论文部分内容阅读
摘要 结合实际维修经验，本文对DSC3型称重降水传感器容易出现的故障点逐一介绍维修方法，以供维修人员在实际工作中参考，延长其使用年限。
关键词 DSC3型称重降水传感器；故障；维修；维护
中图分类号 P415.1 2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2017）07-0214-02
降水是地面气象观测中的主要项目之一，通过称重降水传感器实现了固态降水的自动观测。DSC3型称重式降水传感器可以完成固态降水和液态降水的自动化观测，并且具有精度高、效率高、观测连续等多方面的优势。为了全面提升我国地面气象观测的自动化水平，实现对气候要素更加准确的观测，积极辅助应对气候变化方面的研究，应当有效利用DSC3型称重式降水传感器，为专业部门和公众提供更多有价值的气象信息和观测产品，从而为人们的生产生活提供保障。但是与传统的翻斗式雨量传感器相比，DSC3型称重式降水传感器系统组成更为复杂，其故障处理与日常维护的难度也更大[1-2]。为了实现规模化应用该仪器，基层台站维护人员需要及时更新相关知识，以顺应新技术使用的需要。
目前，吉林省有部分台站安装了DSC3型称重降水传感器，根据要求该设备全年使用，尤其是冬季结冰期，降水观测记录以称重式雨量传感器数据为准，然而业务运行中设备不可避免地出现故障，造成数据缺失[3-4]。根据笔者实际维修经验，DSC3型称重式降水传感器容易出现的故障点主要包括以下7个方面：①采集器版本低；②采集端GPS端口、RS485端口、称重降水传感器是否开启；③稱重降水是否测量重量变化；④检查称重降水传感器数据传输线；⑤检查ADAM-4520模块是否正常工作；⑥检查采集器；⑦称重降水传感器485端输出。现针对DSC3型称重降水传感器容易出现的故障点，逐一介绍维修方法，以供其他维修人员在实际工作中参考。
1 读取数据采集器的基本信息（BASEINFO）
采集器版本低会造成不采集数据，在台站地面综合观测业务软件SMO中设备管理菜单中点“维护终端”打开采集器命令终端输入如下命令：BASEINFO，则返回值如下：BASEINFO 4mC TYJT0001MODEL DZZ6ID 20140310001Ver V6.30。
其中：
↙ 表示BASEINFO命令有4条返回信息[↙表示回车（CR），即chr（13），下同。]
↙ 表示生产厂家编码
↙ 表示采集器型号
↙ 表示采集器序列号
↙表示软件版本号
如果采集器版本过低，则V4.90以下的版本就不能采集称重降水，需用厂家提供采集器调试助手省级采集器程序。
2 检查采集端GPS端口、RS485端口、称重降水传感器是否开启
2.1 关闭采集器GPS端口
由于部分台站称重降水传感器接在采集器GPS端口，需要先关闭GPS端口，在台站地面综合观测业务软件SMO设备管理菜单中点“维护终端”打开采集器命令终端输入如下命令：
GPSSENSORTYPE 2↙
返回值：表示设置失败，表示设置成功。
2.2 打开采集器485端口
在台站地面综合观测业务软件SMO中设备管理菜单中点“维护终端”打开采集器命令终端输入如下详细的命令：
RS485SENSORTYPE 1↙
返回值：表示设置失败，表示设置成功。
2.3 设置或读取称重传感器状态
命令符：SENST RAW
返回值为“1”表示传感器开启（SENST为设置或读取各传感器状态命令；VI为能见度传感器标识符；单个传感器的开启状态，用“0”或“1”表示，“1”表示传感器开启，“0”表示传感器关闭）。若没有开启能见度传感器，则键入命令开启：SENST VI 1↙
3 测试称重降水传感器是否测量重量变化
测试时可以用倒水法和坠重法。倒水法，即盖上外筒直接向内筒倒水；坠重法，即用一根绳子一端拴上螺丝等重物放入盛水筒内来回拖动。DSC3型称重降水传感器是感光型的，在接近盛水器口顶端有一个降水发生探测器（以下简称OPD），未盖外筒的情况下需要遮住传感器的感光元件。倒水或坠重后经过2 min左右，会听到传感器出现“啪嗒啪嗒”的响声，由此可以说明传感器载荷元件能够测量重量变化。
