论文部分内容阅读
摘要：随着气象现代化的快速发展，地面气象观测过程中不断涌现出了众多的新技术与新设备。其中DSC1型称重式降水传感器的应用能够自动观测固态、液态与混合降水，不仅使降水观测资料更具及时性、客观性与连续性，还大大减轻了气象观测工作人员的工作强度。为全面认识DSC1型称重式降水传感器，本文首先简述了DSC1型称重式降水传感器的原理与组成结构，后重点探讨了其工作过程中的常见故障及排查方法，最后在此基础上给出几点有效的日常维护措施，以期能够为确保DSC1型称重式降水传感器的正常、高效运行提供一定的借鉴与参考。
关键词：称重式降水传感器 故障 排查 维护
引言
作为一种在恶劣的现场条件下仍然可以独立检测降水量的智能传感器，DSC1 称重式降水传感器能准确可靠地测量固体、液体和混合状态下三种不同情况下整体降水量和降水强度变化情况，克服了各地区在获取地域降水量的精确数值过程中时空随机性、不可抗力等因素的干扰，在全国地面气象站中应用广泛。本文主要内容包括DSC1型称重式降水传感器的组成结构与原理，以及该称重式降水传感器在使用过程中常见故障排除与检测维护，为后续相关气象从业人员的日常工作提供部分参考与借鉴意义，进一步提升工作效率。
1原理与组成结构
DSC1型称重式降水传感器是一款根据单点测压原理实现降水观测的测量仪器。其结构主要是由硬件（载荷元件、数据处理单元和外围组件）和处理软件（称重单元、信号处理单元）两大部分组成。该传感器在运行过程中主要是对称重单元的信号进行采样和数据运算处理，计算出分钟、累计降水量，处理单元再模拟翻斗雨量传感器输出雨量开关信号并直接提供具体数字量。相对于传统翻斗式雨量传感器，DSC1 称重式降水传感器在测量的精准度、结果客观性、数据的连续化方面都有重大突破，有效提升了观测效率和质量。
2常见故障排查
2.1 称重降水数据异常
称重式降水传感器是一款现代化智能传感器，经过一系列的输出信号，会存在不同情况导致数据异常，包括空跳，测量数据偏大偏小等情况。称重式降水传感器故障主要集中在机械故障，这部分运转的好坏程度直接影响测试数据的的可靠性。从实践经验结果来看，引起称重降水数据异常的故障原因可能包括：（1）参数设置错误;（2）称重式降水传感器故障;（3）称重降水通信电缆故障;（4）主采集器通道故障。
因此要避免以上失误，首先要进行硬件设备检查，观察传感器信号处理单元上运行指示灯的状态（1 s亮1 s暗间断出现为正常状态）。接着需要检查称重式降水传感器是否连接到ISOS 采集软件（注意是否连接正确，保证接触良好）;确认传感器的状态是否被禁用，信号处理单元上的电压是否匹配（正常电压为直流12 V±20%），是否出现短路或断路通信电缆故障，此时主要使用万用表导通模式;观察ISOS 软件中的数据质量控制参数设置;用替换法有序排除主采集器通道上传感器，读取数据和信号处理单元三者的故障。最后，排查问题之后的恢复测试非常重要，这时需要将定量水逐渐缓慢倒入到称重式降水传感器盛水桶中，监控终端软件界面的实时数据，观察是否和原来倒入水量相近。若数据相近时，则已恢复测试工作。
2.2降水量值总是0
若降水量值显示一直为0，主要包括2种原因，一种是盛水桶水满溢现象，一种是载荷元件受损。因此要避免以上失误，首先要每日按时进行检查内筒内液面高度，（尤其在较大降水天气结束后），防止内筒内的水满溢。其次，按时核检、更换载荷元件，避免载荷元件受到外力冲击，因元件受损影响降水数据的准确性及可靠性。
3日常维护措施
《DSC1型称重式降水传感器使用手册》对于DSC1型称重式降水传感器的日常使用维护已有明确说明，更重要的是相关从业人员在具体使用过程中要积极落实，檢查维护设备。在实践中发现，DSC1称重式降水传感器故障大多是维护不及时或者维护不当造成的，建议维护时注意以下事项：
3.1断开电源
断开电源是在任何时候对DSC1型称重式降水传感器维护的首要步骤，时刻牢记安全第一。注意在此之前先保证有备用雨量筒观测或人工观测设备，以防维修时段数据缺失，其次再拔下数据线，维护完毕后，最终有序接上数据线与电源线。
3.2及时清桶
在液体较多或杂物过多时，降水超过200 mm时、重大降水降雪之前或之后，我们需要及时清桶，通常小毛刷擦拭感应圈去除杂物，以防造成数据的缺失，保证传感器的稳定运行。鉴于桶内液体的重量和抑制蒸发油的润滑非常容易脱手，可以通过抽吸、舀取方式转移桶内液体，尽量避免整体将集水桶和桶内液体一并端起，防止集水桶的快速落下形成强烈冲击导致振弦断裂。清桶之后，要求垂直放置外罩，避免磕断振弦。集水桶内筒要放进托盘的槽内，方向位置要与原来一致，保证水平放置，减少干扰。
