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 [原创]电源开关
1、传感器的定期检查维护
　　
　　1)风向、风速传感器
　　
　　察风杯和风向电源开关标转动是否灵活、平稳。发现异常时，按《用户技术手册》的方法清洗传感器轴承，正常情况下，每年应清洗一次传感器轴承。
　　
　　2）湿度传感器的维护
　　
　　温湿度传感器的头部有保护罩防止感应元件被尘埃污染，每月应用软毛刷清扫防尘罩，不要用手或不清洁的物体接触温湿传感器的护罩，若发现污染严重，应及时用软毛刷清扫，不能使用的应及时更换。
　　
　　3）气压传感器的维护
　　
　　检查气压传感器的通气嘴，不得有异物和污染；每月应把缓冲盒分子筛取出，干燥后再置于盒中，并密封好。
　　
　　4）量传感器的维护
　　
　　雨量筒的进水漏斗孔易被灰尘、树叶、草叶堵塞，容易造成雨量误测或缺测。因此每月应检查一次，清除灰尘、砂石、草皮等，必要时可用细丝将漏斗孔疏通，保证雨水顺利进入翻斗。
　　
　　检查筒身，保证安装牢固，器口水平。
　　
　　5）温传感器维护
　　
　　a 每月或雨后应及时对地面温度传感器和浅层地温传感器的裸地地面进行疏松、平整。
　　
　　b、每月应全面查看地面温度传感器的浅层地温传感器的埋设情况，保持地面温度传感器一半埋在土内，一半露出地面，檫拭沾浮在上面的雨露和杂物，浅层地温安装支架的零标志线要与地面齐平。
　　
　　c、每月或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，应用头部绑缚有棉花或海绵的竹竿插入管内将水吸干，如发现套管内经常积水，则应检查原因，进行维修。
　　
　　2 外转接盒的维护
　　
　　每天都要对外转结盒的密封性进行检查
　　
　　3 数据采集器的维护
　　
　　1）定期用毛刷清理采集器的灰尘，不要带电开启采集器机箱以及接插电缆，不要带电撤换或安装传感器。
　　
　　2）每天检查采集器与计算机、外转接合（变送器）的连接 是否松动，是否正确，发现松动或错误及时更正。
　　
　　3）发现采集器数据异常应及时对采集器复位，如果复位不能解决，应对采集器内存进行清除。如果内存清除后从新启动微机仍不能解决问题，应及时上报。
　　
　　4 供电系统维护
　　
　　1）续使用的供电系统每个月将放电一次，当电池电压低于11v时，供电系统自动声光报警，此时应立即停机，并及时充电，否则供电系统将报废。
　　
　　2）续使用的UPS应每一个月放电一次，当UPS右侧电量标示降到20%（只有两个灯亮）时，UPS连续报警，此时应立即停止放电，并及时充满电，否则UPS将报废。
　　
　　5 计算机的维护
　　
　　1）注意开机顺序
　　
　　开机顺序：供电系统---UPS电源-----数据采集器-----计算机
　　
　　关机顺序：计算机----采集器-------UPS电源-----供电系统
　　
　　2）计算机连续工作72小时后，必须关机一次，重新启动，以便消除系统电子碎片。
　　
　　3）尽量不要在计算机读写数据时关机
　　
　　4）50至整点时间内不可对时，不能修改时间，避免丢失整点数据。
　　
　　5）降雨时不可对时，不可修改时间，避免丢失累计的雨量的数据。
　　
　　6）要在测报值班室内吸烟、使用加湿器，否则会减少微机寿命。
　　
　　6 防雷设施的维护
　　
　　1）每年雨季前用地阻仪对观测场、测报室地阻进行测试，若大于4欧姆，则应查明原因，若因地网腐蚀严重的，应重新做地网。
　　
　　2）每年雨季前，应对电源避雷器、信号避雷器进行一次检查，如发现老化变性的应及时更换。
　　
　　3）每季度应对观测场、值班室内的所有仪器的接地线进行一次检查，发现有脱落或虚接的应及时连接好。
　　
　　4）观测场、值班室内新增仪器设备，应对金属外壳做接地处理，接地线应并入统一地网，使整个地网电器连通，并入地网时若用电焊连接，则焊接前应摘掉观测场、值班室内所有仪器的接地线，否则将损坏仪器设备，焊接后，将所有仪器设备地线接地。
　　
　　三、几个重要维修参数
　　
