袁曉東 貴強

摘?要：本文基于會寧國家氣象觀測站DSG3型降水現(xiàn)象儀業(yè)務運行實例，概述了DSG3型降水現(xiàn)象儀設備工作原理，重點分析了DSG3型降水現(xiàn)象儀業(yè)務運行中常見故障判斷，針對性地給出了處理對策及日常維護方法。

關鍵詞：DSG3;降水現(xiàn)象儀;常見故障;維護方法

The?Common?fault?diagnosis?method

and?daily?maintenance?of?DSG3?Precipitation?Phenomenon?Instrument

Yuan?Xiaodong*?Gui?Qiang

HuiningMeteorological?Office?in?Gansu?Province?GansuBaiying?730700

Abstract：In?this?paper，based?on?the?operation?example?of?DSG3?precipitation?phenomenon?instrument?in?Huining?national?meteorological?observation?station，the?working?principle?of?DSG3?precipitation?phenomenon?instrument?is?summarized，the?common?fault?judgment?of?DSG3?precipitation?phenomenon?instrument?in?operation?was?mostly?analyzed，and?the?countermeasures?and?routine?maintenance?methods?are?introduced?at?one?time.

Key?words：DSG3;precipitation?phenomenon?instrument;Common?faults;maintenance?methods

降水現(xiàn)象觀測作為常規(guī)地面觀測項目之一天氣現(xiàn)象觀測的重要組成部分，具有全天候、連續(xù)、多變、工作量繁重等人工觀測特點，利用光學觀測設備實現(xiàn)降水現(xiàn)象自動化觀測將有效提高降水現(xiàn)象觀測自動監(jiān)測能力。會寧縣氣象局按照上級統(tǒng)一部署，業(yè)務選用天津中環(huán)天儀器氣象有限公司生產的DSG3型降水現(xiàn)象觀測儀進行降水天氣現(xiàn)象自動觀測。基于雨滴譜測量原理的DSG3型降水現(xiàn)象儀業(yè)務運行豐富了現(xiàn)有降水現(xiàn)象觀測方法，大幅提升了現(xiàn)代氣象觀測數據質量，在滿足氣象業(yè)務、氣象服務和科學研究需求的同時，增強了會寧縣氣象局基層防災減災能力和氣象為農服務水平。

DSG3型降水天氣現(xiàn)象儀業(yè)務運行過程中難免會出現(xiàn)故障問題。因此，有必要分析總結出DSG3型降水天氣現(xiàn)象儀在業(yè)務使用中出現(xiàn)的常見故障及解決方法。本文將從DSG3型降水現(xiàn)象儀設備結構與原理入手，分析總結出業(yè)務運行中常見故障，進一步分析歸納相應解決方法及日常維護措施，做好降水天氣現(xiàn)象儀裝備保障工作，以提高降水現(xiàn)象自動化觀測數據準確性和自動化觀測水平。

1?DSG3型降水現(xiàn)象儀設備結構與原理

DSG3型降水現(xiàn)象儀由激光降水傳感器、控制機箱（包括智能數據模塊、供電系統(tǒng)）、安裝支架等部分組成。降水傳感器包括激光發(fā)射和接收裝置、控制處理裝置、溫控裝置等，是DSG3型降水現(xiàn)象儀的測量單元;智能數據模塊是DSG3型降水現(xiàn)象儀的數據轉換及傳輸單元，主要負責將激光降水傳感器測量輸出的數據轉換為ISOS可識別的數據格式[1]。所采用的供電系統(tǒng)有AC220V、DC12V兩種可選，由現(xiàn)場安裝情況決定，會寧縣國家氣象觀測站采用交流220V供電。

降水粒子特性是大氣運動與云內微物理過程的綜合結果，在云降水物理及人工影響天氣領域有著重要的意義。雨滴譜測量原理的DSG3降水現(xiàn)象儀根據降水粒子對激光信號的衰減影響程度，自動檢測出降水粒子的直徑和下落末速度，確定降水粒子的圖譜分布，進一步判斷輸出相應的降水現(xiàn)象類型，同時可以輸出降水粒子尺度譜、速度譜以及相應的粒子數量。DSG3降水現(xiàn)象儀的降水現(xiàn)象識別類型有毛毛雨、雨、雪、雨夾雪、冰雹5種，降水現(xiàn)象類型識別準確率高（降水強度>0.1mm/h的降水類型，識別準確率≥90%）。

