新型自動氣象站技術(shù)保障山西省大氣探測技術(shù)保障中心2023/3/211當前1頁，總共87頁。目錄一、新型自動氣象站概述二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修四、故障診斷、故障實例排除五、DSC3型稱重式降水傳感器的維護2當前2頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述

3當前3頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述1、新型自動氣象站簡介

綜合氣象觀測系統(tǒng)提供準確、可靠的觀測數(shù)據(jù)，是提高預報預測準確率和服務能力的重要保證。為了滿足現(xiàn)代氣象業(yè)務，則必須進一步提升我國地面氣象觀測的自動化水平。新型自動氣象站是按照統(tǒng)一標準、統(tǒng)一功能、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一方法、統(tǒng)一規(guī)范的設(shè)計思路，以及應用到的兩項比較新的技術(shù)，即：CAN總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，是當今成熟的、穩(wěn)定的、先進的電子測量、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)。基于現(xiàn)代總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的自動氣象站，滿足了地面氣象觀測全要素自動觀測，實現(xiàn)了高精度、高穩(wěn)定、易維護、低功耗、易擴展和實時遠程監(jiān)控的能力。整套系統(tǒng)按照“主采集器+外部總線+分采集器+傳感器+外圍設(shè)備”的結(jié)構(gòu)設(shè)計。對主/分采集器、總線結(jié)構(gòu)、傳感器、外圍設(shè)備、軟件、現(xiàn)場標校設(shè)備的各個部分，從功能、結(jié)構(gòu)、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)傳輸、電氣接口標準、生產(chǎn)工藝全面進行規(guī)定。達到了滿足現(xiàn)有氣象觀測站的氣候觀測、天氣觀測和區(qū)域觀測業(yè)務的需要。4當前4頁，總共87頁。

一、新型自動氣象站概述

1.1基本構(gòu)成

區(qū)別于早期的自動站的集中控制的方式。它由硬件和軟件兩部分組成，硬件包括氣象要素傳感器、數(shù)據(jù)采集器、外部總線和外圍設(shè)備等。

5當前5頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述1.2自動站基本原理

各個傳感器的感應元件，隨著氣象要素的變化，輸出的電量發(fā)生相應的變化，這種變化，被CPU實時控制的采集器所采集，并轉(zhuǎn)換成計算機可處理的數(shù)據(jù)，根據(jù)特定的算法，處理、存儲后，傳輸給用戶數(shù)據(jù)終端（通常是計算機，用于顯示和存儲氣象數(shù)據(jù)）。在實際現(xiàn)場，通常有一個主采集器和若干個分采集器，它們之間通過CAN總線互連，在現(xiàn)場只需接入新的分采集器和傳感器，就能快速部署，從而實現(xiàn)功能擴充，滿足觀測需求的變化。軟件則包括數(shù)據(jù)采集器嵌入式軟件和氣象業(yè)務軟件。

嵌入式軟件固化在采集器中，完成系統(tǒng)初始化、對傳感器輸出采樣、轉(zhuǎn)換、處理等功能。

氣象業(yè)務軟件運行于用戶數(shù)據(jù)終端上，能對氣象數(shù)據(jù)進行顯示、存儲。必要時還能接受人工觀測數(shù)據(jù)的輸入，對采集和輸入的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制和訂正，并對數(shù)據(jù)進行格式化處理，形成符合氣象要求格式的報文和存儲文件，同時也可進一步與站網(wǎng)中心進行通信。

外圍設(shè)備則包括為自動氣象站各個部分供電的供電單元、用于檢測自動站狀態(tài)的內(nèi)置檢測設(shè)備、外存儲器（如U盤、CF卡）、顯示和打印設(shè)備等。6當前6頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述1.3現(xiàn)運行的自動氣象站現(xiàn)狀我國業(yè)務自動氣象站運行已十余載。隨著氣象服務需求的日漸旺盛,越來越多的氣象要素納入地面觀測業(yè)務?，F(xiàn)有自動氣象站在觀測能力上存在著許多不足，特別是功能規(guī)格不統(tǒng)一，型號繁多。各廠家自動氣象站自成系統(tǒng),不能自由擴充新要素,無法滿足當前業(yè)務發(fā)展需要。新型自動氣象站克服了現(xiàn)運行的自動氣象站的不足.7當前7頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述1.4新、舊自動站對比8當前8頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述