　　1气温传感器
　　
　　在外转接盒线路板上标有“HP”电缆接线端子，“*”和“—”之间的电阻，正常值为80—120欧姆
　　
　　2 地温传感器
　　
　　在外转接盒电路板上找到响应的地表、浅层、深层地温，各脚电阻正常关系如下：参照图3
　　
　　“*”与“+”脚之间的电阻为 〈 10欧姆
　　
　　“G”与“-”脚之间的电阻为〈 10欧姆
　　
　　“G”与“+”脚之间的电阻为：80-120欧姆
　　
　　“*”与“-”脚之间的电阻为：80-120欧姆
　　
　　3 温湿电容传感器（带电测量）
　　
　　用万用表DC电压2V档测量“8”芯（标有“HP”）电缆接线端子“*”与“-”脚之间的电压应为0.000V-1V之间为正常值。
　　
　　4 风向传感器
　　电源开关
　　在外转接盒电路板上，用万用表电压档测量19芯风输出端子E0-E6与“G”脚的电压，此时电压应不断变化，高电平大于7V，低电压小于1V为正常值。否则风向传感器有故障。
　　
　　5、风速传感器
　　
　　在外转接盒电路板上，用万用表电压档测量19芯标有“FS”与“G”脚的电压,此时电压应有高低变化，高电压大于7V，低电压小于1V。否则电源开关风速传感器有故障。
　　
　　6 雨量传感器
　　
　　用万用表电阻档测量两个接线柱，同时用手拨动计数翻斗，每翻动一次，万用表应导通一次，否则传感器干簧管有故障。
　　
　　四、 DYY2型自动气象站常见故障排查
　　
　　（一） 排查故障的几种常见的方法
　　
　　1 替换法
　　
　　替换法是常见的快速的有效的方法，这种方法的前提是手中有好的备用件。
　　
　　2 排除法
　　
　　排除法就是，如果对问题的位置没有把握，则可以先从可以判定是没有问题的设备入手，逐渐排除好的设备，剩余的就是有问题的设备。
　　
　　3 测试法
　　
　　测试法主要是要用仪器（最常用的是万用表）对怀疑的设备进行电阻、电压等要素的测试，从而找出故障位置。
　　
　　（二）ZYY2型自动气象站常见故障及排查
　　
　　1 供电系统
　　
　　1）现象：打开供电系统电源开关，交流指示灯不亮，直流电压表头显示正常。
　　
　　排除： （1）检查供电系统交流电是否是220V;
　　
　　（2） 检查机箱后面板交流2V保险丝
　　
　　（3）开采供电系统机箱，检查接插件、指示灯。
　　
　　2）现象：打开供电系统开关，交流指示灯正常、直流电压无显示。
　　
　　排查：（1）打开电源箱，测量蓄电池是否正常
　　
　　（2）检查电源开关和电压表头是否损坏
　　
　　（3）检查各接触点是否良好
　　
　　3）现象：供电系统声光报警
　　
　　排查：（1）供电系统交流220V未供上，电池电压低于11V
　　
　　（2） 断电时间超过72小时，电池电压低于11V
　　
　　（3）电池损坏，电池电压低于11V
　　
　　（4）报警线路有故障。
　　
　　2 采集器
　　
　　1）现象：打开电源开关，LCD无显示，指示灯不亮
　　
　　排查：（1）打开机箱，检查模拟板上1A保险丝；
　　
　　（2）检查电源开关
　　
　　（3）检查模拟板上直流电压12V、5V是否正常。
　　
　　（4）上述正常，应更换电路板
　　
　　2）现象：打开电源开关，LCD无显示，指示灯正常
　　
　　排查：（1）打开机箱，检查LCD的接插件
　　
　　（2）检查5V电源是否正常
　　
　　（3）如上述正常，更换电路板
　　
　　3）现象：采集器死机，时钟停止
　　
　　排查：（1）按复位键，或关机一分钟再开机，
　　
　　（2）用通讯软件对采集器内存清除
　　
　　（3）扩大内存
　　
　　（4）更换电路板
　　电源开关
　　3 温度部分
　　电源开关固定不变
　　
　　排插：（1）传感器损坏
　　电源开关电源开关
　　（2）信号电缆开路
　　
　　（3）外转接盒内CD4067BF损坏
　　
　　2）现象：某一路地温不正常，跳变不稳定
　　
　　排查：地温传感器密封不好，进水
　　
　　3） 现象：所有温度不正常
　　
　　排查：（1）外转接盒内CD4067BF损坏
　　
