淺談DSG4型降水現象儀的故障處理方法

福建省柘榮縣氣象局 黃德華 黃雄

大氣現象的觀測是淺層氣象觀測工作的主要對象。降水是天氣現象的重要組成部分，在進行降雨量測量和降雨譜觀測時，使用基于降雨譜測量原理的光學觀測器，可有效提高降雨觀測的自動化水平，減少觀察員的工作量，并為天氣預報和氣象服務提供更多有價值的信息。

1 DSG4型降水現象儀工作原理

DSG4型降水現象儀由陣列傳感器、數據采集設備、電源設備等部件單元組成。該儀器的傳感器部分采用了具有最新激光技術的光學遙感系統。通過測量降雨粒徑和沉淀速度，可以得出降雨量和降雨類型。數據采集設備主要作用是收集、分析、處理、存儲和傳輸數據。電源設備為儀器提供穩(wěn)定可靠的電流并且儲存電量以應對突發(fā)情況。DSG4型降水現象儀可以通過訪問測量數據庫和報告軟件來提供相關數據信息，如天氣數據，光譜數據和設備狀態(tài)信息等。

讀取降水數據。在安裝完成天氣現象儀后，可進行人工模擬降水并將降水現象儀的協議轉換器連接到便攜式計算機，以通過SSCOM64串行端口調試軟件讀取數據以確定降水量計狀態(tài)，輸入用于SSCOM64軟件的RESP并發(fā)送。如果返回的數據代碼中包含單詞“NOT_EXIST@”，則可以確定傳感器未連接到協議轉換器，此時應該檢查接線處是否正確連接。如果返回的數據是1024個4位數，則粒子數傳感器連接正常。輸入SSCOM64軟件的READDAEA命令并發(fā)送，如返回以下信息BG，847826、01，YWTP，010、20190308115500、101、001、22，AEA，02、0，z，1，xE，5，xD，0，xDR，135，xE，8，xEW，136，xF，0，xHE，126，xJ，0，xEV，01，xK，0，xKV，135，aA，0，wAV，0073，wF_B，0，wF_EV，0050，WE，0，wV，0023，vA，0，sA，0，DI，0、1724，ED；則根據 AEA（降水類型識別）之前的返回信息，可知觀察單元的數量為22，傳感器可以被認為是正常的。根據aA之后的數量（窗口污染變量的值），可以估算出傳感器鏡頭的污染度。

2 DSG4型降水現象儀常見故障及處理方法

2.1 降水現象儀的傳感器故障

傳感器部分是直接測量降水顆粒的組件，它的精確度關系到最終觀測數據的準確性。傳感器部件對電流的要求較高，若空開交流輸出正常，測量開關電源輸入端交流電壓是否為220V，空開和開關電源間的線纜是否存在故障，若正常測量，其開關電源輸出端直流電壓是否為11V左右，若不是則需調整或更換開關電源。

如果傳感器發(fā)生故障，會直接導致檢測設備無數據輸出。在檢查時，可通過USB接口將計算機連接到串行電纜，然后使用串行調試模式，查看傳感器是否已返回數據，如果無數據返回，則傳感器存在故障。發(fā)送命令以驗證傳感器參數設置是否正確，如現在運行的DSG4型降水現象儀的比特率都應為550；如果參數錯誤，通過調試工具進行參數調制；如果參數無誤，則是傳感器硬件問題，需更換傳感器。在傳感器故障中還存在另一種問題，由于在空氣中和稀有氣體以及氮氣的接觸過多，氣體會影響激光透鏡的折射率，導致激光透鏡中光線的傳播被阻塞，無法測量。為了應對此類情況，工作站應按照一定的時間間隔對傳感器進行維護，如對激光護目鏡的保養(yǎng)和光路障礙物的清除。

2.2 數據采集設備故障

在保證傳感器正常運行的前提下，使用USB串行電纜將計算機連接至采集器，并發(fā)送命令查看返回數據。如返回數據存在亂碼，請檢查插頭是否松動或損壞，如果是，則只需重新固定和更換插頭；如若不是或者在重新固定后仍未返回數據，可能是采集器已損壞，需要更換采集器和部件歧管。在更換采集器時需要注意時間日期的設定。根據采集器故障原因，可以通過日常檢查來防止故障的發(fā)生，檢查內容包括：電纜是否損壞，采集模塊是否需要更換，機械部件的固定是否可靠等。

2.3 數據缺測和測量類型錯誤

如果未在軟件中出現測試降水數據，請首先檢查該軟件上數據庫是否完整，字符是否失真或與氣象傳感器是否相對應；正常的通信連接，例如光纖轉換器，信號傳感器等是否暢通。對上述步驟進行故障排除后，基本可以解決降水現象儀數據丟失的問題。在觀測過程中，如果降水類型檢測失敗，應檢查發(fā)送單元和接收設備的光路是否阻塞。同時諸如邊緣效應、雨滴強風和重疊效應等干擾因素也會導致對降水類型的識別失誤，而發(fā)送和接收單元的放置不正確和采樣區(qū)域的限制也會導致降水類型數據的傳輸失敗。