陸霞　陳夢泉　王柱邦

【摘 ? 要】 本文從柳城新型自動(dòng)站DZZ5一次風(fēng)向傳感器故障實(shí)例出發(fā)，詳細(xì)介紹了EL15-2C型風(fēng)向傳感器故障診斷過程和排除方法，并提出異常數(shù)據(jù)的處理方法，以供臺(tái)站綜合氣象保障人員在實(shí)際工作中參考。

【關(guān)鍵詞】 風(fēng)向傳感器;故障判斷;異常處理

Fault Diagnosis and Treatment of a New Automatic Station

DZZ5 Wind Direction Sensor

Lu Xia ? Chen Mengquan ? Wang Zhubang

[Abstract] Based on the example of the fault of the primary wind direction sensor of the new automatic station DZZ5 in Liucheng， this paper introduces the fault diagnosis process and elimination method of the EL 15-2C wind direction sensor in detail， and puts forward the method of handling abnormal data. For the station comprehensive meteorological support personnel in the actual work reference.

[Keywords] wind sensor; fault judgment; exception handling

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)氣象觀測設(shè)備不斷取代人工觀測設(shè)備。特別是高智能、高精度、高密度觀測的自動(dòng)化探測儀使用，大大減輕了臺(tái)站觀測員重復(fù)觀測勞動(dòng)，由此，地面氣象觀測員的工作重心由常規(guī)觀測發(fā)報(bào)轉(zhuǎn)向設(shè)備維護(hù)、應(yīng)急保障、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等方面轉(zhuǎn)型。而高智能、高精度儀器裝備的技術(shù)保障對于傳統(tǒng)的地面氣象觀測員來說是一門全新的科學(xué)技術(shù)，需要不斷地摸索和實(shí)踐。本文結(jié)合柳城站EL15-2C型風(fēng)向傳感器的一次故障實(shí)例，詳細(xì)闡述了風(fēng)向傳感器故障診斷與處理方法，對指導(dǎo)裝備保障人員做好風(fēng)傳感器的保障維修具有一定的參考價(jià)值。

1 ? EL15-2C型風(fēng)向傳感器工作原理

EL15-2C型風(fēng)向傳感器是利用一個(gè)低慣性的風(fēng)向標(biāo)部件作為感應(yīng)部件，有風(fēng)時(shí)風(fēng)向標(biāo)部件隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸下端的7 位格雷碼風(fēng)向碼盤進(jìn)行光電掃描輸出脈沖信號(hào)，采集器對7位格雷碼信號(hào)進(jìn)行采集，按照風(fēng)向角度與7 位格雷碼對照表轉(zhuǎn)換成角度輸出。

2 ?故障現(xiàn)象及診斷處理

2018年8月8日13時(shí)至12日10時(shí)，柳城現(xiàn)用新型自動(dòng)站DZZ5的風(fēng)向始終顯示為6。而安裝在同一風(fēng)塔和同一高度上的備份自動(dòng)站風(fēng)向數(shù)據(jù)均有變化，而現(xiàn)用站與備份站的風(fēng)速對應(yīng)變化基本一致，則說明現(xiàn)用站風(fēng)向出現(xiàn)了異常。

2.1 ?風(fēng)向傳感器故障診斷流程（見圖1和圖2）

2.2 ?風(fēng)向傳感器檢測與維修

2.2.1 ?參數(shù)檢查

（1）首先確認(rèn)業(yè)務(wù)軟件參數(shù)設(shè)置是否正確;

（2）確認(rèn)主采集器中風(fēng)向傳感器是否開啟情況，確認(rèn)方法如下：

輸入SENST WD ↙

若返回值為1，表示開啟;若返回值為0，表示關(guān)閉;

輸入SENST WD 1 ↙，將其啟用。

2.2.2 ?供電檢查

用萬用表20V直流檔依次測量從風(fēng)向傳感到主采集器的各個(gè)電壓節(jié)點(diǎn)的電壓為5V左右，說明供電是正常的。

2.2.3 ?線纜檢查

（1）檢查各線纜插頭是否牢固，有無松動(dòng)或脫落;

（2）用萬用表蜂鳴檔依次測量風(fēng)向傳感器到主采集器、防雷板風(fēng)向信號(hào)各節(jié)點(diǎn)的通斷情況來檢查是否有短路或斷路。如果聽到蜂鳴聲，說明信號(hào)是正常的，反之不正常。

2.2.4 ?傳感器檢查

（1）風(fēng)向數(shù)據(jù)明顯異?；蛉睖y時(shí)，首先進(jìn)行外觀檢查，若風(fēng)向標(biāo)明顯變形或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，應(yīng)先更換傳感器。

（2）在確定傳感器外形無明顯異常時(shí)，先將風(fēng)向標(biāo)固定，在電源供電正常的情況下，依次測量D0～D6與 GND間的電壓值（如圖2），電壓在4.5～5V之間為高電平1，在0～0.7V之間為低電平0，然后按從D6到D0的順序（D6為首位，D0為末位）記錄下7位格雷碼，對照風(fēng)向角度和7位格雷碼表所對應(yīng)的方位，與實(shí)際方位對比，確定傳感器是故障。本次檢查測量 D0～D6與GND之間的電壓分別為：D0=2.32V，D1=2.47V，D2=2.13V，D3=1.94V，D4=1.10V，D5=1.30V，D6=1.67 V，則可以直接判斷風(fēng)向傳感器出現(xiàn)了故障。

2.2.5 ?更換風(fēng)向傳感器

更換風(fēng)向傳感器后，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

3 ?異常數(shù)據(jù)的處理

（1）正點(diǎn)風(fēng)向風(fēng)速異常，按照正點(diǎn)前10分鐘、正點(diǎn)后10分鐘、備份自動(dòng)站記錄的順序代替，以上記錄均不可用時(shí)，具備補(bǔ)測條件的臺(tái)站應(yīng)在定時(shí)觀測時(shí)次進(jìn)行人工補(bǔ)測，人工觀測儀已撤除的臺(tái)站需目測2分鐘風(fēng)向風(fēng)速，其他風(fēng)數(shù)據(jù)按缺測處理。估測風(fēng)力主要根據(jù)風(fēng)對地面或海面物體的影響而引起的各種現(xiàn)象，按風(fēng)力等級(jí)表估計(jì)風(fēng)力13級(jí)（0～12級(jí)），并記錄其相應(yīng)風(fēng)速的中數(shù)值，風(fēng)向按八個(gè)方位估計(jì)。

（2）需用正點(diǎn)前、后10分鐘記錄代替時(shí)，用以代替正點(diǎn)2分鐘（10分鐘）平均風(fēng)的分鐘數(shù)據(jù)必須為有效數(shù)據(jù)，即從擬代分鐘數(shù)據(jù)開始，之前2分鐘（10分鐘）內(nèi)的數(shù)據(jù)均正?？捎谩Ｈ纾猴L(fēng)傳感器夜間故障，從08時(shí)00分開始恢復(fù)正常，則08時(shí)正點(diǎn)2分鐘用08時(shí)01分?jǐn)?shù)據(jù)代替。

（3）正點(diǎn)風(fēng)向風(fēng)速缺測時(shí)，不能用前、后兩時(shí)次正點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)插求得。

（4）風(fēng)速記錄缺測但有風(fēng)向時(shí)，則風(fēng)向亦按缺測處理;有風(fēng)速而無風(fēng)向時(shí)，則風(fēng)速照記，風(fēng)向記“-”。

（5）正點(diǎn)2分鐘（10分鐘）風(fēng)向風(fēng)速用正點(diǎn)前、后10分鐘記錄代替時(shí)，優(yōu)先考慮用風(fēng)向風(fēng)速皆有的分鐘數(shù)據(jù)代替，否則只把接近正點(diǎn)的分鐘數(shù)據(jù)代替為正點(diǎn)2分鐘（10分鐘）風(fēng)速，此時(shí)風(fēng)向按缺測處理;當(dāng)正點(diǎn)風(fēng)速經(jīng)代替后的值≤0.2時(shí)，風(fēng)向應(yīng)記為“C”。

（6）對 MDOS 提出的質(zhì)疑信息按要求及時(shí)反饋。

4 ?故障情況上報(bào)

在故障出現(xiàn) 1 小時(shí)內(nèi)上報(bào)上級(jí)業(yè)務(wù)管理部門，并在綜合氣象觀測系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)PASOM2.0 填寫故障單（需要關(guān)采集器時(shí)填寫停機(jī)通知）。故障維修結(jié)束后 3 小時(shí)內(nèi)關(guān)閉故障單，并將故障維修情況書面上報(bào)上級(jí)業(yè)務(wù)管理、裝備中心綜合保障科、信息中心運(yùn)行保障科等相關(guān)部門。

5 總結(jié)

（1）認(rèn)真做好設(shè)備日常維護(hù)工作，減少設(shè)備故障率。值班員要加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測及設(shè)備監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。這樣采集器才不會(huì)將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)信息上傳，才能保證氣象服務(wù)質(zhì)量。

（2）隨著高性能、高精度儀器設(shè)備不斷投入使用，對于每一次出現(xiàn)的故障，我們都應(yīng)認(rèn)真分析排查和總結(jié)。在實(shí)際工作中不斷積累新經(jīng)驗(yàn)，遇到故障判斷與處理時(shí)就會(huì)得心應(yīng)手。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉躍.淺析新型自動(dòng)站DZZ5原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2015，（6）：194.

[2] 新型自動(dòng)氣象站實(shí)用手冊.中國氣象局氣象探測中心：氣象出版社.