魏明明 陳偉山 孔海洋

摘?要：文章針對(duì)EL-15-2C型風(fēng)向傳感器格雷碼故障造成風(fēng)向數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的故障現(xiàn)象為例，通過(guò)從線纜、供電、線路、傳感器四方面逐步進(jìn)行詳細(xì)排查，準(zhǔn)確的找出故障點(diǎn)，為其它臺(tái)站業(yè)務(wù)人員提高自動(dòng)站維護(hù)保障能力提供借鑒。

關(guān)鍵詞：故障處理;格雷碼;自動(dòng)氣象站;采集器

EL-15-2C型風(fēng)向傳感器是一種常用的測(cè)風(fēng)傳感器，它的優(yōu)點(diǎn)有提高了數(shù)字電路的穩(wěn)定性.，儀器敏感元件在惡劣環(huán)境影響較小.傳感器輸入和輸出均采用瞬變抑制二極管進(jìn)行過(guò)載保護(hù)等。其采用了七位格雷碼輸出的原理，同時(shí)也增大的故障排除的難度，本文根據(jù)一次由傳感器自身風(fēng)向碼盤(pán)第一位損壞造成的風(fēng)向數(shù)據(jù)故障為例，通過(guò)對(duì)線纜、電源和傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)逐一排查，最終確定故障點(diǎn)，排除故障，為其他維修保障人員提供借鑒，提高同類(lèi)問(wèn)題的處理效率。

1 風(fēng)向傳感器原理

EL-15-2C型風(fēng)向傳感器使用單葉式低慣性輕金屬做風(fēng)向標(biāo)，風(fēng)向標(biāo)部件隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸下端的風(fēng)向碼盤(pán)，碼盤(pán)按7位格雷碼盤(pán)進(jìn)行光電掃描，線纜采用一根12芯的電纜線進(jìn)行連接，其中供電端電壓為DC（5±0.5）V，信號(hào)端采用高電平（大于3.5V）代表1，低電平（小于1V）代表0，輸出對(duì)應(yīng)風(fēng)向的七位格雷碼，得出相應(yīng)的風(fēng)向值。

2 故障現(xiàn)象

通過(guò)對(duì)九水東路區(qū)域站2019-06-11至2019-07-21的小時(shí)風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)向數(shù)據(jù)不能全面覆蓋風(fēng)向玫瑰圖，風(fēng)向數(shù)據(jù)成條狀分布，故懷疑風(fēng)向傳感器存在故障。

3 故障排除

3.1 線纜外觀檢查

DZZ3型自動(dòng)氣象站風(fēng)向傳感器安裝于10m風(fēng)桿頂端，故需要先目測(cè)風(fēng)向傳感器連接線是否有脫落/老化/粘黏等情況，通過(guò)目測(cè)此站傳感器連接線無(wú)此情況。

3.2 供電系統(tǒng)檢查

DZZ3型自動(dòng)氣象站由太陽(yáng)板及蓄電池供電系統(tǒng)供電，本站在此時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸正常，可判斷采集器端供電無(wú)異常，隨后現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采集器供電端電壓為13.0V，故可排除采集器端供電異常。隨后檢測(cè)傳感器供電端電壓，即采集器風(fēng)向供電接口，經(jīng)過(guò)測(cè)量風(fēng)向供電電壓為+5.1V，傳感器供電端正常。由此判斷出，風(fēng)向傳感器供電端無(wú)異常。

3.3 風(fēng)向供電線路檢查

經(jīng)過(guò)前面步驟檢測(cè)后，檢測(cè)采集器端已無(wú)法判斷故障風(fēng)向故障原因，需要傾倒風(fēng)桿進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。首先傾倒風(fēng)桿，此步驟需注意傾倒風(fēng)桿時(shí)，由于風(fēng)向及風(fēng)速傳感器安裝在風(fēng)桿頂端，需保證風(fēng)桿傾倒方向10m內(nèi)無(wú)異物影響且無(wú)樹(shù)枝等雜物碰觸傳感器。傾倒風(fēng)桿后，將風(fēng)向航空插頭處擰下，將采集器端連線全部短路連接于一處，在航空插頭端，使用萬(wàn)用表蜂鳴器檔，分別檢測(cè)風(fēng)向連接線是否存在斷路/短路現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，此風(fēng)向連接線線路均正常。

3.4 風(fēng)向傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)

使用采集器端DB9測(cè)試接口連接電腦檢測(cè)風(fēng)向數(shù)據(jù)。首先設(shè)置電腦端超級(jí)終端軟件，通過(guò)USB轉(zhuǎn)RS232連接線，連接采集器，軟件測(cè)試正常后，采集器供電，待采集器正常啟動(dòng)后，在超級(jí)終端輸入框內(nèi)輸入ps，kill weather 893（此命令將刪除采集器輸出工作模式，使采集器進(jìn)入調(diào)試模式），隨后在軟件內(nèi)輸入/tmp/weather-wd命令，采集器進(jìn)入風(fēng)向數(shù)據(jù)采樣值輸出模式，隨后緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)向傳感器，檢查采集器輸出風(fēng)向傳感器采樣值，風(fēng)向采樣值如下表所示：

隨后對(duì)照風(fēng)向格雷碼對(duì)應(yīng)表，發(fā)現(xiàn)風(fēng)向采樣值格雷碼第一位輸出均為低電平（小于1V）采樣值數(shù)據(jù)均為0，故有此得出結(jié)論風(fēng)向傳感器格雷碼第一位存在故障，因此斷開(kāi)采集器電源，更換風(fēng)向傳感器。

4 結(jié)語(yǔ)

本次故障由傳感器自身風(fēng)向碼盤(pán)第一位損壞，造成風(fēng)向小時(shí)數(shù)據(jù)累計(jì)玫瑰圖成明顯條狀分布，中間數(shù)據(jù)值缺測(cè)，此問(wèn)題需要長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)才能發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際維護(hù)過(guò)程中較難發(fā)現(xiàn)。根據(jù)風(fēng)傳感器安裝環(huán)境和高度、以及原理復(fù)雜、維修困難的問(wèn)題，所以要求業(yè)務(wù)人員要利用業(yè)務(wù)軟件加強(qiáng)觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題;定期巡視儀器，觀察線纜有無(wú)破損;太陽(yáng)能供電指示燈是否正常;注意觀察風(fēng)向、風(fēng)速傳感器軸承是否轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)靈活，是否跟實(shí)際目測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速差異過(guò)大;定期標(biāo)校風(fēng)傳感器，檢查風(fēng)向傳感器指針是否朝北。以期能減少故障率，保障設(shè)備正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：魏明明（1985-），男，漢族，甘肅慶陽(yáng)正寧人，本科，助理工程師，從事綜合氣象觀測(cè)和預(yù)報(bào)服務(wù)業(yè)務(wù)工作。