4 检查称重降水传感器数据传输线
4.1 RS485端到ADAM-4520模块接线端的2根数据线
用万用表蜂鸣档测试称重传感器RS485端到ADAM-4520模块接线端的2根线是否通断。
4.2 采集器R、T、G端到ADAM-4520模块端传输线
采集器R、T、G端到ADAM-4520模块端传输线是经过232转接到采集器，用万用表蜂鸣档测试232端口的2、3、5脚与对应的R、T、G端是否通断。
5 检查ADAM-4520模块是否正常工作
5.1 设置数据格式
使用RS-485通讯时需要设置数据格式。SW1用来设置数据格式，可以是9、10、11、12位（bits）。默认的数据格式是10 bits：1起始位，8数据位，0校验位，1停止位。SW2在ADAM-4520模块的电路板上。更改时需要将模块背面的2颗十字黑色螺钉拧下，拆开盒盖拿出电路板，可以按照图1进行设置。
注意事项：①数据格式=起始位 数据位 校验位 停止位；②无论什么设备，一定有1 bit的起始位；③如果某设备通讯参数为“9600，8，1，偶”，则其数据格式=1起始位 8数据位 1校验位 1停止位=11 bits，对照图2可知，SW1的1为OFF，2为ON，与默认设置相反；④此参数如果设置错误，一定无法通讯。 笔者在试验中2个4520模块的SW1均采用默认设置，1为ON，2为OFF。
5.2 设置通讯波特率
SW2用来设置通讯波特率，SW2在ADAM-4520模块的电路板上。更改时需要将模块背面的2颗十字黑色螺钉拧下，拆开盒盖拿出电路板；可以按照图2进行相关程序的设置。
笔者在试验中将2个ADAM-4520模块的SW2端波特率均设置为9 600，即第5个码拨到ON的位置。
5.3 ADAM-4520模块连接电路
ADAM-4520模块连接电路见图3。
5.4 2个ADAM-4520模块接线方法
用12 V电压给2个ADAM-4520模块供电，2个模块上（RS-485）端的DATA 端用导线连接，DATA-端用导线连接。
5.5 ADAM-4520模块连接计算机
ADAM-4520连接电脑时电路如图4所示。
ADAM-4520连接电脑时，RS-232端应该使用串口直连线。计算机的DB-9针串口，管脚2为Rx，管脚3为Tx；而ADAM-4520的管脚2为Tx，管脚3为Rx；根据RS-232端需要交叉Rx与Tx的要求，一般计算机与ADAM-4520进行连接时使用串口直连线即可；也可直接用USB转串口线连接。
5.6 测试方法
ADAM-4520模块（RS-232）端分别连接一台电脑，2台电脑上同时安装串口调试软件，同时打开串口调试软件，在一台电脑串口调试软件上发送数据，另一台电脑串口调试软件上能接收到所发的数据，即表示ADAM-4520模块的485端是正常的。
6 检查采集器
更换采集器，查看数据是否输出。注意更换采集器后要采检查集端GPS端口、RS485端口、称重降水传感器是否开启，如果设置不正确会造成不采集数据。
7 检查称重降水传感器485端输出
经过前6步的检查都正常，则数据不输出的原因就是称重降水传感器485端不输出，可以联系厂家维修数据处理单元[5]。
8 结语
通过以上故障点检查，就能轻松解决称重降水传感器出现的故障，保证设备的稳定运行，提供准确、连续的降水观测数据。
9 参考文献
[1] 新型自动气象（气候）站功能需求书（修订版）[M].北京：气象出版社，2012.
[2] 中国气象局综合观测司.降水观测规范：称重式降水传感器（试行）[S].北京：中国气象局综合观测司，2011.
[3] 新型自动气象（气候）站终端命令格式[EB/OL].（2010-07-14）[2016-12-10].http：//www.docin.com/p-1352585675.html.
