DFC2型光電式數(shù)字日照計故障分析

李 想，李佳帥，王 朦

（1.方正縣氣象局，黑龍江 哈爾濱 150800；2.嫩江市氣象局，黑龍江 黑河 161400；3.湯原縣氣象局，黑龍江 佳木斯 154700）

1 引言

日照是指太陽在某地實際照射的時數(shù)， 目前黑龍江省已經(jīng)完成對比觀測，現(xiàn)已取消人工觀測日照，由DFC2 型光電式數(shù)字日照計進行數(shù)據(jù)的觀測，同時掛接到綜合集成控制器上， 由綜合集成控制器完成傳輸數(shù)據(jù)到業(yè)務觀測軟件中。所采用的DFC2 光電式數(shù)字日照計，它由電源、通信、結(jié)構(gòu)安裝組件等部分構(gòu)成。

2 DFC2型光電式數(shù)字日照計組成

DFC2 型光電式數(shù)字日照計大體分為三個部分：HYSD-1 型光電式數(shù)字日照傳感器；供電系統(tǒng)；安裝支架。

HYSD-1 型光電式數(shù)字日照傳感器是基于總輻射-散射輻射測量原理、無需機械轉(zhuǎn)動的高精度數(shù)字化光電式日照觀測設備。 該傳感器有功耗低、觀測精度高、方便安裝等特點。 光筒內(nèi)部核心感應部件是三個光電感應器件， 其中1 個光電感應器件用于測量總輻射，另外2 個光電感應器件用于測量散射輻射，其遮光罩采用特殊的全分天空方式， 使二者不能同時暴露于陽光下。

DFC2 型光電式日照傳感器通過獨立掛接在綜合集成控制器上，以RS-232 通信方式輸出。

供電系統(tