1、2022-11-101新型自动气象站技术保障新型自动气象站技术保障山西省大气探测技术保障中心2目录目录一、新型自动气象站概述二、新型自动气象站相关设备维护三、新型自动气象站相关设备维修四、故障诊断、故障实例排除五、DSC3型称重式降水传感器的维护一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述3一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述1、新型自动气象站简介、新型自动气象站简介 综合气象观测系统提供准确、可靠的观测数据，是提高预报预测准确率和服务能力的重要保证。为了满足现代气象业务，则必须进一步提升我国地面气象观测的自动化水平。新型自动气象站是按照统一标准、统一功能、统一结构、统一方法、统一规范
2、的设计思路，以及应用到的两项比较新的技术，即：CAN总线技术和嵌入式系统技术，是当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术。基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，满足了地面气象观测全要素自动观测，实现了高精度、高稳定、易维护、低功耗、易扩展和实时远程监控的能力。整套系统按照“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”的结构设计。对主/分采集器、总线结构、传感器、外围设备、软件、现场标校设备的各个部分，从功能、结构、通讯协议、数据采集、数据计算处理、数据存储、数据质量控制、数据传输、电气接口标准、生产工艺全面进行规定。达到了满足现有气象观测站的气候观测、天气观测
3、和区域观测业务的需要。4一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述 1.1 基本构成 区别于早期的自动站的集中控制的方式。它由硬件和软件两部分组成，硬件包括气象要素传感器、数据采集器、外部总线和外围设备等。5一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述l1.2 自动站基本原理 l 各个传感器的感应元件，随着气象要素的变化，输出的电量发生相应的变化，这种变化，被CPU实时控制的采集器所采集，并转换成计算机可处理的数据，根据特定的算法，处理、存储后，传输给用户数据终端（通常是计算机，用于显示和存储气象数据）。在实际现场，通常有一个主采集器和若干个分采集器，它们之间通过CAN总线互连，在现场只需接
4、入新的分采集器和传感器，就能快速部署，从而实现功能扩充，满足观测需求的变化。l 软件则包括数据采集器嵌入式软件和气象业务软件。l 嵌入式软件固化在采集器中，完成系统初始化、对传感器输出采样、转换、处理等功能。l 气象业务软件运行于用户数据终端上，能对气象数据进行显示、存储。必要时还能接受人工观测数据的输入，对采集和输入的数据进行质量控制和订正，并对数据进行格式化处理，形成符合气象要求格式的报文和存储文件，同时也可进一步与站网中心进行通信。l 外围设备则包括为自动气象站各个部分供电的供电单元、用于检测自动站状态的内置检测设备、外存储器（如U盘、CF卡）、显示和打印设备等。67一、新型自动气象站概
5、述一、新型自动气象站概述 1.3 现运行的自动气象站现状现运行的自动气象站现状 我国业务自动气象站运行已十余载。随着气象服务需求的日渐旺盛,越来越多的气象要素纳入地面观测业务。现有自动气象站在观测能力上存在着许多不足，特别是功能规格不统一，型号繁多。各厂家自动气象站自成系统,不能自由扩充新要素,无法满足当前业务发展需要。新型自动气象站克服了现运行的自动气象站的不足.一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述81.4 新、旧自动站对比新、旧自动站对比9一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述 1.5 组成结构简介：（组成结构简介：（见图一）见图一）10图一图一 组成结构图组成结构图 11
6、1.5 组成结构简介组成结构简介 1）新型自动气象站的主采集器，是整个系统的核心单元，整个系统的控制流程、数据处理、存储、传输全部由主采集器负责完成。主采集器的核心处理单元为一个功能强大的单板电脑，因而大大提高了主采集器对数据处理的能力，从而可以满足各种复杂气象探测系统的数据处理要求。一、新型自动气象站概述12一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述 2）主采集器内部增加了一个对常规气象要素进行数据探测的数据采集单元。从而进一步扩展了主采集器的功能，使主采集器能够独立成为一个高性能的气象数据采集器，构建基本的气象探测系统。3）分采集器的结构设计。在新型自动气象站中，按照对观测数据的需求设置