[4] ADAM-4520_4522转换器快速入门手册[EB/OL].（2014-12-05）[2016-12-10].http：//www.goepe.com/wenku/hoyanplc-28223.html.
[5] 張子曰，戴高菊.称重式降水传感器分析与评估[J].北京农业，2015（35）：152-153.
关键词 DSC3型称重降水传感器；故障；维修；维护
中图分类号 P415.1 2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2017）07-0214-02
降水是地面气象观测中的主要项目之一，通过称重降水传感器实现了固态降水的自动观测。DSC3型称重式降水传感器可以完成固态降水和液态降水的自动化观测，并且具有精度高、效率高、观测连续等多方面的优势。为了全面提升我国地面气象观测的自动化水平，实现对气候要素更加准确的观测，积极辅助应对气候变化方面的研究，应当有效利用DSC3型称重式降水传感器，为专业部门和公众提供更多有价值的气象信息和观测产品，从而为人们的生产生活提供保障。但是与传统的翻斗式雨量传感器相比，DSC3型称重式降水传感器系统组成更为复杂，其故障处理与日常维护的难度也更大[1-2]。为了实现规模化应用该仪器，基层台站维护人员需要及时更新相关知识，以顺应新技术使用的需要。
目前，吉林省有部分台站安装了DSC3型称重降水传感器，根据要求该设备全年使用，尤其是冬季结冰期，降水观测记录以称重式雨量传感器数据为准，然而业务运行中设备不可避免地出现故障，造成数据缺失[3-4]。根据笔者实际维修经验，DSC3型称重式降水传感器容易出现的故障点主要包括以下7个方面：①采集器版本低；②采集端GPS端口、RS485端口、称重降水传感器是否开启；③稱重降水是否测量重量变化；④检查称重降水传感器数据传输线；⑤检查ADAM-4520模块是否正常工作；⑥检查采集器；⑦称重降水传感器485端输出。现针对DSC3型称重降水传感器容易出现的故障点，逐一介绍维修方法，以供其他维修人员在实际工作中参考。
1 读取数据采集器的基本信息（BASEINFO）
采集器版本低会造成不采集数据，在台站地面综合观测业务软件SMO中设备管理菜单中点“维护终端”打开采集器命令终端输入如下命令：BASEINFO，则返回值如下：BASEINFO 4mC TYJT0001MODEL DZZ6ID 20140310001Ver V6.30。
其中：
如果采集器版本过低，则V4.90以下的版本就不能采集称重降水，需用厂家提供采集器调试助手省级采集器程序。
2 检查采集端GPS端口、RS485端口、称重降水传感器是否开启
2.1 关闭采集器GPS端口
由于部分台站称重降水传感器接在采集器GPS端口，需要先关闭GPS端口，在台站地面综合观测业务软件SMO设备管理菜单中点“维护终端”打开采集器命令终端输入如下命令：
GPSSENSORTYPE 2↙
返回值：
2.2 打开采集器485端口
在台站地面综合观测业务软件SMO中设备管理菜单中点“维护终端”打开采集器命令终端输入如下详细的命令：
RS485SENSORTYPE 1↙
返回值：
2.3 设置或读取称重传感器状态
命令符：SENST RAW
返回值为“1”表示传感器开启（SENST为设置或读取各传感器状态命令；VI为能见度传感器标识符；单个传感器的开启状态，用“0”或“1”表示，“1”表示传感器开启，“0”表示传感器关闭）。若没有开启能见度传感器，则键入命令开启：SENST VI 1↙
3 测试称重降水传感器是否测量重量变化
测试时可以用倒水法和坠重法。倒水法，即盖上外筒直接向内筒倒水；坠重法，即用一根绳子一端拴上螺丝等重物放入盛水筒内来回拖动。DSC3型称重降水传感器是感光型的，在接近盛水器口顶端有一个降水发生探测器（以下简称OPD），未盖外筒的情况下需要遮住传感器的感光元件。倒水或坠重后经过2 min左右，会听到传感器出现“啪嗒啪嗒”的响声，由此可以说明传感器载荷元件能够测量重量变化。
4 检查称重降水传感器数据传输线
