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摘 要：我国气候观测体系中的重要组成部分是自动气象站，它在我国气候科研中发挥着至关重要的作用。随着自动站的建成以及在气象业务中的应用，各个地区的经济发展以及防灾减灾工作都取得了惊人的成效。广西崇左市大新县使用的气象自动站型号有DZZ5型、HYM型、DSD14型、DAWS100型等共计31个，对新型自动气象站运行中的关键问题及维修维护具有一定的参考意义，本文对DZZ5型自动气象站的系统结构设计与原理，及快速解决故障的维修方法进行了探讨。
关键词：DZZ5型自动气象站；维修；故障
隨着DZZ5型自动气象站安装使用，自动气象站的故障也会不断产生，故障的判断和处理也相对复杂。这就需要保障人员掌握故障判断和处理的基本思路和一些常规技巧，不断积累经验，快速解决出现的故障，同时要分析和查找故障的原因，做好气象站的日常维护，防患于未然，以减少自动站故障出现的几率，确保自动站的正常运行。
一、DZZ5型自动气象站结构设计与原理
DZZ5型自动气象站采用了当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术，设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，满足风向、风速、雨量、温度、湿度和气压等地面气象六要素自动观测。
DZZ5型自动气象站实现了到高精度、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。
自动气象站的主采集器是整个系统的核心控制单元集。整个的系统控制流程、数据处理处理全部主采集器负责完成。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。
二、常见故障及维修方法
故障分析和判断使用替代和测量方法。依据电路原理图，进行逻辑分析，确定故障部位。用好的组件替代坏的组件，故障现象消失，则说明分析判断正确。还可用万用表测量关键测试点电信号参数，判断出可能出现故障的组件。一般线缆损毁会造成短路或开路，可以使用万用表通断档测试来判断，若线缆损毁一般直接更换相应线缆。防雷板的故障不好判断，这时可跳过防雷通道将两端接线直接连接，如果故障消失则可确认是防雷板故障；如果确认故障在防雷板，则检查其各个通道分别有无对地短路或两端开路，及相邻通道间有无短路；如果确认某个通道有问题，则将此通道连接的线缆移至空余通道，或者更换防雷板。
1.DZZ5气象站无数据显示
气象综合显示平台无法显示气象要素数据，基本上为自动站供电故障或者通讯故障。查看自动站供电系统，整个系统由太阳能+蓄电池供电。可以查看采集器工作状态示灯来判断采集器工作是否正常，主采集器配置了两个状态灯，其中：一个灯“UN”，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。若“RUN”指示灯不良则采集器没有供电，首先查看刀片开关正常闭合，保险管是否正常，若保险管损毁，保险管旁上指示灯会亮，保险管正常则指示灯不亮。还可能由于较长时间阴雨天导致太阳能板无法供电，而使用蓄电池供电时间过长而电量耗尽，这时需详细检查维护自动站的最近天气状况、蓄电池电压后再打开开关，查看太阳能板端的充电线路是否正常，蓄电池是否能充电，若不正常更换相应设备直到供电正常为止。
2.温湿度故障
温湿度测量出现故障要依次检查温湿度接线盒、防雷板、采集器各接线，看看是否有虚接的现象，另外要检查屏蔽线是否接好。采集器断电测量温度传感器，使用万用表温湿度接线盒1-4端测量传感器的电阻值测量传感器1、3（或2、3，2、4，1、4）间的电阻值R与1、2（或3、4）的电阻值r，根据地温T=（R-r-100）/0.385（℃）算出一个气温值，如其与备份站气温示值相等或接近，说明温度传感器正常，反则更换温度传感器。
测量湿度传感器故障，要自动站供电检测，逐次测量防雷板端、温湿度接线盒处湿度供电是否为12V左右，若供电正常则测量湿度输出电压信号，湿度输出电压信号与湿度值成正比0～100%RH等于0～1VDC，在利用备份站湿度值对比确定湿度传感器是否损坏。若传感器正常则判断采集器、防雷板是否正常。另外可以利用测报软件的维护终端，使用“SAMPLET0”，“SAMPLEU”命令查询气温、湿度分钟采样值判断传感器、通讯线缆、采集器的正常与否。
