新型自动站DZZ5一次风向传感器故障诊断与处理

2023.07.06

陆霞　陈梦泉　王柱邦

【摘 ? 要】本文从柳城新型自动站DZZ5一次风向传感器故障实例出发，详细介绍了EL15-2C型风向传感器故障诊断过程和排除方法，并提出异常数据的处理方法，以供台站综合气象保障人员在实际工作中参考。

【关键词】风向传感器;故障判断;异常处理

Fault Diagnosis and Treatment of a New Automatic Station

DZZ5 Wind Direction Sensor

Lu Xia ? Chen Mengquan ? Wang Zhubang

[Abstract] Based on the example of the fault of the primary wind direction sensor of the new automatic station DZZ5 in Liucheng， this paper introduces the fault diagnosis process and elimination method of the EL 15-2C wind direction sensor in detail， and puts forward the method of handling abnormal data. For the station comprehensive meteorological support personnel in the actual work reference.

[Keywords] wind sensor; fault judgment; exception handling

随着科学技术的进步，自动气象观测设备不断取代人工观测设备。特别是高智能、高精度、高密度观测的自动化探测仪使用，大大减轻了台站观测员重复观测劳动，由此，地面气象观测员的工作重心由常规观测发报转向设备维护、应急保障、数据质量控制等方面转型。而高智能、高精度仪器装备的技术保障对于传统的地面气象观测员来说是一门全新的科学技术，需要不断地摸索和实践。本文结合柳城站EL15-2C型风向传感器的一次故障实例，详细阐述了风向传感器故障诊断与处理方法，对指导装备保障人员做好风传感器的保障维修具有一定的参考价值。

1 ? EL15-2C型风向传感器工作原理

EL15-2C型风向传感器是利用一个低惯性的风向标部件作为感应部件，有风时风向标部件随风旋转，带动转轴下端的7 位格雷码风向码盘进行光电扫描输出脉冲信号，采集器对7位格雷码信号进行采集，按照风向角度与7 位格雷码对照表转换成角度输出。

2 ?故障现象及诊断处理

2018年8月8日13时至12日10时，柳城现用新型自动站DZZ5的风向始终显示为6。而安装在同一风塔和同一高度上的备份自动站风向数据均有变化，而现用站与备份站的风速对应变化基本一致，则说明现用站风向出现了异常。

2.1 ?风向传感器故障诊断流程（见图1和图2）

2.2 ?风向传感器检测与维修

2.2.1 ?参数检查

（1）首先确认业务软件参数设置是否正确;

（2）确认主采集器中风向传感器是否开启情况，确认方法如下：

输入SENST WD ↙

若返回值为1，表示开启;若返回值为0，表示关闭;

输入SENST WD 1 ↙，将其启用。

2.2.2 ?供电检查

用万用表20V直流档依次测量从风向传感到主采集器的各个电压节点的电压为5V左右，说明供电是正常的。

2.2.3 ?线缆检查

（1）检查各线缆插头是否牢固，有无松动或脱落;

（2）用万用表蜂鸣档依次测量风向传感器到主采集器、防雷板风向信号各节点的通断情况来检查是否有短路或断路。如果听到蜂鸣声，说明信号是正常的，反之不正常。

2.2.4 ?傳感器检查

（1）风向数据明显异常或缺测时，首先进行外观检查，若风向标明显变形或转动不灵活，应先更换传感器。

（2）在确定传感器外形无明显异常时，先将风向标固定，在电源供电正常的情况下，依次测量D0～D6与 GND间的电压值（如图2），电压在4.5～5V之间为高电平1，在0～0.7V之间为低电平0，然后按从D6到D0的顺序（D6为首位，D0为末位）记录下7位格雷码，对照风向角度和7位格雷码表所对应的方位，与实际方位对比，确定传感器是故障。本次检查测量 D0～D6与GND之间的电压分别为：D0=2.32V，D1=2.47V，D2=2.13V，D3=1.94V，D4=1.10V，D5=1.30V，D6=1.67 V，则可以直接判断风向传感器出现了故障。

2.2.5 ?更换风向传感器

更换风向传感器后，数据恢复正常。

3 ?异常数据的处理

（1）正点风向风速异常，按照正点前10分钟、正点后10分钟、备份自动站记录的顺序代替，以上记录均不可用时，具备补测条件的台站应在定时观测时次进行人工补测，人工观测仪已撤除的台站需目测2分钟风向风速，其他风数据按缺测处理。估测风力主要根据风对地面或海面物体的影响而引起的各种现象，按风力等级表估计风力13级（0～12级），并记录其相应风速的中数值，风向按八个方位估计。

（2）需用正点前、后10分钟记录代替时，用以代替正点2分钟（10分钟）平均风的分钟数据必须为有效数据，即从拟代分钟数据开始，之前2分钟（10分钟）内的数据均正常可用。如：风传感器夜间故障，从08时00分开始恢复正常，则08时正点2分钟用08时01分数据代替。

（3）正点风向风速缺测时，不能用前、后两时次正点数据内插求得。

（4）风速记录缺测但有风向时，则风向亦按缺测处理;有风速而无风向时，则风速照记，风向记“-”。

（5）正点2分钟（10分钟）风向风速用正点前、后10分钟记录代替时，优先考虑用风向风速皆有的分钟数据代替，否则只把接近正点的分钟数据代替为正点2分钟（10分钟）风速，此时风向按缺测处理;当正点风速经代替后的值≤0.2时，风向应记为“C”。

（6）对 MDOS 提出的质疑信息按要求及时反馈。

4 ?故障情况上报

在故障出现 1 小时内上报上级业务管理部门，并在综合气象观测系统运行监控平台PASOM2.0 填写故障单（需要关采集器时填写停机通知）。故障维修结束后 3 小时内关闭故障单，并将故障维修情况书面上报上级业务管理、装备中心综合保障科、信息中心运行保障科等相关部门。

5 总结

（1）认真做好设备日常维护工作，减少设备故障率。值班员要加强数据监测及设备监控，发现异常及时处理。这样采集器才不会将错误的数据信息上传，才能保证气象服务质量。

（2）随着高性能、高精度仪器设备不断投入使用，对于每一次出现的故障，我们都应认真分析排查和总结。在实际工作中不断积累新经验，遇到故障判断与处理时就会得心应手。

参考文献：

[1] 刘跃.浅析新型自动站DZZ5原理及系统结构[J].农业与技术， 2015，（6）：194.

[2] 新型自动气象站实用手册.中国气象局气象探测中心：气象出版社.