4.1 RS485端到ADAM-4520模块接线端的2根数据线
用万用表蜂鸣档测试称重传感器RS485端到ADAM-4520模块接线端的2根线是否通断。
4.2 采集器R、T、G端到ADAM-4520模块端传输线
采集器R、T、G端到ADAM-4520模块端传输线是经过232转接到采集器，用万用表蜂鸣档测试232端口的2、3、5脚与对应的R、T、G端是否通断。
5 检查ADAM-4520模块是否正常工作
5.1 设置数据格式
使用RS-485通讯时需要设置数据格式。SW1用来设置数据格式，可以是9、10、11、12位（bits）。默认的数据格式是10 bits：1起始位，8数据位，0校验位，1停止位。SW2在ADAM-4520模块的电路板上。更改时需要将模块背面的2颗十字黑色螺钉拧下，拆开盒盖拿出电路板，可以按照图1进行设置。
注意事项：①数据格式=起始位 数据位 校验位 停止位；②无论什么设备，一定有1 bit的起始位；③如果某设备通讯参数为“9600，8，1，偶”，则其数据格式=1起始位 8数据位 1校验位 1停止位=11 bits，对照图2可知，SW1的1为OFF，2为ON，与默认设置相反；④此参数如果设置错误，一定无法通讯。 笔者在试验中2个4520模块的SW1均采用默认设置，1为ON，2为OFF。
5.2 设置通讯波特率
SW2用来设置通讯波特率，SW2在ADAM-4520模块的电路板上。更改时需要将模块背面的2颗十字黑色螺钉拧下，拆开盒盖拿出电路板；可以按照图2进行相关程序的设置。
笔者在试验中将2个ADAM-4520模块的SW2端波特率均设置为9 600，即第5个码拨到ON的位置。
5.3 ADAM-4520模块连接电路
ADAM-4520模块连接电路见图3。
5.4 2个ADAM-4520模块接线方法
用12 V电压给2个ADAM-4520模块供电，2个模块上（RS-485）端的DATA 端用导线连接，DATA-端用导线连接。
5.5 ADAM-4520模块连接计算机
ADAM-4520连接电脑时电路如图4所示。
ADAM-4520连接电脑时，RS-232端应该使用串口直连线。计算机的DB-9针串口，管脚2为Rx，管脚3为Tx；而ADAM-4520的管脚2为Tx，管脚3为Rx；根据RS-232端需要交叉Rx与Tx的要求，一般计算机与ADAM-4520进行连接时使用串口直连线即可；也可直接用USB转串口线连接。
5.6 测试方法
ADAM-4520模块（RS-232）端分别连接一台电脑，2台电脑上同时安装串口调试软件，同时打开串口调试软件，在一台电脑串口调试软件上发送数据，另一台电脑串口调试软件上能接收到所发的数据，即表示ADAM-4520模块的485端是正常的。
6 检查采集器
更换采集器，查看数据是否输出。注意更换采集器后要采检查集端GPS端口、RS485端口、称重降水传感器是否开启，如果设置不正确会造成不采集数据。
7 检查称重降水传感器485端输出
经过前6步的检查都正常，则数据不输出的原因就是称重降水传感器485端不输出，可以联系厂家维修数据处理单元[5]。
8 结语
通过以上故障点检查，就能轻松解决称重降水传感器出现的故障，保证设备的稳定运行，提供准确、连续的降水观测数据。
9 参考文献
[1] 新型自动气象（气候）站功能需求书（修订版）[M].北京：气象出版社，2012.
[2] 中国气象局综合观测司.降水观测规范：称重式降水传感器（试行）[S].北京：中国气象局综合观测司，2011.
[3] 新型自动气象（气候）站终端命令格式[EB/OL].（2010-07-14）[2016-12-10].http：//www.docin.com/p-1352585675.html.
[4] ADAM-4520_4522转换器快速入门手册[EB/OL].（2014-12-05）[2016-12-10].http：//www.goepe.com/wenku/hoyanplc-28223.html.
[5] 張子曰，戴高菊.称重式降水传感器分析与评估[J].北京农业，2015（35）：152-153.