论文网
首页 理科毕业农学毕业论文正文

DZZ5型自动气象站温湿度传感器故障判断

  • 投稿蘑菇
  • 更新时间2015-09-11
  • 阅读量357次
  • 评分4
  • 49
  • 0

李红英1,唐洪君2

(1.新疆石河子乌兰乌苏农业气象试验站,新疆 石河子 832000;2.新疆和静县巴仑台气象站)

收稿日期:2015—06—02

*本文由中国气象局乌兰乌苏绿洲农田生态站资助。

摘要:本文从DZZ5型自动气象站结构原理和特点入手,介绍了DZZ5型自动气象站故障判断和检修方法,在熟悉DZZ5型自动气象站结构和电气原理的前提下,利用采集系统的检测命令和测量、替代等方法,可以迅速确定和排除温湿度传感器的故障,极大提高了维修人员的工作效率。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 :DZZ5型自动气象站;温湿度传感器;故障;判断

DZZ5型自动气象站是由华云公司生产的新型自动气象站。其按照统一标准设计,采用主/分采结构方式,利用Linux作为嵌入式操作系统,运用CAN总线技术、光纤通信等新材料、新技术、新工艺,可结合台站的不同任务自由安装传感器,解决了第一代自动气象站无法扩展观测要素等问题,提高了产品的可靠性和实用性。其采用了先进的CNA总线国际标准,可以灵活扩充气象观测要素,并对上一代自动气象站在业务运行中存在的问题作了针对性的改进。2012年以来,本区已有近80%的国家级气象观测站采用DZZ5型自动气象站投入业务运行。

1 DZZ5型自动气象站结构原理和特点

1.1 结构原理

DZZ5型自动气象站由主/分采集器、传感器、通信线路和供电单元四部分组成。

主采集器是整个系统的核心控制单元集。整个的系统控制流程、数据处理全部由主采集器负责完成。主采集器的处理器采用目前先进的ARM9架构的32位CPU,另外配加其他外部电路,包括SDRAM、CF卡控器、以太网控制器、IDE控制器、USB控制器、CAN总线控制器、串口以及扩展串口控制器等,构成核心处理单元,其还有一个对常规气象要素进行数据探测的数据采集单元,完成对风速、风向、降水(0.1 mm的翻斗式雨量)、气压、蒸发以及能见度气象要素的观测数据采集[1]。气温和相对湿度等扩充观测的气象要素利用分集器通过CAN总线集成到主采集器上并采集数据。

温度传感器感应部分为Pt100铂电阻,输出信号为80 ~ 120 Ω电阻。湿度传感器的感应元件为湿敏电容,输出信号为0 ~ 1 V单端电压。

主采集器与终端计算机间采用串口或串口服务器经过光纤转换器、光纤的通讯方式。

1.2 结构特点

与第一代自动气象站相比,DZZ5型自动气象站在结构上有以下特点:(1)数据协议、数据计算方法等按中国气象局规定的统一标准设计,方便采集器、传感器与其它厂家设备的互换;(2)采用的“主/分采集器”结构方式,提高了实现全要素的综合观测能力和具备高性能、多功能的数据处理能力及任意扩展的能力;(3)支持多硬件、多任务、多进程,配置灵活,大大提高自动气象站的数据处理能力;(4)主采分采之间采用CAN总线通信方式,有专用的控制协议,使得电路运行可靠;(5)通过外部总线技术,实现了采集系统的随意扩展及裁减;(6)提升了部分气象要素的采样频率,使观测数据的准确性有所提高;(7)采集器内置质量控制信息,提高了观测数据的可靠性;(8)主采集器与终端计算机之间采用光纤通讯方式,解决了距离不能过远和线缆传输故障多的问题。