　　（2）采集器数字板上7209A/D芯片损坏
　　
　　4 湿度部分
　　
　　现象：相对湿度示值固定不变
　　
　　排查：（1）信号开路
　　
　　（2）湿敏电容损坏
　　
　　5 风向、风速
　　
　　1）现象：风向、风速示值不变：风向239度，风速为0
　　
　　排查：（1）信号线开路
　　
　　（2）在外转接盒内，测量风向、风速传感器是否正常
　　
　　2）现象：风向不正常，风速正常
　　
　　排查：带电测量风向传感电源开关器
　　
　　3）现象：风向正常，风速不正常
　　
　　排查：带电测量风速传感器是否正常
　　
　　6 雨量
　　
　　1）现象：雨量无示值
　　
　　排查：（1）雨量传感器堵塞
　　
　　（2）计数翻斗卡滞
　　
　　（3）信号电缆开路
　　
　　（4） 干黄管损坏
　　
　　2）现象：雨量示值偏高
　　
　　排查：（1）查看调节定位螺丝是否改变，可从新调整。
　　
　　（2）干黄管损坏，产生抖动，造成多计数。
　　
　　3）现象：雨量示值滞后
　　
　　排查：雨量传感器堵塞
　　
　　五 ZYY2型自动气象站故障排查实例
　　
　　1例 现象：采集器数据显示正常，计算机显示A信倒错误，计算机没有数据
　　
　　排查：问题出在计算机及与采集器的连线上。检查计算机正常，采集器与计算机连线牢固。把采集器与计算机连线插在计算机的另一个串口，从新启动计算机后，运行正常。
　　
　　2例 现象：电源开关采集器正常，计算机不显示数据
　　
　　排查：问题一定出在计算机及连线部分。检查步骤：
　　
　　（1） 检查连线是正确、牢固。
　　
　　（2） 检查计算机硬件正常
　　
　　（3） 用自动站通讯软件的系统项从新对时后，故障排除。
　　
　　注：只能用软件对时，用windous本身或采集器中的时钟对时无效。这是因为，当采集器的时钟不于计算机的时钟不同步时，计算机无法读取采集器的数据。
　　
　　3例 现象：打印Z文件的整点数据时，打印不全，少一列。
　　
　　排查：因为是有规律的缺少，故不是打印机或计算机硬件故障，很可能是软件设置或软件本身问题。在控制面板里，对打印机的属性进行从新设置，把纵向打印改为横向打印，问题解决。
　　
　　4例 现象：采集器已连续运行了12小时，但计算机上不能查询整点数据。
　　
　　排查从采集器上从新下载一天的数据，仍不让查询，检查计算机的相应目录，数据已调入。
　　
　　（2）
　　
　　仔细检查数据，发现形成数据的台站号与本机现在的台站号不符，把现在本机的台站号改回原站号，计算机容许查询整点数据。
　　
　　注意：计算机形成的数据与形成该数据时的电源开关台站号紧密地捆绑在一起，与计算机环境无关。
　　
　　5例 现象：采集器显示所有深层、浅层、地表温度都为-67度。
　　
　　排查：因为所有地温都为-67度，故不可能是温度传感器除了问题，问题应该出在外转接盒或进值班室的信号电缆上。检查电缆良好，检查外转接盒与温度相关的防雷管损坏，更换后，排除故障。
　　
　　6例 现象：采集器显示温度衡为-67度。
　　
　　排查：在外转接盒内用万用表电电源开关阻档测气温传感器正常，测采集器内气温输出端正常，测采集器到值班室信号电缆正常，问题在采集器内部。经查，在采集器模拟板上气温入口处的防雷管损坏，更换后，故障排除。
　　
　　7例 现象：采集器上风向正常，风速始终为0
　　
　　排查：测试外转接盒的10芯端子，用万用表黑笔点“G”端子，用红表笔点“FS”端子，无论风杯是否转动，都有高低电压（正常是风杯静止时，没电源开关有跳变电压，转动时，才有高低跳变电压），说明传感器有问题，打开传感器，发现有一金属环脱落，安好后，运行正常。
　　
　　8例 现象：10厘米地温有时偏差太大，最多时达到71度
　　
　　排查：只有一个10厘米地温不正常，可能是10厘米传感器接触不好或损坏。用5厘米地温与10厘米地温换接后，故障排除，
　　
　　9例 现象：采集器整点数据出现乱码
　　
　　排查：采集器时有乱码，最大的可能性是采集器内存混乱，在自动站通讯软件里用软件对采集器内存清除，故障排除。， 