2?降水現(xiàn)象儀常見故障判斷及處理

DSG3型降水天氣現(xiàn)象儀常見的故障主要為數據異常（如降水類型錯報、漏報）或缺測等。根據故障具體特征進行針對性判斷，初步分析儀器故障點所在部位，快速找出故障原因，采取合理措施進行維護維修。

2.1?供電系統(tǒng)及線纜故障

電源及線纜正常是DSG3型降水天氣現(xiàn)象儀穩(wěn)定運行的前提，降水現(xiàn)象儀數據異?；蛉睖y時應重視供電系統(tǒng)和線纜故障。檢查交流輸入電壓，正常應為AC220V左右;空氣開關閉合后，出入端都應為AC220V左右，反之說明空氣開關故障或負載有短路;降水傳感器電源電壓和開關電源輸入電壓為AC220V，開關電源輸出直流供電電壓12V左右，說明開關電源正常，若輸出異常，說明電源開關異常[2];DPZ2智能數據采集模塊直流供電電壓在12V左右，偏差太大可能電壓輸入異常，應當倒查線排線纜等是否異常;保險燈亮，說明保險管損壞;線纜接線松動接觸不良，造成線路短路、斷路等。這類故障問題只需準確判斷出故障點位置，更換損壞儀器部件或者重新連接線纜即可得到解決。此外，電源地線安裝有誤可能影響防雷裝置作用，信號傳輸地線會影響降水傳感器通信及上位機信號線通信，應當在實際業(yè)務中重點關注。

2.2?上位機軟件顯示通信異常

若上位機ISOS軟件顯示降水現(xiàn)象儀通訊連接異常，首先需檢查合集成硬件控制器至計算機端連接設置是否正常，包括SMOPORT通信參數設置、DPZ1型綜合集成硬件控制器驅動、模塊IP地址占用、ISOS觀測項目掛接、光電轉換模塊、線纜等;其次檢查降水現(xiàn)象傳感器、采集模塊是否正常，若損壞需聯(lián)系廠家維修更換;有時會出現(xiàn)采集數據堵塞導致設備通信異?，F(xiàn)象，可通過重啟解決;若出現(xiàn)觀測數據階段性傳輸（ISOS界面天氣現(xiàn)象觀測成功率小于100%），在確定數據采集正常的前提下可通過ISOS軟件的“查詢與處理”“狀態(tài)查詢”功能查看天氣現(xiàn)象要素每日逐分鐘狀態(tài)數據，幫助快速判斷故障點。

2.3?降水現(xiàn)象類型判斷異常

業(yè)務運行中有時會出現(xiàn)降水現(xiàn)象類型錯誤故障問題。首先要檢查是否傳感器周圍環(huán)境影響，如蛛絲、鳥糞等干擾污染激光光路;其次檢查激光器（發(fā)射和吸收處于同一條直線，異常會出現(xiàn)漏報;檢查前要斷開移動設備電源，防止激光模塊破損）;若排除上述因素，觀測降水現(xiàn)象類型異常應考慮降水類型判別方法和儀器自身局限性導致，如降水強度較大時儀器會誤報冰雹，這類因素導致的故障問題本文不做討論。

3?降水現(xiàn)象儀日常維護方法

（1）降水天氣現(xiàn)象儀傳感器設備長時間處于室外工作環(huán)境，周圍環(huán)境變化將直接影響到數據采集質量。因此，做好設備的日常維護尤為重要。

（2）每日巡視時查看降水現(xiàn)象儀傳感器窗口（尤其采樣區(qū)）是否有昆蟲巢、蜘蛛網等影響數據采集的異物，避免造成鏡頭污染。

（3）DSG3降水天氣現(xiàn)象儀有自動污染識別技術，定義了傳感器狀態(tài)（正常、污染、嚴重污染），在值班期間，查看質控及報警信息出現(xiàn)狀態(tài)“污染”時，就應該及時對采樣區(qū)域進行清潔;出現(xiàn)狀態(tài)“嚴重污染”時，及時聯(lián)系廠家技術人員解決問題[3]。