7、的若干个分采集器，用于完成对相关气象要素的数据采样处理。分采集器的设置是按照观测要素的基本类型进行分类设置的。在分采集器中主要是按照能够规定时序，完成对相关气象要素的数据采集处理，并通过 CAN 总线把观测数据传送到主采集器中。分采集器的基本结构与主采是一样的。13一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述1.6 新型自动气象站运用的主要新技术简介新型自动气象站运用的主要新技术简介 1）CAN总线技术简介：总线技术是用来连接各个数据处理控制、数据处理单元，并完成数据传输、通讯处理功能。CAN是Controller（译：管理者或控制者）；Area（译：区域或局域）；Network（译：网络）的
8、缩写。即控制器局域网络，被誉为自动化领域的计算机局域网。CAN总线的高性能和可靠性已被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。是当今自动化领域技术发展的热点之一。它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。14一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述 CAN总线技术的优越性 a)CAN总线技术废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据。这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，提高系统的可靠性和系统的灵活性。b)可实现点对多点
9、，点对点以及全局广播的方式发送接收数据，当多个节点同时向总线发送数据时，最高优先级的节点不受任何影响的传输数据，而优先级较低的节点则会主动退出发送，保证在网络负载很重的情况下也不会出现由于网络过载导致瘫痪的情况。c)CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。而且,CAN具有的完善的通信协议，可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期。15一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述 d)CAN采用短帧结构，使得其传输时间短，受干扰概率低。节点
10、中设有错误检测，自检和标定措施，检错效果好。其中包括有：循环冗余校验，报文格式检查，位错误检测，位填充和应答错误检测等措施。e)CAN节点具有睡眠方式和自动关闭输出功能方式，当CAN器件没有任何内部活动时，处于睡眠方式，相当于与总线驱动器无连接，可降低系统功耗，可以通过系统内部条件唤醒或者借助任何总线激活方式启动。f)CAN传输介质可为同轴电缆，光纤，双绞线，可以灵活选择。16一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述2）嵌入式系统技术简介嵌入式系统技术简介 嵌入式系统是电脑软件与硬件的综合体，是计算机技术、通信技术、语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代
11、产品。它是以应用为中心，以高性能CPU数据处理器为核心处理器，嵌入操作系统，配置相关的外围组件，构成单板电脑系统。从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。17一、新型自动气象站概述一、新型自动气象站概述 嵌入式系统的优越性嵌入式系统的优越性 a)嵌入式系统CPU都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于整个系统设计趋于小型化。b)嵌入式系统通常是面向用户、面向特定应用。嵌入式系统中的CPU与通用型CPU的最大不同就是前者大多工作在为特定用户群设计的系统中。针对用户的具体需求，对系统进行合理配置
12、，以达到理想性能。c)为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存贮于磁盘等载体中。嵌入式系统具有较高的实时性，因此对程序的质量，特别是可靠性，有着较高的要求。d)嵌入式系统开发人员往往是各个应用领域中的专家，这就使得嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、可靠、高效。e)全自动操作循环。二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护1819二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护2.12.1温湿度传感器维护温湿度传感器维护 传感器在使用过程中感应部件头部会落有灰尘，这时应用小毛刷轻轻刷去。l 1-过滤器l 2-保护