1.5組成結(jié)構(gòu)簡介：（見圖一）9當前9頁，總共87頁。圖一組成結(jié)構(gòu)圖

10當前10頁，總共87頁。

1.5組成結(jié)構(gòu)簡介1）新型自動氣象站的主采集器，是整個系統(tǒng)的核心單元，整個系統(tǒng)的控制流程、數(shù)據(jù)處理、存儲、傳輸全部由主采集器負責完成。主采集器的核心處理單元為一個功能強大的單板電腦，因而大大提高了主采集器對數(shù)據(jù)處理的能力，從而可以滿足各種復雜氣象探測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理要求。一、新型自動氣象站概述11當前11頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述2）主采集器內(nèi)部增加了一個對常規(guī)氣象要素進行數(shù)據(jù)探測的數(shù)據(jù)采集單元。從而進一步擴展了主采集器的功能，使主采集器能夠獨立成為一個高性能的氣象數(shù)據(jù)采集器，構(gòu)建基本的氣象探測系統(tǒng)。

3）分采集器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在新型自動氣象站中，按照對觀測數(shù)據(jù)的需求設(shè)置的若干個分采集器，用于完成對相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采樣處理。分采集器的設(shè)置是按照觀測要素的基本類型進行分類設(shè)置的。在分采集器中主要是按照能夠規(guī)定時序，完成對相關(guān)氣象要素的數(shù)據(jù)采集處理，并通過CAN總線把觀測數(shù)據(jù)傳送到主采集器中。分采集器的基本結(jié)構(gòu)與主采是一樣的。12當前12頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述1.6新型自動氣象站運用的主要新技術(shù)簡介1）CAN總線技術(shù)簡介：總線技術(shù)是用來連接各個數(shù)據(jù)處理控制、數(shù)據(jù)處理單元，并完成數(shù)據(jù)傳輸、通訊處理功能。CAN是Controller（譯：管理者或控制者）；Area（譯：區(qū)域或局域）；Network（譯：網(wǎng)絡(luò)）的縮寫。即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。CAN總線的高性能和可靠性已被廣泛地應用于工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面。是當今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一。它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)各節(jié)點之間實時、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強有力的技術(shù)支持。

13當前13頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述CAN總線技術(shù)的優(yōu)越性a)CAN總線技術(shù)廢除了站地址編碼,而代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不同的節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)。這些特點使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。

b)可實現(xiàn)點對多點，點對點以及全局廣播的方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)，當多個節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，最高優(yōu)先級的節(jié)點不受任何影響的傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級較低的節(jié)點則會主動退出發(fā)送，保證在網(wǎng)絡(luò)負載很重的情況下也不會出現(xiàn)由于網(wǎng)絡(luò)過載導致癱瘓的情況。

c)CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能,以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響,從而保證不會出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中,因個別節(jié)點出現(xiàn)問題,使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。而且,CAN具有的完善的通信協(xié)議，可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度,縮短了開發(fā)周期。14當前14頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述

d)CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，使得其傳輸時間短，受干擾概率低。節(jié)點中設(shè)有錯誤檢測，自檢和標定措施，檢錯效果好。其中包括有：循環(huán)冗余校驗，報文格式檢查，位錯誤檢測，位填充和應答錯誤檢測等措施。

e)CAN節(jié)點具有睡眠方式和自動關(guān)閉輸出功能方式，當CAN器件沒有任何內(nèi)部活動時，處于睡眠方式，相當于與總線驅(qū)動器無連接，可降低系統(tǒng)功耗，可以通過系統(tǒng)內(nèi)部條件喚醒或者借助任何總線激活方式啟動。

f)CAN傳輸介質(zhì)可為同軸電纜，光纖，雙絞線，可以靈活選擇。15當前15頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述2）嵌入式系統(tǒng)技術(shù)簡介

