新型自動站DZZ5一次風向傳感器故障診斷與處理

陸霞　陳夢泉　王柱邦

【摘 ? 要】 本文從柳城新型自動站DZZ5一次風向傳感器故障實例出發，詳細介紹了EL15-2C型風向傳感器故障診斷過程和排除方法，并提出異常數據的處理方法，以供臺站綜合氣象保障人員在實際工作中參考。

【關鍵詞】 風向傳感器;故障判斷;異常處理

Fault Diagnosis and Treatment of a New Automatic Station

DZZ5 Wind Direction Sensor

Lu Xia ? Chen Mengquan ? Wang Zhubang

[Abstract] Based on the example of the fault of the primary wind direction sensor of the new automatic station DZZ5 in Liucheng， this paper introduces the fault diagnosis process and elimination method of the EL 15-2C wind direction sensor in detail， and puts forward the method of handling abnormal data. For the station comprehensive meteorological support personnel in the actual work reference.

[Keywords] wind sensor; fault judgment; exception handling

隨著科學技術的進步，自動氣象觀測設備不斷取代人工觀測設備。特別是高智能、高精度、高密度觀測的自動化探測儀使用，大大減輕了臺站觀測員重復觀測勞動，由此，地面氣象觀測員的工作重心由常規觀測發報轉向設備維護、應急保障、數據質量控制等方面轉型。而高智能、高精度儀器裝備的技術保障對于傳統的地面氣象觀測員來說是一門全新的科學技術，需要不斷地摸索和實踐。本文結合柳城站EL15-2C型風向傳感器的一次故障實例，詳細闡述了風向傳感器故障診斷與處理方法，對指導裝備保障人員做好風傳感器的保障維修具有一定的參考價值。

1 ? EL15-2C型風向傳感器工作原理

EL15-2C型風向傳感器是利用一個低慣性的風向標部件作為感應部件，有風時風向標部件隨風旋轉，帶動轉軸下端的7 位格雷碼風向碼盤進行光電掃描輸出脈沖信號，采集器對7位格雷碼信號進行采集，按照風向角度與7 位格雷碼對照表轉換成角度輸出。

2 ?故障現象及診斷處理

2018年8月8日13時至12日10時，柳城現用新型自動站DZZ5的風向始終顯示為6。而安裝在同一風塔和同一高度上的備份自動站風向數據均有變化，而現用站與備份站的風速對應變化基本一致，則說明現用站風向出現了異常。

2.1 ?風向傳感器故障診斷流程（見圖1和圖2）

2.2 ?風向傳感器檢測與維修

2.2.1 ?參數檢查

（1）首先確認業務軟件參數設置是否正確;

（2）確認主采集器中風向傳感器是否開啟情況，確認方法如下：

輸入SENST WD ↙

若返回值為1，表示開啟;若返回值為0，表示關閉;

輸入SENST WD 1 ↙，將其啟用。

2.2.2 ?供電檢查

用萬用表20V直流檔依次測量從風向傳感到主采集器的各個電壓節點的電壓為5V左右，說明供電是正常的。

2.2.3 ?線纜檢查

（1）檢查各線纜插頭是否牢固，有無松動或脫落;

（2）用萬用表蜂鳴檔依次測量風向傳感器到主采集器、防雷板風向信號各節點的通斷情況來檢查是否有短路或斷路。如果聽到蜂鳴聲，說明信號是正常的，反之不正常。

2.2.4 ?傳感器檢查

（1）風向數據明顯異常或缺測時，首先進行外觀檢查，若風向標明顯變形或轉動不靈活，應先更換傳感器。

（2）在確定傳感器外形無明顯異常時，先將風向標固定，在電源供電正常的情況下，依次測量D0～D6與 GND間的電壓值（如圖2），電壓在4.5～5V之間為高電平1，在0～0.7V之間為低電平0，然后按從D6到D0的順序（D6為首位，D0為末位）記錄下7位格雷碼，對照風向角度和7位格雷碼表所對應的方位，與實際方位對比，確定傳感器是故障。本次檢查測量 D0～D6與GND之間的電壓分別為：D0=2.32V，D1=2.47V，D2=2.13V，D3=1.94V，D4=1.10V，D5=1.30V，D6=1.67 V，則可以直接判斷風向傳感器出現了故障。

2.2.5 ?更換風向傳感器

更換風向傳感器后，數據恢復正常。

3 ?異常數據的處理

（1）正點風向風速異常，按照正點前10分鐘、正點后10分鐘、備份自動站記錄的順序代替，以上記錄均不可用時，具備補測條件的臺站應在定時觀測時次進行人工補測，人工觀測儀已撤除的臺站需目測2分鐘風向風速，其他風數據按缺測處理。估測風力主要根據風對地面或海面物體的影響而引起的各種現象，按風力等級表估計風力13級（0～12級），并記錄其相應風速的中數值，風向按八個方位估計。

（2）需用正點前、后10分鐘記錄代替時，用以代替正點2分鐘（10分鐘）平均風的分鐘數據必須為有效數據，即從擬代分鐘數據開始，之前2分鐘（10分鐘）內的數據均正常可用。如：風傳感器夜間故障，從08時00分開始恢復正常，則08時正點2分鐘用08時01分數據代替。

（3）正點風向風速缺測時，不能用前、后兩時次正點數據內插求得。

（4）風速記錄缺測但有風向時，則風向亦按缺測處理;有風速而無風向時，則風速照記，風向記“-”。

（5）正點2分鐘（10分鐘）風向風速用正點前、后10分鐘記錄代替時，優先考慮用風向風速皆有的分鐘數據代替，否則只把接近正點的分鐘數據代替為正點2分鐘（10分鐘）風速，此時風向按缺測處理;當正點風速經代替后的值≤0.2時，風向應記為“C”。

（6）對 MDOS 提出的質疑信息按要求及時反饋。

4 ?故障情況上報

在故障出現 1 小時內上報上級業務管理部門，并在綜合氣象觀測系統運行監控平臺PASOM2.0 填寫故障單（需要關采集器時填寫停機通知）。故障維修結束后 3 小時內關閉故障單，并將故障維修情況書面上報上級業務管理、裝備中心綜合保障科、信息中心運行保障科等相關部門。

5 總結

（1）認真做好設備日常維護工作，減少設備故障率。值班員要加強數據監測及設備監控，發現異常及時處理。這樣采集器才不會將錯誤的數據信息上傳，才能保證氣象服務質量。

（2）隨著高性能、高精度儀器設備不斷投入使用，對于每一次出現的故障，我們都應認真分析排查和總結。在實際工作中不斷積累新經驗，遇到故障判斷與處理時就會得心應手。

參考文獻：

[1] 劉躍.淺析新型自動站DZZ5原理及系統結構[J].農業與技術， 2015，（6）：194.

[2] 新型自動氣象站實用手冊.中國氣象局氣象探測中心：氣象出版社.