13、盖l 3-8针接头 二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护 l 1-过滤器l 2-O型圈l 3-湿度传感器l 4-铂电阻温度传感器2021二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护2.2 风风向风速传感器向风速传感器维护维护 （1）如果使用得当，仪器无需维护。但严重的污染将导致仪器的转动部件与静止部件缝隙间阻堵塞，因此要定期清除污垢。由于仪器长期使用导致磨损而影响仪器的性能，此时可返厂维修。（2）冰雹可能会打坏风传感器，下过冰雹后应仔细检查风传感器有否受损；（3）安装 22二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护23右图为用罗盘矫正风
14、横臂指向南北方向。NS风向：安装时将风向传感器的两条风向指示线上下对齐，“N”标记指向北方。将风标杆与风横臂平行，紧固风向传感器上的螺栓使之固定在风横臂上即可。24二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护2.3 2.3 雨量传感器维护雨量传感器维护l （1）仪器在使用过程中应每月一次进行维护保养，以防风沙及其他因素影响正常使用，如遇特殊环境，可根据实际情况进行维护保养。l （2）将电缆插头拔下，松开外壳螺钉，将外壳取下。l （3）观察外壳是否有泥沙，如有，则将长过滤网拿掉，用清水冲洗干净，并将刷洗干净的过滤网放回原处。l （4）观察黑色漏斗处是否有泥沙，如有，则将翻斗轻轻取
15、出，再将小过滤网拿出，然后用清水冲洗干净。并将小过滤网刷洗干净后放入黑色漏斗中，注意放正。二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护25 （5）将取出的翻斗用清水刷洗干净（勿用酒精和汽油清洗），并将清洗后的翻斗背面用干净的布或面巾纸檫干净（注意不要用手触摸翻斗内侧），再将翻斗放回原处轻轻拨动螺钉使其能正常翻转。（6）上述工作完毕，将外壳与底盘固定。（7）用清水轻轻倒入筒壳中，听内部有无翻斗声，如有则正常，如没有则翻斗没安装好，需重复上述步骤。（8）将电缆插头插好。（9）在冬季或长期不下雨时应将传感器外壳用塑料盖盖好，以防风沙堵塞传感器进水口。26二、二、新型自动气象站相关设备
16、维护新型自动气象站相关设备维护2.4 2.4 蒸发传感器维护蒸发传感器维护 （1）器内水要保持清洁，水面无漂浮物，水中无小虫及悬浮污物，无青苔，水色无显著改变；一般每月换一次水。蒸发传感器换水时应清洗蒸发桶，换入水的温度应与原有水的温度相接近。（2）冬季结冰期停止观测，应将蒸发桶内的水汲净，以免冻坏。（3）每年在汛期前后(长期稳定封冻的地区，在开始使用前和停止使用后)，应各检查一次蒸发器的渗漏情况等；如果发现问题，应进行处理。调节高度时，要求不锈钢测量桶高水位刻度线和蒸发桶溢流口下沿持平。或不锈钢测量桶高水位刻度线高于蒸发桶溢流口下沿5mm以内。（调节方法是用长乳胶管灌入90水，二端两个水位线
17、应分别与高水位刻度线，溢流口下沿一致。也可使蒸发桶装满水，分别测量蒸发桶内水位和不锈钢测量桶内水位）（4）水圈内的水面应与蒸发桶内的水面接近。（5）当水位即将高于不锈钢测量桶高水位刻度线（或即将接近蒸发桶溢流口）时，应及时将蒸发桶内的水舀出。（6）当水位即将低于不锈钢测量桶低水位刻度线（或即将低于溢流口向下10cm刻度线）时，应及时向蒸发桶内加水。27蒸发传感器蒸发传感器结构结构 28二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护2.5 2.5 气压传感器维护气压传感器维护 （1）传感器应与台站水银气压表的感应部位高度一致，如果无法调整到一致，则要重新测定拔海高度；（2）安装或更
18、换传感器时应在断电的条件下进行；（3）应避免阳光的直接照射或气流的影响；（4）要保持静压气孔口畅通。二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护2.6 2.6 地温传感器日常维护地温传感器日常维护（1）地表和浅层地温传感器维护 a）保持地面疏松、平整、无草；及时耙松板结地表土；b）查看地表温度传感器和浅层地温传感器的埋设情况，保持地表温度传感器一半埋在土内，一半露出地面，应擦拭沾附在上面的雨露和杂物，浅层地温安装支架的零标志线应与地面齐平；c）地表温度传感器被水淹、积雪掩埋时仍按正常观测，但应在观测簿备注栏注明。（2）草面温度传感器维护 a）当草株高度超过10 cm时，应及时修