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        自动气象站气温及地温跳变原因初探实例 

                              王   彬 王少江    李荣双 
                            （长岭县气象局，长岭      131500） 
 1 引言                                    3.3 工作原理介绍 
    2004 年自动气象站从对比观测到单轨运行，               3.3.1 系统工作原理 
 随着软件的升级和设备的更新升级，由不能存储                      气象状况的变化，引起各气象要素传感器变 
 分钟记录到能存储分钟记录。从存储的分钟记录                   化，使得相应的传感器输出的电信号产生变化。气 

 中发现，有的月份气温的分钟记录及地温的小时                   压、温度、湿度、地温、风向、风速和雨量诸要素传 

 记录有跳变的现象，各站都不同程度的存在这一                   感器所感应的不同物理量，经过相应的电路，转换 

 现象。2006 年 8- 9 月，长岭县气象站这种现象尤            成标准的电压模拟量和数字量，然后由数据采集 
 其严重，我们对此进行了分析并采取了相应的措                   器 CPU 按时序采集、计算，得出各个气象要素的 
 施，经过近两年的实践消除了这种现象的发生。                   实时值，可供实时显示。 
2 气温及地温跳变                                3.3.2  传感器工作原理 

    自2005 年自动气象站能存储分钟记录以来，               3.3.2.1  气压传感器 
 发现有的月份气温的分钟记录及地温 （尤其是深                     气压传感器为石英真空电容式气压传感器， 

 层地温）的小时记录有跳变的现象发生，即非正常                  电容的真空间隙受外界压力而变化，石英电容量 
 的天气过程影响，气温的分钟记录前 1 分钟记录                 随之变化。通过高级 RC 震荡电路，使气压变化与 

 和后 1 分钟记录相差 0.3℃～3℃，甚至更大；地温             频率变化产生对应关系，从而实现了对气压的测 

 前  1 小时记录和后 1 小时记录 0cm、5cm ~20cm        量。 
 相差 3℃~5℃，甚至更大（误差小的记录无法判断                3.3.2.2  温度传感器 
 是否为跳变，因为地温记录没有分钟记录），40cm                   采用 PT- 100  型铂电阻作为温度测定传感 
~320cm 相差 0.3℃~3℃,甚至更大。                  器，铂电阻具有较高的稳定性和良好的复现性。随 