3.3传感器检查
每年至少检查2次DSC1传感器（包括温度传感器和称重传感器），及时检测实时温度与实时重量。每年春季应该对称重式降水传感器进行防雷安全检查（接地电阻值≤4Ω）。
3.4注意使用各种润滑剂
夏季要放入航空液压油和抑制蒸发油，形成薄层保护膜，如果是冬季，需要在添加抑制蒸发油的基础上，还要根据实际情况添加防冻液。
3.5做好日常保养工作
要求值班员要加强数据监测及设备监控。对于连接松动、端口锈蚀等常见现象要及时维护修理，尽可能改善设备的运行条件。在每次挪移传感器时，都要保证振弦传感器上的保护螺钉拧紧，以防影响振弦频率的准确性，造成数据误差。在分析机械故障原因进行维护时，无论是哪种情况，都应该尽可能将时间段及故障原因，解决方法和注意事项等细节记录在册，按时进行整理归纳总结、完善保存，以便后续人员作为参考资料查阅借鉴。
在DSC1型称重式降水传感器故障维护过程中，应查看具体的故障症状，结合理论与实践经验初步分析快速定位故障原因，做到心中有数。有时故障的发生可能是多个原因或者连锁反应导致，这就要求维护人员按照分解原则，逐步缩小核查范围，最终找到最关键因素，对症下药！
4结论
DSC1称重式降水传感器作为地面气象观测的主要项目之一，大大提升了气象观测自动化水平。本文将理论与实践相结合，详细介绍了DSC1称重式降水传感器的原理、组成结构以及在操作过程中常见故障和维护方法，不仅有利于提高降水观测资料的准确性与有效性，为开展恶劣天气过程气象服务提供有力的理论支撑和操作指导，还极大减轻了地面气象观测员的工作量，使降水观测效率与质量实现了大幅提升。
参考文献
[1] 江苏省无线电科学研究所有限公司.DSC1型称重式降水传感器用户手册[M].2012.
[2] 许浩翊， 高宇， 张鑫等. DSC1型称重式降水传感器故障分析及排除方法[J]. 新疆农垦科技， 2019，42（11）：48-49.
[3] 曲波， 侯士彬， 陆忠涛等. 浅谈称重式降水传感器日常维护及故障排查[J]. 黑龙江科技信息， 2017， （8）：62.
[4] 沈玉亮， 陆斌， 赵宝义等. DSC1型称重式降水传感器工作原理及故障判断方法[J]. 气象水文海洋仪器， 2017，（3）：96-100.
作者简介：刘伟斌（1983-），男，汉族，河南登封人，本科学历，工程师，从事地面综合气象观测，地面气象资料研究应用工作。
关键词：称重式降水传感器 故障 排查 维护
引言
作为一种在恶劣的现场条件下仍然可以独立检测降水量的智能传感器，DSC1 称重式降水传感器能准确可靠地测量固体、液体和混合状态下三种不同情况下整体降水量和降水强度变化情况，克服了各地区在获取地域降水量的精确数值过程中时空随机性、不可抗力等因素的干扰，在全国地面气象站中应用广泛。本文主要内容包括DSC1型称重式降水传感器的组成结构与原理，以及该称重式降水传感器在使用过程中常见故障排除与检测维护，为后续相关气象从业人员的日常工作提供部分参考与借鉴意义，进一步提升工作效率。
1原理与组成结构
DSC1型称重式降水传感器是一款根据单点测压原理实现降水观测的测量仪器。其结构主要是由硬件（载荷元件、数据处理单元和外围组件）和处理软件（称重单元、信号处理单元）两大部分组成。该传感器在运行过程中主要是对称重单元的信号进行采样和数据运算处理，计算出分钟、累计降水量，处理单元再模拟翻斗雨量传感器输出雨量开关信号并直接提供具体数字量。相对于传统翻斗式雨量传感器，DSC1 称重式降水传感器在测量的精准度、结果客观性、数据的连续化方面都有重大突破，有效提升了观测效率和质量。
2常见故障排查
2.1 称重降水数据异常
称重式降水传感器是一款现代化智能传感器，经过一系列的输出信号，会存在不同情况导致数据异常，包括空跳，测量数据偏大偏小等情况。称重式降水传感器故障主要集中在机械故障，这部分运转的好坏程度直接影响测试数据的的可靠性。从实践经验结果来看，引起称重降水数据异常的故障原因可能包括：（1）参数设置错误;（2）称重式降水传感器故障;（3）称重降水通信电缆故障;（4）主采集器通道故障。
