新型自动气象站技术保障部分[文字可编辑]

1、2020/4/13,1,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,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,3,一、新型自动气象站概述,1,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、统一规范的设计思,路，以及应用到的两项比较新的技术，即,CAN,

2、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,测和区域观测业务的需要,4,一、新型

3、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,1.2,自动站基本原理,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

4、测需求的变化,软件则包括数据采集器嵌入式软件和气象业务软件,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,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,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,6,7,一、新型自动气象站概述,1.3,现运行的自动气象站现状,我国业务自动气象站运行已

5、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,8,1.4,新、旧自动站对比,9,一、新型自动气象站概述,1.5,组成结构简介：（见图一,10,图一,组成结构图,11,1.5,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

6、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,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,C

7、AN,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,1.6,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

8、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,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，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) CA

9、N,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,d) CAN,采用短帧结构，使得其传输时间短，受干扰概率低。节,点中设有错误检测，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，

10、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,2,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

11、述,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，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

12、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,新型自动气象站相关设备维护,18,19,二,新型自动气象站相关设备维护,2.1,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,1,过滤器,2,保护盖,3-8,针接头,二,新型自动气象站相关设备维护,1,过滤器,2-O,型圈,3,湿度传感器,4,铂电阻温度传感器,20,21,二,新型自动气象站相关设备维护,2.2,风向风速传感器维护,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

13、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,新型自动气象站相关设备维护,23,右图为用罗盘矫正风横,臂指向南北方向,N,S,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,新型自动气象站相关设备维护,2.3,雨量传感器维护,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,2,将电缆插头拔下，松开外壳螺钉，将外壳取下,3

14、,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,4,观察黑色漏斗处是否有泥沙，如有，则将翻斗轻轻,取出，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,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

15、,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,新型自动气象站相关设备维护,2.4,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

16、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,蒸发传感器结构,28,二,新型自动气象站相关设备维护,2.5,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,

17、安装或更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,新型自动气象站相关设备维护,2.6,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，应及时修剪草层高度,b,积雪掩埋草层时，应经常巡视草

18、面温度传感器，并使其始终置于积,雪表面上,29,二,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,PVC,管内，或塑料纸包裹,后埋于土内，防止鼠咬、蚁啃等问题,30,二,新型自动气象站相关设备维护,2.7,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

19、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,

20、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,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,32,三、新型自动气象站相关设备维修,33,

21、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,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,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

22、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,将陆续的给大家讲解,35,三、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,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,3.3,自动站测量分类,自动气象站系统中接入的观测要素无

23、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,1,电阻测量,传感器输出：电阻信号,这类传感器包括：常规空气温度传感器，地温传感器等,2,电流测量,传感器输出：电流信号,这类传感器包括：超声波蒸发传感器,3,电压测量,传感器输出：电压信号,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,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

24、,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,3.4,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,0-1V,3,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,39,40,三、新型自动气象站相关设备维修,3.5,检测基本方法,3.5.1,运

25、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,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,

26、CF,卡空闲,CF,卡灯常灭状态,RUN,CF,42,三、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,43,44,三、新型自动气象站相关设备维修,主采集箱,45,46,防雷板,47,CAN,12V H L G,ExtDC,12V G,BATT,12V G,气压,12V Rx Tx G,能见度,Rx Tx G,温度,+ - R,RS-232,端口,CF,卡,R,J,4,5,CAWS3000,主采集器,雨量,1,格雷码风向,f,雨量,2,格雷码,风速,串口,GPS,授时,串口,称重,降水,串口,终端,通讯,温度,V,湿度,mV,mA,蒸发,串口,能见,度,串口,气压,总辐射,12V

27、DC,现场调试计算机,C1 G,雨量,S1 G,机箱门,5V Rx Tx G,GPS,授时,Rx Tx G,终端通讯,Rx,Tx,G,称重降水,5V D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 G,风向,5V C2 G,风速,湿度,+ - R,辐射,+ - R,蒸发,+ - R,48,三、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,

28、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,50,地温分采集箱,51,52,三、新型自动气象站相关设备维修,调试,RS,端口,Rx Tx,G,RS,地表温,5cm,R,10cm,R,15cm,20cm,R,R,40,R,80cm,R,80cm,R,320cm,R,R,总线,12VDC,CAWS3000,12V H L G,Rx Tx G,RS232,+ - R,40cm,红外地温,腔体温度,V,Gnd,5,V,CAWS3000,ST,地温分采集器,80cm,160cm,320cm,+ - R,+ - R,+ - R,+ - R,+ - R,+ - R,+ - R,+ - R

29、,+ - R,+ - R,+ - R,热敏电组,红外差分,CAN,调试,RS232,串口,ExtDC,12V G,BATT,12V G,草温,地表温,CAN,现场调试计算机,12VDC,5cm,10cm,15cm,20cm,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,Pt100,铂电阻,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,55,无锡温湿分采,56,57,三、新型自动气象站相关设备维修,3.5.2,供电系统检测,使用万用表测试,220V,

30、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,220V,30,太阳能供电：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,10.8,14.4V,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

31、压,20V,档,测量蓄电池正负端之间的电压，正常电压范围,10.8,14.4V,58,三、新型自动气象站相关设备维修,59,电源箱,直流防雷模块,开关电源,交流防雷模块,空气开关,蓄电池,60,三、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,62,63,三、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,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

32、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,80,120,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,铂电阻温度传感器示意图,G (R,T,R,100,0.385,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,3.5.4,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,0,1V,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,3.5.5,风向传感

33、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,3.5.6,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，

34、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,0.0000017F,2,一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,3.5.7,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,3.5.8,蒸发传感器的

35、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,4,20mA,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,3.5.9,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,0,100mV,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

36、,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,4.1,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,4.2,故障诊断,对自动气象站来说温度、雨量、风、湿度、出现的故障次数,较多。这些故障主要发生在所涉及到的传感器以

37、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、信号线有开、短路,现象等导致的,74,四、

38、故障诊断、故障实例排除,4.2.2,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,4.2.3,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，

39、风向正常,诊断方法如同,2,76,四、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,4.3,故障实例排除,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,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

40、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,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,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,例,3,故障现象：气温偏低,4,5,度,故障分析与判断,温度值相差,4,5,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,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,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

41、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,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,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。（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。,例,6,故障现象：风向风速都无数据输出,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

42、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,例,7,故障现象：风向只有北风，风速好的,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,例,8,故障现象：雨量记录数据偏大,故障分析与判断,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,例,9,故障现象：有降雨但雨量无记录数据,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,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,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,例,11,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,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