3.气压、风测量值故障
DZZ5型站气压传感器能直接测量产生气压值传输给主采集器，连接在主采集器的RS232-5通道，由主采集器供电。气压值偏差或缺测，先检查静压管是否连接完好，传感器气嘴口是否通畅。若以上正常，更换气压传感器若故障消失则传感器故障，若数据还是异常则采集器故障更换采集器。
风向、风速数值异常则检查风线及各接线处是否有断裂损坏处，然后使用替换传感器、采集器方法查找故障即可。
4.雨量测量值故障的分析
自动雨量站是较容易出故障的仪器。在平时巡检时应加强维护，查看模块运行状况、采集器电源质量、雨量传感器下水漏斗、信号线与采集器的连接状况、信号线与传感器的连接状况，确保各部件运行正常，翻斗上面无杂质，计数翻斗转动灵活。
区域站出现降水的时候要加强巡视仪器，特别是雨量筒自记读数和雨量传感器数据的对比，要时刻相差不大，例如，雨量计自记读数为4mm，雨量传感器的读数才1mm多，或者雨停了还有雨量的记录。这种情况下显然是不正确的。这样就要考虑雨量传感器。（1）雨量桶是否被一些树叶、灰层，虫子之类的东西堵住，使雨水不能及时下流。影响数据的正确。（2）水通过计数翻斗时是否保持降水顺畅流走，如果水不能及时流走，聚积的水由于在浮力作用会使计数翻斗翻转变慢或者不翻转，从而形成雨量滞后现象或者没有降水记录。观测人员应该经常清理过滤网上的沙尘、虫子和蛛蛛网等等以防止雨量桶堵塞，降水通过计数翻斗以后一定要使水顺畅流走，不能聚积那里不流。平时除按正常的维护以外，在雨季将要来的时候经常清洗雨量传感器，清洗过程中切勿用手指触摸翻斗内壁以防止沾上油污影响翻斗计量准确性。
结论
气象观测是气象工作的基础，自动气象站自建成投入使用以来，不仅使气象观测的及时性、准确性得到了提高，还减轻了气象测报人员的工作强度，但是由于自动站相关仪器设备的特殊性很容易有故障问题出现，为了确保气象观测的质量，需要维护人员熟练掌握相关仪器设备的维修维护工作，确保自动气象站可以稳定高效的运行。
参考文献
[1]张曾林.新型自动气象站的常见故障及日常维护[J].北京农业，2015（27）.
[2]杨燕.新型自动气象站常见故障及维护管理[J].农业科技与信息，2016（23）：45.
（作者单位：1大新县气象局；2天等县气象局）
关键词：DZZ5型自动气象站；维修；故障
隨着DZZ5型自动气象站安装使用，自动气象站的故障也会不断产生，故障的判断和处理也相对复杂。这就需要保障人员掌握故障判断和处理的基本思路和一些常规技巧，不断积累经验，快速解决出现的故障，同时要分析和查找故障的原因，做好气象站的日常维护，防患于未然，以减少自动站故障出现的几率，确保自动站的正常运行。
一、DZZ5型自动气象站结构设计与原理
DZZ5型自动气象站采用了当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术，设计基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建的自动气象站，满足风向、风速、雨量、温度、湿度和气压等地面气象六要素自动观测。
DZZ5型自动气象站实现了到高精度、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。
自动气象站的主采集器是整个系统的核心控制单元集。整个的系统控制流程、数据处理处理全部主采集器负责完成。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。
二、常见故障及维修方法
故障分析和判断使用替代和测量方法。依据电路原理图，进行逻辑分析，确定故障部位。用好的组件替代坏的组件，故障现象消失，则说明分析判断正确。还可用万用表测量关键测试点电信号参数，判断出可能出现故障的组件。一般线缆损毁会造成短路或开路，可以使用万用表通断档测试来判断，若线缆损毁一般直接更换相应线缆。防雷板的故障不好判断，这时可跳过防雷通道将两端接线直接连接，如果故障消失则可确认是防雷板故障；如果确认故障在防雷板，则检查其各个通道分别有无对地短路或两端开路，及相邻通道间有无短路；如果确认某个通道有问题，则将此通道连接的线缆移至空余通道，或者更换防雷板。