19、剪草层高度；b）积雪掩埋草层时，应经常巡视草面温度传感器，并使其始终置于积雪表面上。29二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护（3）深层地温传感器维护 a）雨后和雪融后应检查深层地温硬橡胶套管内是否有积水，如有积水应及时设法将水吸干，如发现套管内经常积水，应进行维修或更换硬橡胶套管。b）安装完成后要复查传感器感应部位是否有伸出内护管，防止探头缩进，探头与铜盖之间将产生一段空气柱，影响地温测量数据。注：凡传感器多余的线都因尽量穿在注：凡传感器多余的线都因尽量穿在PVCPVC管内，或塑料纸包裹管内，或塑料纸包裹后埋于土内，防止鼠咬、蚁啃等问题。后埋于土内，防止鼠咬、蚁啃等问题
20、。30二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护2.7 维护方面应注意点维护方面应注意点 （1）对采集器及相关部件进行检查、冷测试、清扫卫生时，在开启采集器的机箱时，要特别注意：在需要关机时，就得关掉采集器再做需要的检查，这个概念在今后应该树立起来。（2）不要带电插拔电缆线以及带电撤换所有传感器，这点很重要。要养成良好的习惯。（3）采集器外壳要接地。（4）在我们整个自动气象站，电源部分是十分重要的，不难理解，如果电源部分出了问题，则整个自动站将无法正常工作，会造成数据的丢失。上传数据无法上传。因此在这方面提醒大家多注意自动站电源系统的维护：要特别注意电源系统的插头插座一定要接
21、触良好；要保证自动站电源系统的蓄电池能够正常充上电这就要求电源系统的220V输入电压一直保持良好的供电状态。（5）要常注意电源系统中电压变化情况。如听到电源报警响声时，及时处理。（6）雨量传感器部分主要维护是防堵。这里要特别强调自动站雨量传感器水的出口处。31二、二、新型自动气象站相关设备维护新型自动气象站相关设备维护 （7）地温部分。经常查看和保证零厘米地温传感器是一半在土里，一半在外面。对于深层地温如果你所在的站上土质情况潮湿的话，深层地温套管里是否有漏水。（8）电缆的维护，重点是预防老鼠的损害，这里强调的是一定要采取有效措施。（9）对自动站设备上的各类电压、电流表所指示的数据，各指示灯的
22、所代表的状态，各保险管的位置，应该十分的清楚。（10）遇到保险丝或保护电路损坏的情况下，在对有关的电路进行检查之前不要轻易的恢复供电。注：不允许使用大容量的保险丝注：不允许使用大容量的保险丝32三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修33三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修 3.1 万用表的使用和应注意的几点万用表的使用和应注意的几点 1）在使用数字万用表时，使用的档位必须搞对。要养成习惯，测量前先把量程开关扳到相应的档位上。2）绝对禁止在电阻挡测量电压。在这里提出，一是，电阻挡和电压档是我们最常用的；二是在电阻挡测量电压很容易把万用表烧毁。强调它就
23、是让大家在自己的脑子里要有这方面的意识。3）在测量在线电阻时，要确认电路所有的电源已关断，而电容也要完全放完电才可进行。34三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修 4）如果事先对被测电压范围没有概念，应将量程开关转到最高的档位，然后根据显示值转到相应的档位上。5）如果高位显示“1”（有的表显示“OL”）表示超过量程范围，须将量程开关转至较高档位上。6）我们所使用的万用表是电池驱动的数字万用表，所以要注意9伏电池的使用情况，当液晶有电池不足的显示时，就应更换电池。这点大家也应注意，应为电池电量不足时，测出的数据是不准确的，容易造成误判。具体测量：我们在下面的讲课中将陆续的给
24、大家讲解。35三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.2 一般维修要领和常用方法一般维修要领和常用方法1）一般维修要领：a、先交流后直流 b、先易后难 c、先外后内 2）常用方法：a、替代法也叫做替换法.b、排除法.c、分解法；d、理论（原理）分析法.36三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.3 3.3 自动站自动站测量分类测量分类 自动气象站系统中接入的观测要素无论是数量还是种类都较多，但还是遵循了电子测量的基本原理，对现在运行的自动站主要分为以下几类：l1）电阻测量l 传感器输出：电阻信号。l 这类传感器包括：常规空气温度传感器，地温传感器
