自動氣象站DFC1型日照計故障分析及維護研究

青海省大氣探測技術保障中心 青海 西寧 810000

以往使用的暗筒式日照計,主要是通過太陽光的作用,促使涂有感光劑 的日照紙上留下感光痕跡,進而得出日照時數(shù)。DFC1型光電式數(shù)字日照計是可以實現(xiàn)日照時數(shù)的自動化觀測,無需人工干預。隨著DFC1型日照計的使用,改變了以往人工觀測方式,提升了日照時數(shù)觀測資料的準確性,同時減輕了觀測人員工作量,但目前DFC1光電式數(shù)字日照計的使用還處于完善階段。

一、DFC1型日照計故障及處理方法

(一)數(shù)據(jù)缺測。日照數(shù)據(jù)缺測與硬件、軟件兩方面的故障存在關聯(lián),其中涉及到了供電、通訊、設備、參數(shù)設置等方面的問題,具體分析如下。

1.硬件方面的故障及方法

(1)供電問題。正常情況下,DFC1型日照計的電壓值為13.6V,如果發(fā)現(xiàn)供電模塊電壓值與此數(shù)值存在較大差距時,需要先對供電機箱市電接入情況進行檢查,而后再檢查AC/DC電源端輸出的直流電壓情況以及負載端供電情況。在實際檢查過程中,可以借助萬用表,對電壓進行測量,可更加準確的判斷故障發(fā)生區(qū)域。比如,若是接線松動導致的故障,則可以重新接線同時要將螺絲進行進一步緊固[1]。

(2)通訊問題。當供電無問題時,首先檢查傳感器航空插頭,若是發(fā)現(xiàn)松動、接觸不好,可以重新插接、緊固;再次檢查連接硬件集成器通訊線路,如果存在短路、斷路的情況,可重新連接或更換線路。

(3)設備問題。若供電、通訊都無問題的情況下,數(shù)據(jù)依然不準確,應當判斷DFC1型日照計質(zhì)量情況,需更換新的設備[2]。

2.軟件故障

(1)參數(shù)設置問題。參數(shù)設置錯誤時,也會造成數(shù)據(jù)缺測。應檢查ISOS軟件日照的串口號及其參數(shù)(9600,8,N,1),確認NPORT串口信息以及ISOS軟件通訊參數(shù),正常情況下,需二者一致。

(2)綜合集成硬件控制器與傳感器。查看日照傳感器掛接Port口R、T數(shù)據(jù)收發(fā)是否正常,根據(jù)指示燈閃爍情況查看對應線路及端口,有無短路、斷路、參數(shù)設置錯誤等情況;檢查光電轉換模塊是否正常[3];使用串口調(diào)試助手直接向日照傳感器發(fā)送命令,讀取日照傳感器的觀測數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息以及自檢情況,通過對應的信息判斷設備運行情況。如果發(fā)送命令依然沒有反應,則說明是日照傳感器方面的故障。

(二)日照數(shù)據(jù)偏差較大。一是受到環(huán)境因素影響。因日照傳感器裸露在外,易受到鳥糞、塵土等污染,致光路被遮擋,進而引發(fā)電信號問題,導致采集數(shù)據(jù)異常。二是設備安裝出現(xiàn)問題。在安裝時日照傳感器沒有朝向正北,或儀器傾斜角度錯誤。對于以上情況,應及時清理傳感器上的污染物,或遵照《使用說明書》進行調(diào)整[4]。

(三)日照時數(shù)為0。在晴天時,存在有光照但日照時數(shù)卻為0,這主要是由于日照計與ISOS軟件的計算時差出現(xiàn)了不同,才導致出現(xiàn)此種情況。

首先,需要打開ISOS軟件的設備,在維護終端處選擇日照串口處理,輸入指令READDATA,發(fā)送后返回BG,812345,00,YSDR,000...一串數(shù)字符號,對照返回數(shù)據(jù)中“北京時”與“地方時”,查看其與臺站參數(shù)中地方時差是否一致。

如地方時差不一致,則需要根據(jù)當?shù)鼐暥戎匦掠嬎愕胤綍r差,并發(fā)送命令設置(如TD-14,則表示地方時差-14分鐘)。

二、DFC1型日照計故障日常維護措施

(一)加強儀器巡視工作。加強對儀器的巡查工作,且須在日出前完成儀器巡查工作。在日常巡查過程中,及時清理傳感器附近的污染物,若發(fā)生雨、雪、霜、露、霧等天氣現(xiàn)象,應及時擦除光學鏡筒上的雨雪和凝結物。清理時使用軟布蘸取酒精或者清水擦拭傳感器的光學鏡筒。不得使用具有腐蝕性的溶液,防止劃傷玻璃外罩,降低觀測準確性[5]。

(二)保障供電。定期檢查蓄電池,防止漏液、接線柱硫化等情況。還需定期對蓄電池進行放電。如蓄電池處于單一供電時,需嚴格掌控好放電時間。可查看傳感器電壓,保證電壓在12V以上,以免過渡放電損壞電池。

(三)加強校準工作。定期檢查日照傳感器水平、緯度、方位等,如是否朝向正北,底座是否水平等,如有問題需第一時間進行校準。

(四)實施防雷測試。每年3、4月嚴格按照氣象設施防雷技術要求全面檢測防雷設施、設備接地等,防止儀器設備受到雷擊損壞。

結語

綜上所述,雖然DFC1型日照計可以較好的穩(wěn)定運行,但由于其應用時間不長,所以不可避免會出現(xiàn)一些問題。因此,氣象臺站相關人員需要提升設備運維能力,及時發(fā)現(xiàn)問題,并找出故障原因,而后采取相應的措施排除故障,保證日照觀測數(shù)據(jù)可以更加精準、客觀、可靠,為經(jīng)濟社會發(fā)展提供有價值的服務。