自动气象站DFC1型日照计故障分析及维护研究

青海省大气探测技术保障中心 青海 西宁 810000

以往使用的暗筒式日照计,主要是通过太阳光的作用,促使涂有感光剂 的日照纸上留下感光痕迹,进而得出日照时数。DFC1型光电式数字日照计是可以实现日照时数的自动化观测,无需人工干预。随着DFC1型日照计的使用,改变了以往人工观测方式,提升了日照时数观测资料的准确性,同时减轻了观测人员工作量,但目前DFC1光电式数字日照计的使用还处于完善阶段。

一、DFC1型日照计故障及处理方法

(一)数据缺测。日照数据缺测与硬件、软件两方面的故障存在关联,其中涉及到了供电、通讯、设备、参数设置等方面的问题,具体分析如下。

1.硬件方面的故障及方法

(1)供电问题。正常情况下,DFC1型日照计的电压值为13.6V,如果发现供电模块电压值与此数值存在较大差距时,需要先对供电机箱市电接入情况进行检查,而后再检查AC/DC电源端输出的直流电压情况以及负载端供电情况。在实际检查过程中,可以借助万用表,对电压进行测量,可更加准确的判断故障发生区域。比如,若是接线松动导致的故障,则可以重新接线同时要将螺丝进行进一步紧固[1]。

(2)通讯问题。当供电无问题时,首先检查传感器航空插头,若是发现松动、接触不好,可以重新插接、紧固;再次检查连接硬件集成器通讯线路,如果存在短路、断路的情况,可重新连接或更换线路。

(3)设备问题。若供电、通讯都无问题的情况下,数据依然不准确,应当判断DFC1型日照计质量情况,需更换新的设备[2]。

2.软件故障

(1)参数设置问题。参数设置错误时,也会造成数据缺测。应检查ISOS软件日照的串口号及其参数(9600,8,N,1),确认NPORT串口信息以及ISOS软件通讯参数,正常情况下,需二者一致。

(2)综合集成硬件控制器与传感器。查看日照传感器挂接Port口R、T数据收发是否正常,根据指示灯闪烁情况查看对应线路及端口,有无短路、断路、参数设置错误等情况;检查光电转换模块是否正常[3];使用串口调试助手直接向日照传感器发送命令,读取日照传感器的观测数据、状态信息以及自检情况,通过对应的信息判断设备运行情况。如果发送命令依然没有反应,则说明是日照传感器方面的故障。

(二)日照数据偏差较大。一是受到环境因素影响。因日照传感器裸露在外,易受到鸟粪、尘土等污染,致光路被遮挡,进而引发电信号问题,导致采集数据异常。二是设备安装出现问题。在安装时日照传感器没有朝向正北,或仪器倾斜角度错误。对于以上情况,应及时清理传感器上的污染物,或遵照《使用说明书》进行调整[4]。

(三)日照时数为0。在晴天时,存在有光照但日照时数却为0,这主要是由于日照计与ISOS软件的计算时差出现了不同,才导致出现此种情况。

首先,需要打开ISOS软件的设备,在维护终端处选择日照串口处理,输入指令READDATA,发送后返回BG,812345,00,YSDR,000...一串数字符号,对照返回数据中“北京时”与“地方时”,查看其与台站参数中地方时差是否一致。

如地方时差不一致,则需要根据当地纬度重新计算地方时差,并发送命令设置(如TD-14,则表示地方时差-14分钟)。

二、DFC1型日照计故障日常维护措施

(一)加强仪器巡视工作。加强对仪器的巡查工作,且须在日出前完成仪器巡查工作。在日常巡查过程中,及时清理传感器附近的污染物,若发生雨、雪、霜、露、雾等天气现象,应及时擦除光学镜筒上的雨雪和凝结物。清理时使用软布蘸取酒精或者清水擦拭传感器的光学镜筒。不得使用具有腐蚀性的溶液,防止划伤玻璃外罩,降低观测准确性[5]。

(二)保障供电。定期检查蓄电池,防止漏液、接线柱硫化等情况。还需定期对蓄电池进行放电。如蓄电池处于单一供电时,需严格掌控好放电时间。可查看传感器电压,保证电压在12V以上,以免过渡放电损坏电池。

(三)加强校准工作。定期检查日照传感器水平、纬度、方位等,如是否朝向正北,底座是否水平等,如有问题需第一时间进行校准。

(四)实施防雷测试。每年3、4月严格按照气象设施防雷技术要求全面检测防雷设施、设备接地等,防止仪器设备受到雷击损坏。

结语

综上所述,虽然DFC1型日照计可以较好的稳定运行,但由于其应用时间不长,所以不可避免会出现一些问题。因此,气象台站相关人员需要提升设备运维能力,及时发现问题,并找出故障原因,而后采取相应的措施排除故障,保证日照观测数据可以更加精准、客观、可靠,为经济社会发展提供有价值的服务。