25、等l2）电流测量l 传感器输出：电流信号。l 这类传感器包括：超声波蒸发传感器l3）电压测量l 传感器输出：电压信号。l 这类传感器包括：湿度传感器；37三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修4）通断计数测量 传感器输出：通断信号。这类传感器包括：翻斗雨量传感器、主采集器机箱门开关检测5）数字电平测量 传感器输出：数字电平信号。这类传感器包括：格雷码风向传感器6）脉冲频率测量 传感器输出：脉冲频率信号。这类传感器包括：风速传感器7）标准串口数据测量 传感器输出：标准串口数据。这类传感器包括：气压传感器、GPS授时器；38三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关
26、设备维修3.4 自动气象站各要素输出数据测试自动气象站各要素输出数据测试1）温度（地温）：冷测电阻值在80-120欧姆之间2）湿度：0-1V3）风向：电压（高3.5V，低1V）4）风速：有频率变化。有约2.2V平均电压5）雨量：表笔分别接触两个接线柱，用手拨动计数翻斗，万用表应拨一 次导通一次，（有蜂鸣声）6）蒸发：420mA电流信号 7）防雷管的测量：数字万用表200K档，阻值在120K以上。3940三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修 3.5 检测基本方法检测基本方法 3.5.1 运行状态检测、检查 1）设备上电启动 首先确认采集器的电源处于断开状态，确定各种传感器
27、的接线正常。以上各项确定无误后，设备即可连接电源。确认已经按照上述步骤中的说明正确连接各端子后，可以上电启动设备。系统指示灯将被点亮，随后听到蜂鸣器发出连续两声蜂鸣声（此过程持续时间约为 30秒左右），表示设备上电启动成功。41三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修2）主采集器指示灯状态 主采集器配置了2个状态灯，如下图所示：其中：第一个灯”RUN”，为系统运行指示灯，当采集程序正常执行后，”RUN”指示灯秒闪。第二个灯”CF”，为CF卡的状态灯，CF卡读写正常，此灯长亮，当CF卡不存在或者是CF卡空闲，CF卡灯常灭状态。RUNCF42三、新型自动气象站相关设备维修三、新
28、型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修4344三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修主采集箱主采集箱4546防雷板4748三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3）分采集器状（地温）态指示灯分采集器配置了3个状态灯，如下图所示：其中 第一个指示灯“SYS”，当系统正常运行后，“SYS”秒闪。第二个指示灯“CAN-T”，当CAN收发器发送数据的时候，此灯闪 烁。第三个指示灯“CAN-R”，当CAN收发器接收数据的时候，此灯闪烁。49三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象
29、站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修50地温分采集箱地温分采集箱5152三、新型自动气象站相关设备维修华云温湿分采结构图华云温湿分采结构图华云温湿分采结构图华云温湿分采结构图54无锡温湿分采无锡温湿分采55无锡温湿分采无锡温湿分采5657三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.2 供电系统检测供电系统检测 使用万用表测试，220V交流电是否正常；直流12V供电系统是否正常；蓄电池是否正常；能否正常充上电的等。具体方法如下：1）检查外部输入电压市电供电：合上断路器，使用万用表的交流电压（750V）档测量断路器两接线柱之间的电压，正常电压范围220V30%。太阳
30、能供电：使用万用表的直流电压（20V）档测量太阳能充电控制器2）检查采集器输入电压将数据采集器电源输入。使用万用表的直流电压（0-20V）档测量电源输入端子正负端之间的电压，正常电压范围10.814.4V。如果为0，则为系统电源故障。进一步检查充电控制器电压和蓄电池电压。3）检查蓄电池电压将蓄电池与充电控制器的连接线断开，使用万用表的直流电压（20V）档测量蓄电池正负端之间的电压，正常电压范围10.814.4V。58三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修59电源箱电源箱直流防雷模块直流防雷模块开关电源开关电源交流防雷模块交流防雷模块空气开关空气开关蓄电池蓄电池60三、新型