嵌入式系統(tǒng)是電腦軟件與硬件的綜合體，是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、語音圖象數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，甚至傳感器等先進技術(shù)和具體應用對象相結(jié)合后的更新?lián)Q代產(chǎn)品。它是以應用為中心，以高性能CPU數(shù)據(jù)處理器為核心處理器，嵌入操作系統(tǒng)，配置相關(guān)的外圍組件，構(gòu)成單板電腦系統(tǒng)。從而能夠適應實際應用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。16當前16頁，總共87頁。一、新型自動氣象站概述嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)越性a)嵌入式系統(tǒng)CPU都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務集成在芯片內(nèi)部，從而有利于整個系統(tǒng)設(shè)計趨于小型化。

b)嵌入式系統(tǒng)通常是面向用戶、面向特定應用。嵌入式系統(tǒng)中的CPU與通用型CPU的最大不同就是前者大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中。針對用戶的具體需求，對系統(tǒng)進行合理配置，以達到理想性能。

c)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機中，而不是存貯于磁盤等載體中。嵌入式系統(tǒng)具有較高的實時性，因此對程序的質(zhì)量，特別是可靠性，有著較高的要求。

d)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員往往是各個應用領(lǐng)域中的專家，這就使得嵌入式系統(tǒng)所支持的開發(fā)工具易學、易用、可靠、高效。

e)全自動操作循環(huán)。17當前17頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護18當前18頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.1溫濕度傳感器維護

傳感器在使用過程中感應部件頭部會落有灰塵，這時應用小毛刷輕輕刷去。1----過濾器2----保護蓋3-----8針接頭

19當前19頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護

1----過濾器2----O型圈3----濕度傳感器4----鉑電阻溫度傳感器20當前20頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.2

風向風速傳感器維護

（1）如果使用得當，儀器無需維護。但嚴重的污染將導致儀器的轉(zhuǎn)動部件與靜止部件縫隙間阻堵塞，因此要定期清除污垢。由于儀器長期使用導致磨損而影響儀器的性能，此時可返廠維修。（2）冰雹可能會打壞風傳感器，下過冰雹后應仔細檢查風傳感器有否受損；（3）安裝

21當前21頁，總共87頁。22當前22頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護右圖為用羅盤矯正風橫臂指向南北方向。NS風向：安裝時將風向傳感器的兩條風向指示線上下對齊，“N”標記指向北方。將風標桿與風橫臂平行，緊固風向傳感器上的螺栓使之固定在風橫臂上即可。23當前23頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.3雨量傳感器維護

（1）儀器在使用過程中應每月一次進行維護保養(yǎng)，以防風沙及其他因素影響正常使用，如遇特殊環(huán)境，可根據(jù)實際情況進行維護保養(yǎng)。

（2）將電纜插頭拔下，松開外殼螺釘，將外殼取下。

（3）觀察外殼是否有泥沙，如有，則將長過濾網(wǎng)拿掉，用清水沖洗干凈，并將刷洗干凈的過濾網(wǎng)放回原處。

（4）觀察黑色漏斗處是否有泥沙，如有，則將翻斗輕輕取出，再將小過濾網(wǎng)拿出，然后用清水沖洗干凈。并將小過濾網(wǎng)刷洗干凈后放入黑色漏斗中，注意放正。24當前24頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護

（5）將取出的翻斗用清水刷洗干凈（勿用酒精和汽油清洗），并將清洗后的翻斗背面用干凈的布或面巾紙檫干凈（注意不要用手觸摸翻斗內(nèi)側(cè)），再將翻斗放回原處輕輕撥動螺釘使其能正常翻轉(zhuǎn)。

（6）上述工作完畢，將外殼與底盤固定。

（7）用清水輕輕倒入筒殼中，聽內(nèi)部有無翻斗聲，如有則正常，如沒有則翻斗沒安裝好，需重復上述步驟。

（8）將電纜插頭插好。

（9）在冬季或長期不下雨時應將傳感器外殼用塑料蓋蓋好，以防風沙堵塞傳感器進水口。25當前25頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.4蒸發(fā)傳感器維護（1）器內(nèi)水要保持清潔，水面無漂浮物，水中無小蟲及懸浮污物，無青苔，水色無顯著改變；一般每月?lián)Q一次水。蒸發(fā)傳感器換水時應清洗蒸發(fā)桶，換入水的溫度應與原有水的溫度相接近。（2）冬季結(jié)冰期停止觀測，應將蒸發(fā)桶內(nèi)的水汲凈，以免凍壞。（3）每年在汛期前后(長期穩(wěn)定封凍的地區(qū)，在開始使用前和停止使用后)，應各檢查一次蒸發(fā)器的滲漏情況等；如果發(fā)現(xiàn)問題，應進行處理。調(diào)節(jié)高度時，要求不銹鋼測量桶高水位刻度線和蒸發(fā)桶溢流口下沿持平。或不銹鋼測量桶高水位刻度線高于蒸發(fā)桶溢流口下沿5mm以內(nèi)。（調(diào)節(jié)方法是用長乳膠管灌入90％水，二端兩個水位線應分別與高水位刻度線，溢流口下沿一致。也可使蒸發(fā)桶裝滿水，分別測量蒸發(fā)桶內(nèi)水位和不銹鋼測量桶內(nèi)水位）（4）水圈內(nèi)的水面應與蒸發(fā)桶內(nèi)的水面接近。（5）當水位即將高于不銹鋼測量桶高水位刻度線（或即將接近蒸發(fā)桶溢流口）時，應及時將蒸發(fā)桶內(nèi)的水舀出。（6）當水位即將低于不銹鋼測量桶低水位刻度線（或即將低于溢流口向下10cm刻度線）時，應及時向蒸發(fā)桶內(nèi)加水。