 3 产生的原因                                温度变化，铂电阻的阻值也发生变化，在一定测量 

 3.1  初步分析                               范围内，温度和阻值成线性关系。配备精密的恒流 
    2006 年 8- 9 月，长岭县气象站这种现象频繁          源使模拟电压和温度呈线性关系，通过 A/D 转 

 出现。因为这种现象不是第一次出现，而且其它站                  换，经采集器 CPU 解算处理，得到相应的温度值 

 也有发生，排除了传感器故障的可能。9 月 18 日               （电压模拟量）。 

 这种现象再次发生，当时怀疑是否市电电压出现                   3.3.2.3  湿度传感器 

 了问题，用万用表测量了市电电压，电压从                        采用湿敏电容作为测湿传感器。由于空气湿 
 158V~220V 振荡，极不稳定，断开市电用 UPS  电         度变化使湿敏电容值改变，在一定测量范围内，空 

 源系统供电，记录恢复正常，采用发电方式供电记                 气相对湿度和湿敏电容值是对应关系，经电路转 

 录也正常，出现问题的原因可以初步断定为市电                   换为湿度与频率的对应关系，经 F/V 转换将标准 

 供电电压不稳超出正常工作技术指标造成。                    模拟电压（0~1V，计算的对应湿度为 0~100）送给 

 3.2 自动站供电系统正常工作技术指标分析                  A/D 后，再通过 A/D 转换，经采集器 CPU 解算处 

    自动气象站配备了高稳定性、无干扰的系统                  理，得到相应的湿度值。 

 电 源 ， 它 的 正 常 工 作 技 术 指 标为 交 流 电 源      3.3.2.4 风向传感器 
 180V~240V，50±2Hz，超出这一指标就会造成记               选用单叶式风向标作为风向测定传感器，采 

 录失真，产生误差日这种现象发生时，用              用七位格雷码的编码方式进行光电转换，将轴角 
 万用表测量了市电电压，电压从 158V~220V 振             位移转换为数字信号，经采集器 CPU 根据相应公 

 荡，导致了气温的分钟记录及地温的小时记录有                   式解算处理，得到相应的风向值（数字量）。 
 跳变的现象发生。                                3.3.2.5 风速传感器 

                                                          《《吉林气象吉林气象》》20092009 年第年第 23 期期 
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    采用三杯回转架式风速传感器，利用光电脉                  3.4 工作原理分析 
冲原理。风杯带动码盘转动，光敏元件受光照后输                      从系统工作原理和各传感器工作原理可以知 
出脉冲，经采集器 CPU 根据相应的风速计算公式                 道温度传感器同草温 / 雪温、地表、浅层地温、深 
解算处理，电源开关得到相应的风速值（数字量）。                      层地温传感器工作原理相同, 输出的电信号为标 
3.3.2.6 雨量电源开关传感器                            准的电压模拟量，同电压直接发生关系，因此超出 
    采用称量翻斗式雨量传感器测定降水量，通                  标准电压（180V~240V）差值的大小与气温及地温 
过上翻斗、计量翻斗和计数翻斗（干簧管触闭合）                   产生的跳变（误差）的大小是正相关的。其它传感 
获得数字量，每个信号表示降水量 0.1m电源开关m，经采集                器输出的电信号（数字量）都是汇接后，经信号电 
器 CPU 解算处理，得到相应的降水量值 （数字                 缆接入数据采集器，超出标准电压对其没产生影 
量）。                                      响，从实测记录中也得到了印证（气温及地温跳变 
3.3.2.7 草温 / 雪温、地表、浅层地温、深层地温传            时其它记录均正常）。温度（含地温）信号处理流程 
感器                                       如下： 
    采用 PT- 100 型铂电阻作为草温 / 雪温、地              基准电压送到电子开关 N7，经过电子开关切 
表、浅层地温、深层地温传感器，原理与温度传感                   换，经过防雷管 T16、J2 加到采集器后面的转接板 
器相同（电压模拟量）。                              上，经过 7 芯电缆传到外转接盒内转接板上的集 
3.3.3 室外转接盒                              成电路 N3 上。从 N3 上经过电子开关切换到不同 
    各传感器分别由各自专用信号电缆接入室外                  的温度通道（11 个温度传感器），同时切换到某一 
转接盒。温度、地温传感器信号通过电子开关选通                   通道时，便会在该 PT- 100 型铂电阻上产生一个 
与湿度信号经信号 1 电缆接入数据采集器；风向、                 电压信号，此电压信号的高端和低端经过传感器 
风速和雨量传感器经转接盒汇接后，经信号 2  电                 的电缆分别回传到外转接盒内转接板上的集成电 
缆接入数据采集器 （只有温度及地温信号通过电                   路 N2、N1 上，从 N2、N1 上经过电子开关切换到 
子开关选通处理，其余都是汇接）。                         输出端，经过 7 芯电缆回传到采集器后面的转接 