31、自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修61三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修6263三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.3 温度传感器检测（地温与之相同直接测线端）温度传感器检测（地温与之相同直接测线端）1）在采集器上找到相应的传感器接线端子，检查电缆线是否拧紧；2）将传感器接线端子自采集器接口板上拔下，即将数据采集器与温度传感器完全脱开；3）用短路档测量“*”和“”端，应该是短路状态；4）用短路档测量“”和“G”端，应该是短路状态；5）用数字万用表的电阻（200欧姆）档，测量温度传感器的“”和“”端，其电阻值应在8012
32、0欧姆之间，6）以上（3）（5）有一个不正常，则可判定温度传感器故障。64三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修铂电阻温度传感器示意图 +-*G(R)T（R100）/0.385算出测量时的温度值，并与标准温度对比，对温度传感器的状况进行初步判断。R=R（+、-）R(*、+）65三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.4 湿度传感器的检测湿度传感器的检测 用万用表直流电压（2V）档，测量“”与“”之间电压，应在01V之间,对应相对湿度0100%，根据环境湿度判定传感器是否正常；66三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5
33、.5 风向传感器的检测（天津风向传感器的检测（天津EL15-2C）用万用表直流电压（20V）档，分别测量“D0”“D6”对地电压(正表笔接“D0”“D6”,负表笔接“GND”)，高电平（大于3.5V）代表1,低电平（小于1V）代表0,根据七位格雷码转换表查得对应的风向值，与实际值比较，判定传感器是否正常。67三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.6 风速传感器的检测风速传感器的检测 风杯在转动时，用万用表直流电压（20V）档，测量风速信号的输出端，电压应在2.2V左右（风杯转动时，电压在高低电平之间来回波动，万用表测量的是单位时间内的平均电压，所以显示的值为高低电
34、平电压的平均值）,否则传感器有故障。若万用表带有频率（Hz）档，则可直接测量“C2”的输出频率，然后按照传感器自身的频率风速转换公式计算出风速值，来判断传感器是否正常。V=2.96+0.491F-0.0000017F2（一般正常时用万用表能测到有频率输出）68三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.7 雨量传感器的检测雨量传感器的检测 1）将传感器接线端子自采集器接口板上拔下，即将数据采集器与雨量传感器完全脱开，也可在雨量传感器接线柱上拧下一根线。2）打开雨量传感器的外罩,用万用表电阻档,将万用表两支表笔分别接两个接线柱，用手拨动计数翻斗,每翻动一次,万用表应导通一
35、次,否则传感器干簧管有故障。69三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.8 蒸发传感器的检测蒸发传感器的检测 1）将传感器电缆中标记为“”的导线自接线端子上拧下；2）用万用表直流电流（200mA）档，测量流过“”的电流，应在420mA之间，根据水位判定传感器是否正常；70三、新型自动气象站相关设备维修三、新型自动气象站相关设备维修3.5.9 辐射传感器的检测辐射传感器的检测 1）将传感器电缆中标记为“”与“”的导线自接线端子上拧下；2）用万用表直流电压（200mV）档，测量“”与“”之间电压，应在0100mV之间，根据环境判定传感器是否正常；四、故障诊断、故障实例排
36、除四、故障诊断、故障实例排除71四、故障诊断、故障实例排除72数据异常或无数据某一项观测要素数据异常主采与分采间通讯检 查软 件参 数设置某一类观测要素所有数据异常（如地温，气温、湿度）所有观测要素数据异常或无数据显示检查测量供电系统查 看 主采 指 示灯状态分采供电检查相应传感器供电检 测 相应 传 感器 及 其接 入 的分采分采工作是否异常？主 采 工作 是 否异常？传感器工作是否异常？否否更换相应部件是是是4.14.1故障判断的一般步骤故障判断的一般步骤73故障检测流程四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除4.2故障诊断故障诊断 对自动气象站来说温度、雨量、风、湿度、出现的