26當前26頁，總共87頁。蒸發(fā)傳感器結(jié)構(gòu)

27當前27頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.5氣壓傳感器維護（1）傳感器應與臺站水銀氣壓表的感應部位高度一致，如果無法調(diào)整到一致，則要重新測定拔海高度；（2）安裝或更換傳感器時應在斷電的條件下進行；（3）應避免陽光的直接照射或氣流的影響；（4）要保持靜壓氣孔口暢通。28當前28頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.6地溫傳感器日常維護（1）地表和淺層地溫傳感器維護

a）保持地面疏松、平整、無草；及時耙松板結(jié)地表土；b）查看地表溫度傳感器和淺層地溫傳感器的埋設(shè)情況，保持地表溫度傳感器一半埋在土內(nèi)，一半露出地面，應擦拭沾附在上面的雨露和雜物，淺層地溫安裝支架的零標志線應與地面齊平；

c）地表溫度傳感器被水淹、積雪掩埋時仍按正常觀測，但應在觀測簿備注欄注明。

（2）草面溫度傳感器維護

a）當草株高度超過10cm時，應及時修剪草層高度；

b）積雪掩埋草層時，應經(jīng)常巡視草面溫度傳感器，并使其始終置于積雪表面上。29當前29頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護（3）深層地溫傳感器維護a）雨后和雪融后應檢查深層地溫硬橡膠套管內(nèi)是否有積水，如有積水應及時設(shè)法將水吸干，如發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)經(jīng)常積水，應進行維修或更換硬橡膠套管。

b）安裝完成后要復查傳感器感應部位是否有伸出內(nèi)護管，防止探頭縮進，探頭與銅蓋之間將產(chǎn)生一段空氣柱，影響地溫測量數(shù)據(jù)。

注：凡傳感器多余的線都因盡量穿在PVC管內(nèi)，或塑料紙包裹后埋于土內(nèi)，防止鼠咬、蟻啃等問題。30當前30頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護2.7維護方面應注意點（1）對采集器及相關(guān)部件進行檢查、冷測試、清掃衛(wèi)生時，在開啟采集器的機箱時，要特別注意：在需要關(guān)機時，就得關(guān)掉采集器再做需要的檢查，這個概念在今后應該樹立起來。（2）不要帶電插拔電纜線以及帶電撤換所有傳感器，這點很重要。要養(yǎng)成良好的習慣。（3）采集器外殼要接地。（4）在我們整個自動氣象站，電源部分是十分重要的，不難理解，如果電源部分出了問題，則整個自動站將無法正常工作，會造成數(shù)據(jù)的丟失。上傳數(shù)據(jù)無法上傳。因此在這方面提醒大家多注意自動站電源系統(tǒng)的維護：要特別注意電源系統(tǒng)的插頭插座一定要接觸良好；要保證自動站電源系統(tǒng)的蓄電池能夠正常充上電這就要求電源系統(tǒng)的220V輸入電壓一直保持良好的供電狀態(tài)。（5）要常注意電源系統(tǒng)中電壓變化情況。如聽到電源報警響聲時，及時處理。（6）雨量傳感器部分主要維護是防堵。這里要特別強調(diào)自動站雨量傳感器水的出口處。31當前31頁，總共87頁。二、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維護（7）地溫部分。經(jīng)常查看和保證零厘米地溫傳感器是一半在土里，一半在外面。對于深層地溫如果你所在的站上土質(zhì)情況潮濕的話，深層地溫套管里是否有漏水。（8）電纜的維護，重點是預防老鼠的損害，這里強調(diào)的是一定要采取有效措施。