2 DZZ5型自动气象站故障判断和检修方法

当自动气象站出现故障时,要冷静对待,不要手忙脚乱,要按照“安全、逻辑、分解、替代、记录”这5个基本原则,仔细分析,进行排查。

对DZZ5型自动气象站系统进行故障检查,主要通过以下步骤和方法进行:(1)检查系统运行指示灯,通过系统运行状态指示灯检查系统运行状态;(2)检查供电系统,使用万用表测试直流12 V供电系统是否正常,包括220 V交流电是否正常,充电电源控制器是否正常,蓄电池是否正常,能否正常充上电的等;(3)通过测试命令检测系统是否工作正常;(4)通过模拟信号来检测测量系统是否正常。

3 DZZ5型自动气象站温湿度传感器故障判断步骤和方法

3.1 分采集器状态指示灯说明

分采集器配置了3个状态灯,分别是“SYS” 、“CAN - T”、 “CAN - R”。其中:第1个指示灯“SYS”,当系统正常运行后,“SYS”秒闪;第2个指示灯“CAN - T”,当CAN收发器往外发送数据的时候,此灯闪烁;第3个指示灯“CAN - R”,当CAN收发器接收到数据的时候,此灯闪烁。

通常情况下,如果主采集器的“RUN”指示灯秒闪,而分采CAN - R指示灯不闪烁,则要检查CAN通信线缆是否接线正常。

3.2 温湿度分采故障

当温度和湿度都观测不到,而地温能观测到,查温湿度分采的电源(12 V)是正常的,CAN总线也是正常的,按前面所述检查温度和湿度传感器是正常的,则是分采的问题;当温度或湿度其中之一观测不到时,按前面所述检查传感器,若是正常,则是温湿度分采的问题。

3.3 温湿传感器故障

3.3.1 温度

3.3.1.1 测量传感器故障(断电)

(1)在采集器上找到相应的传感器接线端子,检查电缆线是否拧紧;(2)将传感器接线端子自采集器接口板上拔下,即将数据采集器与温度传感器完全脱开;(3)用数字万用表电阻(200 Ω)档测量“*”和“+”端,电阻很小,接近于短路状态;(4)用万用表电阻(200 Ω)档测量“-”和“G”端,电阻很小,接近于短路状态;(5)用数字万用表的电阻(200 Ω)档,测量温度传感器的“+”和“-”端(或“*”和“G”),其电阻值应在80 ~ 140 Ω之间,分别对应温度-50 ℃和80 ℃;(6)以上(3)-(5)有一个不正常,则可判定温度传感器故障。

3.3.1.2 测量通道故障

测量通道故障,可以把标准电阻按照四线制方式,接入采集器测量通道,检查测量通道测量的温度测量值是否与标准电阻值对应的温度一致。不一致可判断为出现了故障。

3.3.1.3 检查接线故障

检查接线,看看是否有虚接的现象,另外要检查屏蔽线是否接好。

3.3.2 湿度

3.3.2.1 测量传感器故障(带电)

(1)在温湿度分采集器上找到相应的传感器接线端子,检查电缆线是否拧紧;(2)将传感器接在分采集器上的湿度信号端子拔下;(3)用万用表直流电压(2 V)档,测量湿度信号脚与地之间电压,应在0 ~ 1 V之间, 对应相对湿度0% ~ 100%,根据环境湿度判定传感器是否正常;(4)若测量电压大于1 V,则可直接判定湿度传感器故障。

3.3.2.2 测量通道故障

在采集器测量通道加载0 ~ 1 V的直流电压,检查测量通道测量的湿度测量值是否与加载电压对应的湿度一致。

3.3.2.3 检查接线故障

检查接线,看看是否有虚接的现象,另外要检查屏蔽线是否接好。

4 小结

(1)熟悉DZZ5型自动气象站结构原理、特点及故障判断和检修方法是解决故障的前提;(2)在熟悉DZZ5型自动气象站结构和电气原理的前提下,利用采集系统的检测命令、测量、元器件替代等方法,可以迅速确定和排除温湿传感器的故障,节省了人工和时间,提高了工作效率。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献

[1] 陈冬冬.新型自动气象站结构特点及其优越性[J].气象水文海洋仪器,2011,28(4):93-99.