的分析與處理[J].寧夏農林科技，2014，55（1）：85-86.

（責任編輯：趙中正）