（9）對自動站設(shè)備上的各類電壓、電流表所指示的數(shù)據(jù)，各指示燈的所代表的狀態(tài)，各保險管的位置，應該十分的清楚。（10）遇到保險絲或保護電路損壞的情況下，在對有關(guān)的電路進行檢查之前不要輕易的恢復供電。

注：不允許使用大容量的保險絲32當前32頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修33當前33頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.1萬用表的使用和應注意的幾點1）在使用數(shù)字萬用表時，使用的檔位必須搞對。要養(yǎng)成習慣，測量前先把量程開關(guān)扳到相應的檔位上。

2）絕對禁止在電阻擋測量電壓。在這里提出，一是，電阻擋和電壓檔是我們最常用的；二是在電阻擋測量電壓很容易把萬用表燒毀。強調(diào)它就是讓大家在自己的腦子里要有這方面的意識。

3）在測量在線電阻時，要確認電路所有的電源已關(guān)斷，而電容也要完全放完電才可進行。34當前34頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修4）如果事先對被測電壓范圍沒有概念，應將量程開關(guān)轉(zhuǎn)到最高的檔位，然后根據(jù)顯示值轉(zhuǎn)到相應的檔位上。

5）如果高位顯示“1”（有的表顯示“OL”）表示超過量程范圍，須將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至較高檔位上。6）我們所使用的萬用表是電池驅(qū)動的數(shù)字萬用表，所以要注意9伏電池的使用情況，當液晶有電池不足的顯示時，就應更換電池。這點大家也應注意，應為電池電量不足時，測出的數(shù)據(jù)是不準確的，容易造成誤判。具體測量：我們在下面的講課中將陸續(xù)的給大家講解。35當前35頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.2一般維修要領(lǐng)和常用方法1）一般維修要領(lǐng)：a、先交流后直流b、先易后難c、先外后內(nèi)2）常用方法：a、替代法也叫做替換法.b、排除法.c、分解法； d、理論（原理）分析法.36當前36頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.3自動站測量分類

自動氣象站系統(tǒng)中接入的觀測要素無論是數(shù)量還是種類都較多，但還是遵循了電子測量的基本原理，對現(xiàn)在運行的自動站主要分為以下幾類：1）電阻測量

傳感器輸出：電阻信號。

這類傳感器包括：常規(guī)空氣溫度傳感器，地溫傳感器等2）電流測量

傳感器輸出：電流信號。

這類傳感器包括：超聲波蒸發(fā)傳感器3）電壓測量

傳感器輸出：電壓信號。

這類傳感器包括：濕度傳感器；37當前37頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修4）通斷計數(shù)測量

傳感器輸出：通斷信號。

這類傳感器包括：翻斗雨量傳感器、主采集器機箱門開關(guān)檢測5）數(shù)字電平測量

傳感器輸出：數(shù)字電平信號。

這類傳感器包括：格雷碼風向傳感器6）脈沖頻率測量

傳感器輸出：脈沖頻率信號。

這類傳感器包括：風速傳感器7）標準串口數(shù)據(jù)測量

傳感器輸出：標準串口數(shù)據(jù)。

這類傳感器包括：氣壓傳感器、GPS授時器；38當前38頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.4

自動氣象站各要素輸出數(shù)據(jù)測試1）溫度（地溫）：冷測電阻值在80---120歐姆之間2）濕度：0----1V3）風向：電壓（高﹥3.5V，低﹤1V）4）風速：有頻率變化。有約2.2V平均電壓5）雨量：表筆分別接觸兩個接線柱，用手撥動計數(shù)翻斗，萬用表應撥一

次導通一次，（有蜂鳴聲）6）蒸發(fā)：4~20mA電流信號

7）防雷管的測量：數(shù)字萬用表200K檔，阻值在120K以上。39當前39頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5檢測基本方法

3.5.1運行狀態(tài)檢測、檢查1）設(shè)備上電啟動首先確認采集器的電源處于斷開狀態(tài)，確定各種傳感器的接線正常。以上各項確定無誤后，設(shè)備即可連接電源。確認已經(jīng)按照上述步驟中的說明正確連接各端子后，可以上電啟動設(shè)備。系統(tǒng)指示燈將被點亮，隨后聽到蜂鳴器發(fā)出連續(xù)兩聲蜂鳴聲（此過程持續(xù)時間約為