1.DZZ5气象站无数据显示
气象综合显示平台无法显示气象要素数据，基本上为自动站供电故障或者通讯故障。查看自动站供电系统，整个系统由太阳能+蓄电池供电。可以查看采集器工作状态示灯来判断采集器工作是否正常，主采集器配置了两个状态灯，其中：一个灯“UN”，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。若“RUN”指示灯不良则采集器没有供电，首先查看刀片开关正常闭合，保险管是否正常，若保险管损毁，保险管旁上指示灯会亮，保险管正常则指示灯不亮。还可能由于较长时间阴雨天导致太阳能板无法供电，而使用蓄电池供电时间过长而电量耗尽，这时需详细检查维护自动站的最近天气状况、蓄电池电压后再打开开关，查看太阳能板端的充电线路是否正常，蓄电池是否能充电，若不正常更换相应设备直到供电正常为止。
2.温湿度故障
温湿度测量出现故障要依次检查温湿度接线盒、防雷板、采集器各接线，看看是否有虚接的现象，另外要检查屏蔽线是否接好。采集器断电测量温度传感器，使用万用表温湿度接线盒1-4端测量传感器的电阻值测量传感器1、3（或2、3，2、4，1、4）间的电阻值R与1、2（或3、4）的电阻值r，根据地温T=（R-r-100）/0.385（℃）算出一个气温值，如其与备份站气温示值相等或接近，说明温度传感器正常，反则更换温度传感器。
测量湿度传感器故障，要自动站供电检测，逐次测量防雷板端、温湿度接线盒处湿度供电是否为12V左右，若供电正常则测量湿度输出电压信号，湿度输出电压信号与湿度值成正比0～100%RH等于0～1VDC，在利用备份站湿度值对比确定湿度传感器是否损坏。若传感器正常则判断采集器、防雷板是否正常。另外可以利用测报软件的维护终端，使用“SAMPLET0”，“SAMPLEU”命令查询气温、湿度分钟采样值判断传感器、通讯线缆、采集器的正常与否。
3.气压、风测量值故障
DZZ5型站气压传感器能直接测量产生气压值传输给主采集器，连接在主采集器的RS232-5通道，由主采集器供电。气压值偏差或缺测，先检查静压管是否连接完好，传感器气嘴口是否通畅。若以上正常，更换气压传感器若故障消失则传感器故障，若数据还是异常则采集器故障更换采集器。
风向、风速数值异常则检查风线及各接线处是否有断裂损坏处，然后使用替换传感器、采集器方法查找故障即可。
4.雨量测量值故障的分析
自动雨量站是较容易出故障的仪器。在平时巡检时应加强维护，查看模块运行状况、采集器电源质量、雨量传感器下水漏斗、信号线与采集器的连接状况、信号线与传感器的连接状况，确保各部件运行正常，翻斗上面无杂质，计数翻斗转动灵活。
区域站出现降水的时候要加强巡视仪器，特别是雨量筒自记读数和雨量传感器数据的对比，要时刻相差不大，例如，雨量计自记读数为4mm，雨量传感器的读数才1mm多，或者雨停了还有雨量的记录。这种情况下显然是不正确的。这样就要考虑雨量传感器。（1）雨量桶是否被一些树叶、灰层，虫子之类的东西堵住，使雨水不能及时下流。影响数据的正确。（2）水通过计数翻斗时是否保持降水顺畅流走，如果水不能及时流走，聚积的水由于在浮力作用会使计数翻斗翻转变慢或者不翻转，从而形成雨量滞后现象或者没有降水记录。观测人员应该经常清理过滤网上的沙尘、虫子和蛛蛛网等等以防止雨量桶堵塞，降水通过计数翻斗以后一定要使水顺畅流走，不能聚积那里不流。平时除按正常的维护以外，在雨季将要来的时候经常清洗雨量传感器，清洗过程中切勿用手指触摸翻斗内壁以防止沾上油污影响翻斗计量准确性。
结论
气象观测是气象工作的基础，自动气象站自建成投入使用以来，不仅使气象观测的及时性、准确性得到了提高，还减轻了气象测报人员的工作强度，但是由于自动站相关仪器设备的特殊性很容易有故障问题出现，为了确保气象观测的质量，需要维护人员熟练掌握相关仪器设备的维修维护工作，确保自动气象站可以稳定高效的运行。
参考文献
[1]张曾林.新型自动气象站的常见故障及日常维护[J].北京农业，2015（27）.
[2]杨燕.新型自动气象站常见故障及维护管理[J].农业科技与信息，2016（23）：45.
（作者单位：1大新县气象局；2天等县气象局）