 《《吉林气象吉林气象》》20092009 年第年第 23 期期 
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 板上，经过防雷管 T15、T14、J2 传到电子开关 N8           压器不能正常工作，由市电直接给自动气象站供 
 上，经过切换送到主仪表放大器 N9 上，经过 9 倍              电系统供电，2007 年 5、6  月本站又出现这种现 
 放大与参考电压比较后，送入第二级放大器 N11，                象，6 月上旬单位又购买了一台高精度全自动交 
 输出信号加到电子开关 N15  隔离驱动 N16、插座             流稳压器（三科），使用后所有记录正常至今。 
J4，传到数字板上的 AD 转换器；经过单片机解算                5 总结 
 后显示温度值。当市电电压不稳超出正常工作技                   5.1 气温及地温跳变原因找出后采取了相应措 
 术指标时，从 N3 上经过电子开关切换到不同的                 施，消除了隐患，提高了观测记录的准确度。 
 温度通道时，在 PT- 100 型铂电阻上所产生的电              5.2 减轻了观测员对 A、J 文件处理的工作量，减 
 压信号有正常信号和异常信号，正常信号为正常                   少了错情。 
 值，异常信号即产生记录跳变，导致同一时次记录                  5.3 避免了因实时数据不正确而影响到观测发 
 有正常记录和异常记录。                             报，减少了错情的发生。 
 3.5 实测记录分析                              5.4 经过近两年的实践，加装稳压器装置是解决 
                                         市电供电电压不稳超出正常工作技术指标的有效 
    从 2006 年 8、9 月和 2007 年 5、6 月本站有这 
                                         办法。 
 种现象的记录看，只要温度分钟记录有跳变相应 
                                         5.5 建议这一现象发生频率高的台站在现象发生 
 时次的地温就有跳变，主要表现在深层地温上的 
                                      时测量市电电压，如是电压不稳超出正常工作技 
 某一层或几层（见图 1、图 2）。 
                                         术指标造成，可加装稳压器装置。 
4 采取的措施 
                                         参考文献 
    出现问题的原因找到后，我们采取的措施是 
                                         [1] 刘德福,关志宇,岳立成. 自动气象站的雷电防护措施.吉 
 用预报不用的电子管调压稳压器把市电调到 
                                         林气象,2007 （3）. 
220V，经调压稳压器给 自动气象站供电系统供                  [2] 鲁长海,岳立成,周华.观测场照明电路造成自动站温度 
 电，所有记录正常。2007 年 5 月电源开关初电子管调压稳              异常故障分析.吉林气象,2008 （2）. 

                                                           20092009 年第年第 23 期期 

发表时间:2011年9月18日0:17:56