30秒左右），表示設(shè)備上電啟動成功。40當前40頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修2）主采集器指示燈狀態(tài)主采集器配置了2個狀態(tài)燈，如下圖所示：其中：第一個燈”RUN”，為系統(tǒng)運行指示燈，當采集程序正常執(zhí)行后，”RUN”指示燈秒閃。第二個燈”CF”，為CF卡的狀態(tài)燈，CF卡讀寫正常，此燈長亮，當CF卡不存在或者是CF卡空閑，CF卡燈常滅狀態(tài)。RUNCF41當前41頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修42當前42頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修43當前43頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修44當前44頁，總共87頁。主采集箱

45當前45頁，總共87頁。防雷板46當前46頁，總共87頁。47當前47頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3）分采集器狀（地溫）態(tài)指示燈分采集器配置了3個狀態(tài)燈，如下圖所示：其中第一個指示燈“SYS”，當系統(tǒng)正常運行后，“SYS”秒閃。第二個指示燈“CAN-T”，當CAN收發(fā)器發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，此燈閃爍。第三個指示燈“CAN-R”，當CAN收發(fā)器接收數(shù)據(jù)的時候，此燈閃爍。

48當前48頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修49當前49頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修50當前50頁，總共87頁。地溫分采集箱

51當前51頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修

52當前52頁，總共87頁。53當前53頁，總共87頁。

華云溫濕分采結(jié)構(gòu)圖

54當前54頁，總共87頁。無錫溫濕分采55當前55頁，總共87頁。無錫溫濕分采56當前56頁，總共87頁。57當前57頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.2供電系統(tǒng)檢測使用萬用表測試，220V交流電是否正常；直流12V供電系統(tǒng)是否正常；蓄電池是否正常；能否正常充上電的等。具體方法如下：1）檢查外部輸入電壓 市電供電：合上斷路器，使用萬用表的交流電壓（750V）檔測量斷路器兩接線柱之間的電壓，正常電壓范圍220V±30%。 太陽能供電：使用萬用表的直流電壓（20V）檔測量太陽能充電控制器2）檢查采集器輸入電壓 將數(shù)據(jù)采集器電源輸入。使用萬用表的直流電壓（0-20V）檔測量電源輸入端子正負端之間的電壓，正常電壓范圍10.8－14.4V。如果為0，則為系統(tǒng)電源故障。進一步檢查充電控制器電壓和蓄電池電壓。3）檢查蓄電池電壓 將蓄電池與充電控制器的連接線斷開，使用萬用表的直流電壓（20V）檔測量蓄電池正負端之間的電壓，正常電壓范圍10.8－14.4V。58當前58頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修電源箱直流防雷模塊開關(guān)電源交流防雷模塊空氣開關(guān)蓄電池59當前59頁，總共87頁。60當前60頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修61當前61頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修62當前62頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.3溫度傳感器檢測（地溫與之相同直接測線端）

1）在采集器上找到相應的傳感器接線端子，檢查電纜線是否擰緊；

2）將傳感器接線端子自采集器接口板上拔下，即將數(shù)據(jù)采集器與溫度傳感器完全脫開；

3）用短路檔測量“*”和“＋”端，應該是短路狀態(tài)；

4）用短路檔測量“－”和“G”端，應該是短路狀態(tài)；

5）用數(shù)字萬用表的電阻（200歐姆）檔，測量溫度傳感器的“＋”和“－”端，其電阻值應在80－120歐姆之間，

6）以上（3）~（5）有一個不正常，則可判定溫度傳感器故障。63當前63頁，總共87頁。

三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修鉑電阻溫度傳感器示意圖

+-*G(R)T＝（R－100）/0.385算出測量時的溫度值，并與標準溫度對比，對溫度傳感器的狀況進行初步判斷。R=R（+、-）—R(*、+）64當前64頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.4濕度傳感器的檢測 用萬用表直流電壓（2V）檔，測量“＋”與“－”之間電壓，應在0～1V之間,對應相對濕度0~100%，根據(jù)環(huán)境濕度判定傳感器是否正常；

65當前65頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.5風向傳感器的檢測（天津EL15-2C）用萬用表直流電壓（20V）檔，分別測量“D0”～“D6”對地電壓(正表筆接“D0”～“D6”,負表筆接“GND”)，高電平（大于3.5V）代表1,低電平（小于1V）代表0,根據(jù)七位格雷碼轉(zhuǎn)換表查得對應的風向值，與實際值比較，判定傳感器是否正常。66當前66頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.6風速傳感器的檢測