37、故障次数较多。这些故障主要发生在所涉及到的传感器以及相应接插件，连接点和相关元器件。在这里我们把这些故障多讲一些。4.2.1 温度故障现象的四种情况：1）所有地温数值都不正常；可以清楚的知道是地温的公用部分发生了问题，所以至少没有必要去怀疑温度传感器，也就没有必要去测量温度传感器的好坏了。对于造成所有温度不正常的故障原因及重点检查公用部分。2）某路地温数据不正常；首先检查该路的相关接插件，如有无松动、接触不良现象，检查、测量这一路有问题的温度传感器的电阻值，是否在正常范围内，并检查相关的防雷通道，否则更换。3）气温不正常；可以参照某一路温度不正常处理 4）温度数据混乱；主要有干扰源、静电干扰、
38、信号线有开、短路现象等导致的。74四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除4.2.2 雨量故障的分析雨量故障的分析 1)首先检查雨量传感器上两个接线柱，雨量信号线是否与接线柱接触良好。2)判断雨量传感器上的干簧管的好坏。3)检查相关的防雷通道。4)雨量信号线是否有开、短路现象75四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除4.2.3 风向风速故障的分析风向风速故障的分析 1）风向、风速显示的数据都不正常 检查，测试风向、风速供电电压是否正常。风信号线是否有开路、短路的现象。雷雨季节检查防雷通道。2）风向不正常，风速正常 检查风电缆及各接插件，是否有松动、接触不好现象。带电测
39、量风向传感器，若有故障，修理或更换传感器。相应的防雷通道是否损坏或漏电。风向传感器电压是否正常。3）风速不正常，风向正常 诊断方法如同 2）。76四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除4.2.4 湿度故障的分析湿度故障的分析 湿度故障相对于温度发生的故障相对要少些。主要故障现象表现为湿度为固定值不变或显示与实际值误差较大。（1）检查湿度相关接插件、接触点，是否有松动，如有进行相关处理；（2）测量湿度输出信号电压是否在正常范围；（3）更换传感器一试，若损坏更换；（4）检查、测试防雷通道，若损坏更换；（5）检查湿度供电是否正常。77四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除
40、4.3 故障实例排除故障实例排除l例例1，故障现象：所有地温不正常，为一固定值。故障分析与判断故障分析与判断：从这一故障现象我们从前面所学到的知识清楚的可以知道是温度的公用部分发生了问题，所以刚才说过了至少没有必要去怀疑地温传感器，也就没有必要去测量传感器的好坏了。地温信号传输线接触不良l例例2，故障现象：0厘米地温值为-23度，其余地温均正常。故障分析与判断：故障分析与判断：这是一起典型的单个地温不正常的故障例子。0厘米地温传感器线头断开了，更换后正常。l例例3：故障现象：气温偏低45度 故障分析与判断：故障分析与判断：温度值相差 45度，此种情况测量其阻值是否在正常范围内，有时是测量不出来
41、的。故障为温湿传感器的铂电阻性能改变。更换温湿传感器后正常。l例例4，故障现象：320厘米温度数值有跳变的现象：故障分析与判断：故障分析与判断：这一类的故障，需要我们认真的观察分析判断，跳变的原因较多，如：接触问题、干扰影响、传输数据线有漏电短路现象等。此例故障的原因是320厘米地温套管理进水所导致的。78四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除l例例5，故障现象：其它温度都正常，就是20厘米地温偏低6度左右。测20厘米地温传感器是好的 故障分析与判断：故障分析与判断：问题原因一定是在20厘米地温相关的电路上了，检查所有接插件、接触点没问题，更换相对应的集成块（4066）故障排除。
42、（天津-某一路地温传感器与4015模块接触不好的情况下，同样出现此类故障。）l例例6，故障现象：风向风速都无数据输出。故障分析与判断：故障分析与判断：一般情况风向风速同时坏的可能性小，所以主要问题在风向风速的共用部分。如电压、风信号线等。原因：风工作供电电压线在安装时创伤有开路点，风向风速传感器没有正常工作电压导致的。l例例7，故障现象：风向只有北风，风速好的。故障分析与判断：故障分析与判断：风速好的，我们首先大致可知风的供电电压应该没有问题的，所以我们主要关注，一是传感器，二是风向本身电压是否加上。故障原因：风向传感器损坏。（雷击）l例例8，故障现象：雨量记录数据偏大。故障分析与判断：故障分
