台站DSC3型称重式降水传感器一次数据缺测的处理方法

2018-01-19李佳刘瑞琪

吉林农业 2018年11期

李佳，刘瑞琪

（长春市九台区气象局，吉林长春130500）

DSC3型称重式降水传感器观测时制为北京时，以20时为日界。采用新的技术算法，能够实现固态、液态和混合性降水的自动化观测，能够克服目前气象台站固态降水人工观测造成的时效性差、观测频次低等弊端，有利于提高固态降水观测的准确性和效率，减轻观测人员的工作量。DSC3型称重式降水传感器具有两个输出接口，一个是RS232/485数字信号，可以接入新型自动站，同时还可以以脉冲信号形式输出作为单独的传感器，挂接在现有自动站上（1个脉冲相当于0.1mm）同其他数字或总线系统及终端组网。

1 工作原理

DSC3型称重式降水传感器的测量原理是通过对质量变化的快速响应测量降水，它的核心元件是载荷元件。首先由微处理器（MCU）通过红外光学降水发生探测器OPD发射红外光束来判断是否产生降水，当OPD判断有降水天气发生时，载荷元件会将测量的降水的重量转换成电信号进行输出；同时，通过数字滤波、温度补偿等技术的过滤与修正，得到准确的降水量值。

2 故障分析处理

2017年9月16 日发现DSC3型称重式降水传感器分钟数据显示为缺测，调取历史数据仍显示缺测。为了判断故障出现的原因，主要从三个方面判断数据显示缺测原因：传感器问题、线路问题、采集器问题。

首先直观的查看了DSC3型称重式降水传感器的供电和工作情况，发现开关处于开启状态，卸下导轨一端的限位螺栓抽出数据处理单元，查看内部模块与主板的指示灯闪烁正常，线路连接正常。返回值班室，利用串口调试助手查看称重雨传感器当前状态，将串口调试助手参数设置为：波特率9600，数据位8，停止位1，校验位N。然后，输入命令：“DMPR”查看传感器的分钟数据，串口调试助手没有反应，输入命令：“LS”查看称重雨当前的状态，串口调试助手也没有反应。将带着工具及装有串口调试助手的笔记本再次回到观测场，先用万用表查看了电源状态和线路通断情况，结果表明电源和线路都属于正常状态。用笔记本连接设备的调试串口，设置好参数，取下DSC3型称重式降水传感器的保护罩，用细铁丝来模拟降水，判断OPD是否处于正常状态，用细铁丝在OPD发射红外光束处快速晃动，同时利用串口调试助手发送“LS”指令，返回结果显示OPD记录的次数与晃动次数相符，这说明OPD可以启动降水的发生，OPD处于正常工作状态。向DSC3型称重式降水传感器里注入3mm的降水，再次发送“LS”指令，通过返回结果判断出处理单元的温度和重量都在正常状态。在脉冲接口接一个计数器，再发送“FR10000”指令，等待5秒左右，输出一个计数同时伴随“啪嗒”一声，判断脉冲口正常。判断传感器正常。

主采集器和传感器通信口正常连接，笔记本运行串口助手，正确设置参数，将地线G和接收端口R接入通信线，观察采集器发送和接收数据，此时故障主采集器不发读取命令。然后，将笔记本带到主采集器一端，卸下DSC3型称重式降水传感器挂接在主采集器上的连接线，利用USB转232串口线和数据线通过传输线路将传感器与笔记本相连，利用串口调试助手发送“DMPR”指令，返回结果为0，查看称重雨当前的状态发送“LS”指令，返回数据格式正确，并且温度与当前温度吻合。再次模拟降水，用细铁丝在OPD圈的中心快速晃动，然后注入4mm的水，再次输入“DMPR”指令和“LS”指令，返回结果可以显示当前雨量，OPD记录次数，再次证明传感器正常，并且线路正常。其中DSC3型称重式降水传感器与主采集器连接的线路有三根线，分别是：红色、黄色和蓝色，分别与主采集器GPS端口的R、T和G相连，R为接收端口、T为发送端口、G为地线。笔记本再次运行串口调试助手，将地线G和接收端口R接入通信线与笔记本相连，观察采集器发送和接收数据，此时故障主采集器不发读取命令，判断主采集GPS通信口损坏。最后，决定更换主采集器，利用调试助手设定好新主采集器的参数，然后将所有分采集器与新的主采集器连接，合上电源开关，将终端计算机重新启动，待观测数据正常显示后，再次模拟降水，注入3mm降水，回到值班室，等待5分钟左右，通过ISOS软件查看称重雨分钟数据。此时，称重雨数据恢复正常，并且之前模拟的降水数据都在分钟数据中显示。