風杯在轉(zhuǎn)動時，用萬用表直流電壓（20V）檔，測量風速信號的輸出端，電壓應在2.2V左右（風杯轉(zhuǎn)動時，電壓在高低電平之間來回波動，萬用表測量的是單位時間內(nèi)的平均電壓，所以顯示的值為高低電平電壓的平均值）,否則傳感器有故障。若萬用表帶有頻率（Hz）檔，則可直接測量“C2”的輸出頻率，然后按照傳感器自身的頻率—風速轉(zhuǎn)換公式計算出風速值，來判斷傳感器是否正常。2（一般正常時用萬用表能測到有頻率輸出）67當前67頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.7雨量傳感器的檢測

1）將傳感器接線端子自采集器接口板上拔下，即將數(shù)據(jù)采集器與雨量傳感器完全脫開，也可在雨量傳感器接線柱上擰下一根線。

2）打開雨量傳感器的外罩,用萬用表電阻檔,將萬用表兩支表筆分別接兩個接線柱，用手撥動計數(shù)翻斗,每翻動一次,萬用表應導通一次,否則傳感器干簧管有故障。68當前68頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.8蒸發(fā)傳感器的檢測

1）將傳感器電纜中標記為“＋”的導線自接線端子上擰下；

2）用萬用表直流電流（200mA）檔，測量流過“＋”的電流，應在4～20mA之間，根據(jù)水位判定傳感器是否正常；

69當前69頁，總共87頁。三、新型自動氣象站相關(guān)設(shè)備維修3.5.9輻射傳感器的檢測

1）將傳感器電纜中標記為“＋”與“－”的導線自接線端子上擰下；

2）用萬用表直流電壓（200mV）檔，測量“＋”與“－”之間電壓，應在0～100mV之間，根據(jù)環(huán)境判定傳感器是否正常；

70當前70頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除71當前71頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除數(shù)據(jù)異?；驘o數(shù)據(jù)某一項觀測要素數(shù)據(jù)異常主采與分采間通訊檢查軟件參數(shù)設(shè)置某一類觀測要素所有數(shù)據(jù)異常（如地溫，氣溫、濕度）所有觀測要素數(shù)據(jù)異常或無數(shù)據(jù)顯示檢查測量供電系統(tǒng)查看主采指示燈狀態(tài)分采供電檢查相應傳感器供電檢測相應傳感器及其接入的分采分采工作是否異常？主采工作是否異常？傳感器工作是否異常？否否更換相應部件是是是4.1故障判斷的一般步驟72當前72頁，總共87頁。故障檢測流程73當前73頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除4.2故障診斷對自動氣象站來說溫度、雨量、風、濕度、出現(xiàn)的故障次數(shù)較多。這些故障主要發(fā)生在所涉及到的傳感器以及相應接插件，連接點和相關(guān)元器件。在這里我們把這些故障多講一些。4.2.1溫度故障現(xiàn)象的四種情況：

1）所有地溫數(shù)值都不正常；可以清楚的知道是地溫的公用部分發(fā)生了問題，所以至少沒有必要去懷疑溫度傳感器，也就沒有必要去測量溫度傳感器的好壞了。對于造成所有溫度不正常的故障原因及重點檢查公用部分。

2）某路地溫數(shù)據(jù)不正常；首先檢查該路的相關(guān)接插件，如有無松動、接觸不良現(xiàn)象，檢查、測量這一路有問題的溫度傳感器的電阻值，是否在正常范圍內(nèi)，并檢查相關(guān)的防雷通道，否則更換。3）氣溫不正常；可以參照某一路溫度不正常處理

4）溫度數(shù)據(jù)混亂；主要有干擾源、靜電干擾、信號線有開、短路現(xiàn)象等導致的。

74當前74頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除4.2.2雨量故障的分析1)首先檢查雨量傳感器上兩個接線柱，雨量信號線是否與接線柱接觸良好。2)判斷雨量傳感器上的干簧管的好壞。3)檢查相關(guān)的防雷通道。4)雨量信號線是否有開、短路現(xiàn)象75當前75頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除4.2.3風向風速故障的分析1）風向、風速顯示的數(shù)據(jù)都不正常①檢查，測試風向、風速供電電壓是否正常。

②風信號線是否有開路、短路的現(xiàn)象。③雷雨季節(jié)檢查防雷通道。2）風向不正常，風速正常①檢查風電纜及各接插件，是否有松動、接觸不好現(xiàn)象。②帶電測量風向傳感器，若有故障，修理或更換傳感器。