（4）定期（大約每3個月，不同的安裝位置清潔時間）清潔一次傳感器的玻璃窗，特別是鳥糞和粉塵等沉積在儀器上的沉積物要定期清理。應選用適當的布（如眼鏡布）或脫脂棉，使用無水乙醇浸濕（如果窗口加熱功能良好，表面將很快變干）。根據附件環(huán)境情況及天氣條件，適當調整清潔周期，污染較重或遇沙塵、降雪等影響探測數據準確性的天氣現(xiàn)象后，應視情況及時清潔。

（5）定期對降水傳感器進行外觀檢查、降水粒子直徑和下降速度校準。每次維修儀器之后都應做校準檢查。

（6）有時需要檢查降水傳感器，可在儀器打開5分鐘后開始進行降水模擬試驗：在傳感頭之間移動一個物體通過不可見激光束，盡可能快，每分鐘至少15次。在下一分鐘，傳感器輸出降水類型“降水（未識別）”和相關的降水量。

（7）每月檢查供電設施，保證供電安全;年初春季檢查防雷設施，復測接地電阻，接地電阻應≤4Ω。

（8）定期檢查、維護的情況應記入值班日志中。對降水現(xiàn)象儀自動觀測數據有影響的還要記入備注欄[4]。

（9）無人值守臺站應按照相關業(yè)務規(guī)定執(zhí)行。

4?結論

基于雨滴譜測量原理的DSG3型降水現(xiàn)象儀開展降水現(xiàn)象觀測和雨滴圖譜觀測，實現(xiàn)了全天候連續(xù)地面降水天氣現(xiàn)象的自動化觀測，是地面氣象觀測自動化工作的重要組成部分。對DSG3型降水現(xiàn)象儀的設備結構與原理地熟練掌握，有助于快速分析出業(yè)務運行中故障問題對應的儀器故障部位，進而快速解決故障問題。日常應注意做好設備維護保障工作，提高降水現(xiàn)象自動化觀測數據準確性和自動化觀測水平。

（1）DSG3型降水現(xiàn)象儀由激光降水傳感器、控制機箱、安裝支架等部分組成。降水傳感器是測量單元;智能數據模塊是數據轉換及傳輸單元。DSG3降水現(xiàn)象儀基于雨滴譜測量原理，根據降水粒子對激光信號的衰減影響程度，輸出相應的降水現(xiàn)象類型。

（2）業(yè)務運行中常見故障問題有供電系統(tǒng)及線纜故障、上位機軟件顯示通訊異常、降水現(xiàn)象類型判斷異常等，在解決相應故障的時候應當基于降水現(xiàn)象儀結構和工作原理，從軟件和采集器參數、線纜、儀器部件等多方面考慮，有針對性地分析判斷故障可能出現(xiàn)的儀器位置，采用正確的維修辦法檢測確定和排除。

（3）日常加強降水現(xiàn)象儀器的維護保障工作，重視每日巡視、定期清潔、特殊天氣過后清潔周期調整、定期校準等工作，降低降水天氣現(xiàn)象儀故障發(fā)生率，證降水現(xiàn)象觀測數據的真實可靠。

參考文獻：

[1]DSG3降水現(xiàn)象儀培訓手冊[Z].中環(huán)天儀（天津）氣象儀器有限公司.

[2]中國氣象局氣象探測中心.地面綜合觀測業(yè)務軟件常見問題解答手冊[M].北京：氣象出版社，2017.

[3]DSG1型降水天氣現(xiàn)象儀故障分析及維護[J].青海科技，2019，3：98-100.

[4]中國氣象局氣象探測中心.新型自動氣象站使用手冊[M].北京：氣象出版社，2016.

通訊作者：袁曉東（1981—），男，甘肅會寧人，本科，助理工程師，研究方向：大氣探測。