因此要避免以上失误，首先要进行硬件设备检查，观察传感器信号处理单元上运行指示灯的状态（1 s亮1 s暗间断出现为正常状态）。接着需要检查称重式降水传感器是否连接到ISOS 采集软件（注意是否连接正确，保证接触良好）;确认传感器的状态是否被禁用，信号处理单元上的电压是否匹配（正常电压为直流12 V±20%），是否出现短路或断路通信电缆故障，此时主要使用万用表导通模式;观察ISOS 软件中的数据质量控制参数设置;用替换法有序排除主采集器通道上传感器，读取数据和信号处理单元三者的故障。最后，排查问题之后的恢复测试非常重要，这时需要将定量水逐渐缓慢倒入到称重式降水传感器盛水桶中，监控终端软件界面的实时数据，观察是否和原来倒入水量相近。若数据相近时，则已恢复测试工作。
2.2降水量值总是0
若降水量值显示一直为0，主要包括2种原因，一种是盛水桶水满溢现象，一种是载荷元件受损。因此要避免以上失误，首先要每日按时进行检查内筒内液面高度，（尤其在较大降水天气结束后），防止内筒内的水满溢。其次，按时核检、更换载荷元件，避免载荷元件受到外力冲击，因元件受损影响降水数据的准确性及可靠性。
3日常维护措施
《DSC1型称重式降水传感器使用手册》对于DSC1型称重式降水传感器的日常使用维护已有明确说明，更重要的是相关从业人员在具体使用过程中要积极落实，檢查维护设备。在实践中发现，DSC1称重式降水传感器故障大多是维护不及时或者维护不当造成的，建议维护时注意以下事项：
3.1断开电源
断开电源是在任何时候对DSC1型称重式降水传感器维护的首要步骤，时刻牢记安全第一。注意在此之前先保证有备用雨量筒观测或人工观测设备，以防维修时段数据缺失，其次再拔下数据线，维护完毕后，最终有序接上数据线与电源线。
3.2及时清桶
在液体较多或杂物过多时，降水超过200 mm时、重大降水降雪之前或之后，我们需要及时清桶，通常小毛刷擦拭感应圈去除杂物，以防造成数据的缺失，保证传感器的稳定运行。鉴于桶内液体的重量和抑制蒸发油的润滑非常容易脱手，可以通过抽吸、舀取方式转移桶内液体，尽量避免整体将集水桶和桶内液体一并端起，防止集水桶的快速落下形成强烈冲击导致振弦断裂。清桶之后，要求垂直放置外罩，避免磕断振弦。集水桶内筒要放进托盘的槽内，方向位置要与原来一致，保证水平放置，减少干扰。
3.3传感器检查
每年至少检查2次DSC1传感器（包括温度传感器和称重传感器），及时检测实时温度与实时重量。每年春季应该对称重式降水传感器进行防雷安全检查（接地电阻值≤4Ω）。
3.4注意使用各种润滑剂
夏季要放入航空液压油和抑制蒸发油，形成薄层保护膜，如果是冬季，需要在添加抑制蒸发油的基础上，还要根据实际情况添加防冻液。
3.5做好日常保养工作
要求值班员要加强数据监测及设备监控。对于连接松动、端口锈蚀等常见现象要及时维护修理，尽可能改善设备的运行条件。在每次挪移传感器时，都要保证振弦传感器上的保护螺钉拧紧，以防影响振弦频率的准确性，造成数据误差。在分析机械故障原因进行维护时，无论是哪种情况，都应该尽可能将时间段及故障原因，解决方法和注意事项等细节记录在册，按时进行整理归纳总结、完善保存，以便后续人员作为参考资料查阅借鉴。
在DSC1型称重式降水传感器故障维护过程中，应查看具体的故障症状，结合理论与实践经验初步分析快速定位故障原因，做到心中有数。有时故障的发生可能是多个原因或者连锁反应导致，这就要求维护人员按照分解原则，逐步缩小核查范围，最终找到最关键因素，对症下药！
4结论
DSC1称重式降水传感器作为地面气象观测的主要项目之一，大大提升了气象观测自动化水平。本文将理论与实践相结合，详细介绍了DSC1称重式降水传感器的原理、组成结构以及在操作过程中常见故障和维护方法，不仅有利于提高降水观测资料的准确性与有效性，为开展恶劣天气过程气象服务提供有力的理论支撑和操作指导，还极大减轻了地面气象观测员的工作量，使降水观测效率与质量实现了大幅提升。
参考文献
[1] 江苏省无线电科学研究所有限公司.DSC1型称重式降水传感器用户手册[M].2012.
[2] 许浩翊， 高宇， 张鑫等. DSC1型称重式降水传感器故障分析及排除方法[J]. 新疆农垦科技， 2019，42（11）：48-49.
[3] 曲波， 侯士彬， 陆忠涛等. 浅谈称重式降水传感器日常维护及故障排查[J]. 黑龙江科技信息， 2017， （8）：62.
[4] 沈玉亮， 陆斌， 赵宝义等. DSC1型称重式降水传感器工作原理及故障判断方法[J]. 气象水文海洋仪器， 2017，（3）：96-100.
作者简介：刘伟斌（1983-），男，汉族，河南登封人，本科学历，工程师，从事地面综合气象观测，地面气象资料研究应用工作。