③相應的防雷通道是否損壞或漏電。④風向傳感器電壓是否正常。3）風速不正常，風向正常

診斷方法如同2）。

76當前76頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除4.2.4濕度故障的分析濕度故障相對于溫度發(fā)生的故障相對要少些。主要故障現(xiàn)象表現(xiàn)為濕度為固定值不變或顯示與實際值誤差較大。（1）檢查濕度相關(guān)接插件、接觸點，是否有松動，如有進行相關(guān)處理；（2）測量濕度輸出信號電壓是否在正常范圍；

（3）更換傳感器一試，若損壞更換；

（4）檢查、測試防雷通道，若損壞更換；（5）檢查濕度供電是否正常。77當前77頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除4.3故障實例排除例1，故障現(xiàn)象：所有地溫不正常，為一固定值。

故障分析與判斷：從這一故障現(xiàn)象我們從前面所學到的知識清楚的可以知道是溫度的公用部分發(fā)生了問題，所以剛才說過了至少沒有必要去懷疑地溫傳感器，也就沒有必要去測量傳感器的好壞了。地溫信號傳輸線接觸不良例2，故障現(xiàn)象：0厘米地溫值為-23度，其余地溫均正常。

故障分析與判斷：這是一起典型的單個地溫不正常的故障例子。0厘米地溫傳感器線頭斷開了，更換后正常。例3：故障現(xiàn)象：氣溫偏低4—5度

故障分析與判斷：溫度值相差4—5度，此種情況測量其阻值是否在正常范圍內(nèi)，有時是測量不出來的。故障為溫濕傳感器的鉑電阻性能改變。更換溫濕傳感器后正常。

例4，故障現(xiàn)象：

320厘米溫度數(shù)值有跳變的現(xiàn)象：

故障分析與判斷：這一類的故障，需要我們認真的觀察分析判斷，跳變的原因較多，如：接觸問題、干擾影響、傳輸數(shù)據(jù)線有漏電短路現(xiàn)象等。此例故障的原因是320厘米地溫套管理進水所導致的。78當前78頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除例5

，故障現(xiàn)象：其它溫度都正常，就是20厘米地溫偏低6度左右。測20厘米地溫傳感器是好的

故障分析與判斷：問題原因一定是在20厘米地溫相關(guān)的電路上了，檢查所有接插件、接觸點沒問題，更換相對應的集成塊（4066）故障排除。（天津---某一路地溫傳感器與4015模塊接觸不好的情況下，同樣出現(xiàn)此類故障。）例6，故障現(xiàn)象：風向風速都無數(shù)據(jù)輸出。

故障分析與判斷：一般情況風向風速同時壞的可能性小，所以主要問題在風向風速的共用部分。如電壓、風信號線等。原因：風工作供電電壓線在安裝時創(chuàng)傷有開路點，風向風速傳感器沒有正常工作電壓導致的。例7，故障現(xiàn)象：風向只有北風，風速好的。

故障分析與判斷：風速好的，我們首先大致可知風的供電電壓應該沒有問題的，所以我們主要關(guān)注，一是傳感器，二是風向本身電壓是否加上。故障原因：風向傳感器損壞。（雷擊）例8，故障現(xiàn)象：雨量記錄數(shù)據(jù)偏大。

故障分析與判斷：雨量傳感器最底部出水處堵塞，排除堵塞處。雨量恢復正常。

79當前79頁，總共87頁。四、故障診斷、故障實例排除例9，故障現(xiàn)象：有降雨但雨量無記錄數(shù)據(jù)。

故障分析與判斷：測量雨量信號線是否有開路和短路問題；測量雨量傳感器上干簧管的好壞。故障原因：雨量信號線損傷。例10，濕度與人工相差大，達30%——45%。有時顯示100%或接近0%。

故障分析與判斷：通過分析故障的現(xiàn)象，此故障首先是誤差大，再是不穩(wěn)定，還有是，有時數(shù)據(jù)顯示能達到100%或接近0%。所以我們從此得知是濕度傳感器工作十分不正常，不穩(wěn)定的造成的。是濕度傳感器故障；更換溫濕傳感器后正常。例11，故障現(xiàn)象：雷電過后，采集器與計算機不通訊：

故障分析與判斷：對于采集器與計算機要能正常通訊，則：自動