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，但易被外界環境影響。為保證觀測站觀測數據的準確性和有效性，工作人員需要了解DZZ5新型自動氣象站的結構，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構

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、外圍設備五部分組成。根據其功能可劃分為以下四個系統：（1）采集系統：以HY3000主采集器為核心元件，實現對氣象數據的采集和處理。（2）傳感器系統：由多種精密的傳感器組成，能夠實現對風向、風速、溫度、濕度、氣壓、雨量、能見度、地表溫度等多種氣象數據的收集。（3）通訊系統：主要控件為硬件綜合集成的控制器，控制器傳輸的信號可通過光電轉換將其傳輸至設備終端。（4）供電系統：主要由UPS和蓄電池組成的系統對設備進行供電。

2 DZZ5新型自動氣象站常見故障的診斷與排查

2.1 采集系統的故障與排查

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

2.2 傳感器系統的故障診斷與排查

傳感器系統由多種傳感器組成，其故障也多種多樣，依照傳感器的功能可分為以下六種：（1）風向、風速傳感器故障：過小的啟動風速、過大的極大風速、個別風向格雷碼損壞、數據線被破壞等都會造成風向、風速傳感器的故障。若單獨風速測量出現異常，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；若單獨風向測量出現異常，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：當溫度測量出現故障時，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，若不在正常范圍內則更換溫度傳感器；當濕度測量出現單獨的異常時，檢測濕度傳感器輸出電壓，若其電壓值不在0～1伏范圍內，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、導氣管的堵塞也會引發氣壓傳感器工作異常。因此應做好對氣壓傳感器系統的日常維護，以減少氣壓傳感器的故障。（4）雨量傳感器故障：當有降水卻未檢測到雨量時，應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：當能見度傳感測量系統出現故障時，應先檢測供電系統，檢測其值是否為12伏，然后檢測電源轉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：當地表溫度傳感系統故障時，通過對供電系統，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 通信系統的故障診斷與排查

感應雷會使通信系統對觀測數據的收發出現異常，同時RJ45接口和RS232端子的松動也會導致通信系統出現故障。對主采集器HY3000、綜合集成控制器、測報機終端三個節點進行檢測，以對通信系統的故障進行診斷和排查。

2.4 供電系統的故障診斷與排查

感應雷和直接雷引發的過電壓、過電流是導致供電系統出現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供電系統線路短路，造成供電異常。供電系統的故障診斷和排查需要將ISOS數據的檢測結果與電池箱內的電源燈的檢測結果結合。若單一數據出現異常，則采取單獨供電檢測的方式進行故障診斷；若兩者數據均出現異常，則要依次對交流燈、直流燈、充電燈和蓄電池電壓狀態進行檢測，從而診斷和排查供電系統的故障。