43、析与判断：雨量传感器最底部出水处堵塞，排除堵塞处。雨量恢复正常。79四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除l例例9，故障现象：有降雨但雨量无记录数据。故障分析与判断：故障分析与判断：测量雨量信号线是否有开路和短路问题；测量雨量传感器上干簧管的好坏。故障原因：雨量信号线损伤。l例例10，湿度与人工相差大，达30%45%。有时显示100%或接近0%。故障分析与判断：故障分析与判断：通过分析故障的现象，此故障首先是误差大，再是不稳定，还有是，有时数据显示能达到100%或接近0%。所以我们从此得知是湿度传感器工作十分不正常，不稳定的造成的。是湿度传感器故障；更换温湿传感器后正常。l例例1
44、1，故障现象：雷电过后，采集器与计算机不通讯：故障分析与判断：故障分析与判断：对于采集器与计算机要能正常通讯，则：自动站监控软件上的设置必须正确。计算机必须是好的，也就是说计算机上的 COM口是好的。此故障是串口隔离器被雷击坏。更换串口隔离器后采集器与计算机恢复正常运行。（要成对更换）80四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除81四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除82 四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除83四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除l例例12，故障现象：采集器不工作，状态指示灯不亮、直流指示灯不亮。故障分析与判断：故障
45、分析与判断：此故障是由于直流保险管的断路，采集器就发生了这类的故障（保险管烧断的故障，在检修时要注意查清烧保险管的原因后再加电开机）l例例13，故障现象：采集器不工作，测采集器供电系统电源，无直流输出电压。故障分析与判断：故障分析与判断：自动站电源如果发生故障，他会直接影响到整个自动站的正常工作。因此，我们在平时的工作中必需特别注意保证自动站系统电压的可靠、稳定的处于良好的工作状态。这起故障的原因主要是由于市电220伏电压的不稳定，突然升高造成自动站系统电源（开关电源）烧毁。维修更换开关电源。l例例14，气压数据不正常，时好时坏。故障分析与判断：故障分析与判断：我们都知道，气压在我们自动气象站
46、来说，相对故障率是很少的，对于这例故障，因为是时好时坏，我们基本可以判断气压的相关电路有接触不好的现象。故障的原因是气压的信号线和采集器的连接点接触不良所致。l例例15 故障现象：采集器与计算机无法通讯。故障分析与判断：故障分析与判断：同样是一样的故障现象。由于雷电影响，采集器与计算机无法通讯。查看ADAM4520模块工作状态、工作电压以及相关部件都正常。继续往下查，更换计算机后，采集器与计算机通讯恢复正常了。这起故障的原因是计算机COM口击坏。84四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除例例15 处理自动站系统电源报警的问题处理自动站系统电源报警的问题 系统电源电压正常指示应该在
47、12.5v-14v之间，当系统电源输出电压小于11v时，系统电源就会自动报警，提醒用户“电压偏低”。引起系统电源报警的主要原因有如下几个方面：1、长时间无市电交流220v电压输入，而我们相关人员没有察觉和没有引起注意。2、交流保险丝（1.5A）熔断。3、电源插头、插座接触不良。l例例16 UPS电源的正确使用和保养：电源的正确使用和保养：l UPS电源在开始使用时，或是在换了新电池使用时，一定要充足电；前几次充电，至少每次充够17-18个小时。使用一段时间后，要定时的放放电。85四、故障诊断、故障实例排除四、故障诊断、故障实例排除例例17 计算机与采集器不通讯的可能计算机与采集器不通讯的可能
48、原因。原因。l 1），通讯线路的故障。（如，接触不良、采集器里232口有断线、计算机到采集器的信号线有故障-开路、短路、接触不好等）l2），采集器上电压不正常。（主要有，交流电源就不正常、系统电压不正常-指系统电压不正常的故障、采集器本身的电源系统发生了故障的影响等）l3），采集器由于电压的异常波动（忽高忽低、突有突无造成的采集器内程序的混乱致使计-采不通讯）l4），与采集器连接的通讯模块供电电压接触问题或未加上等（主要是天津厂家生产的自动站）；采集器内的通讯集成块的损坏（遭雷击、电压的异常变化）l5），计算机COM口的损坏、计算机COM口选择错误。（COM1口或COM2的选择错误）l 6），计算机故障，（主要如，计算机病毒，计算机装入许多文件、杂七杂八的软件）l 7），串口隔离器或ADAM4520模块接触故障或12伏电压故障。l 8），需要指出的是，采集器、计算机很长时间的未关机、复位操作过，也有可能发生采集器与计算机发生不通讯的故障。86 谢谢大家谢谢大家
