DZZ4新型自動氣象站和CAWS600SE型的對比分析

王少梅++郗晨

摘要 本文對CAWS600SE型和DZZ4新型自動氣象站的設(shè)計特點和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行對比分析，并分析了1個月的對比資料，以便于DZZ4新型自動氣象站基層業(yè)務(wù)化運行。

關(guān)鍵詞 自動氣象站；DZZ4新型自動氣象站；CAWS600SE型；對比分析

中圖分類號 P415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）18-0242-01z

CAWS600SE型自動氣象站2002年在山東省開始安裝并投入業(yè)務(wù)化運行，在基層臺站地面氣象綜合觀測自動化方面發(fā)揮了重要作用。由于其主要設(shè)備為芬蘭的Vaisala公司生產(chǎn)，并在觀測要素擴(kuò)展等方面存在缺陷，現(xiàn)階段由我國自主研制的具有代表性DZZ4新型自動氣象站代替，并已投入業(yè)務(wù)化運行。

1 主采集單元

DZZ4新型自動氣象站采集單元為WUSH-BH，基于ARM9平臺和嵌入式LINUX實時多任務(wù)操作系統(tǒng)設(shè)計，內(nèi)置高精度A/D電路、實時時鐘電路，具有RS232和RS485通訊接口，1個CF卡接口，1個GPS接口，1個以太網(wǎng)接口、具有USB和RJ45接口，由1個主采集器和若干分采集器組成[1]。各采集器之間采用CAN總線控制，具有高準(zhǔn)確性、高可靠性、易維護(hù)、易擴(kuò)展的特點。

CAWS600SE型自動氣象站采集單元為DT500數(shù)據(jù)采集器擁有10個模擬單端通道（或5個差分模擬通道），5個數(shù)字通道，3個計數(shù)器通道，+5V和+6.8V供電輸出，和1個RS232通訊口及存儲卡插件。并配有1塊28個通道防雷板（CAWS-FL01），所有外部接線（除電源）均通過此板接入采集器。其中模擬通道可采集電壓、電流、電阻和頻率信號；數(shù)字通道可采集數(shù)字量、開關(guān)量等；計數(shù)通道可采集數(shù)字累計量或作為計數(shù)脈沖輸出。通過各種通道的組合使用，可采集各種標(biāo)準(zhǔn)傳感器信號。

DZZ4新型自動氣象站和CAWS600SE型自動氣象站的觀測要素對比如表1所示。

2 自動校時功能的改善

DZZ4新型自動氣象站新增了GPS授時模塊，可與自動氣象站高精度實時時鐘同步，確保自動氣象站實時時鐘在任何時候誤差均小于1 s。CAWS600型自動站以采集器內(nèi)部時鐘計時，通過采集器校正計算機(jī)時間，需要每天對時，保證采集器時鐘誤差小于30 s。

3 通信傳輸功能增強(qiáng)

通過光纖轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)自動氣象站與業(yè)務(wù)軟件的終端微機(jī)之間的一對一的高質(zhì)量、高可靠的光纖通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、信息控制、狀態(tài)監(jiān)控。同時可以實現(xiàn)自氣象動站與運行業(yè)務(wù)軟件的終端微機(jī)之間的一對多的GPGS無線通信，還可提供CDMA通信選擇。CAWS600SE僅提供了RS232接口的數(shù)據(jù)電纜通信。

4 溫濕度傳感器

DZZ4溫度采用的是WUSH-100高精度鉑電阻傳感器，等級達(dá)ICE60751 AAA。濕度傳感器為WUSH-200，濕敏元件為新型HUMICAP180R，具有測量精度高、耐高濕性能好和長期穩(wěn)定的特點，而且為分體設(shè)計，出現(xiàn)故障后可分別更換，便于維修，且維修成本降低。CAWS600SE采用的是維薩拉公司的溫濕度一體的HMP45D。

5 風(fēng)向、風(fēng)速傳感器

配置的為ZQZ-TF風(fēng)向、風(fēng)速傳感器，該傳感器對風(fēng)杯進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，提高了測量精度和抗風(fēng)強(qiáng)度；風(fēng)向標(biāo)尾翼采用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、剛性好的非金屬材料制造。傳感器軸承具有創(chuàng)新的多級迷宮式防塵結(jié)構(gòu)，大大提高了防塵效果，使清洗維護(hù)周期延長1倍。CAWS600SE配置的為EL15-1A風(fēng)速傳感器和EL15-2A風(fēng)向傳感器，具有不耐凍雨和傳感器軸承維護(hù)時間短的弱點[2]。

6 實況對比分析

聊城市莘縣氣象局于2013年3月17日完成DZZ4新型自動氣象站安裝，4月1日開始同CAWS600SE進(jìn)行對比。至今新型站運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)正常，未出現(xiàn)異常情況。

從表2可以看出，除降水量、蒸發(fā)量、最高地溫、極大風(fēng)速這4項差值較大，其余各項目均在允許范圍。降水量、蒸發(fā)量、最高地溫、極大風(fēng)速與人工觀測值進(jìn)行比較，新型自動站數(shù)值更為合理。

6.1 降水量

新型站與CAWS600SE使用的同為SL-3雙反斗雨量傳感器，安裝位置不同。小時誤差0.1 mm，在允許范圍內(nèi)，但累計差值較大，仍需繼續(xù)觀察。

6.2 蒸發(fā)量

由于新型自動站蒸發(fā)底座有幾天不水平，發(fā)現(xiàn)后及時調(diào)整，調(diào)整后數(shù)據(jù)正常。

6.3 最高地溫

由于埋設(shè)位置等原因，穩(wěn)定時間越長，數(shù)值越接近。

（下轉(zhuǎn)第244頁）

6.4 極大風(fēng)速

原CSWA600SE自動站極大風(fēng)速偏小，新型自動站與人工對比更接近正常[3-4]。

7 結(jié)論

（1）新型自動站同CSWA600SE相比較設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，授時準(zhǔn)確，擴(kuò)充性、可靠性、可維性有較大改善。光纖傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定不易受干擾。備用電源儲蓄時間長。蒸發(fā)在單獨百葉箱，受影響小，精度高。

（2）新版自動站軟件界面不直觀。OSSMO軟件4.0.4版不完善，主要是正點數(shù)據(jù)維護(hù)功能內(nèi)分鐘雨量顯示為缺測，但在常規(guī)分鐘數(shù)據(jù)文件內(nèi)可查詢，不影響月報表數(shù)據(jù)文件生成。編制地面月報表界面不能直接上下拖動查看。通訊組網(wǎng)軟件不能自起動，只能手工啟動。系統(tǒng)參數(shù)庫采集軟件與地面氣象測報業(yè)務(wù)軟件不能共享，需要分別輸入[5]。

8 參考文獻(xiàn)

[1] 臧海光，李曉利，邱剛，等.DZZ4新型自動氣象站硬件結(jié)構(gòu)及故障診斷[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（1）：246-247.

[2] 胡玉峰.自動氣象站原理與測量方法[M].北京：氣象出版社，2004.

[3] 卓貞容，歐陽細(xì)美，韋麗菊.自動氣象站的使用維護(hù)技巧[J].廣東氣象，2006（1）：63-65.

[4] 羅征，馬祖勝.自動氣象站的運行和維護(hù)[J].廣東氣象，2008（5）：63-64.endprint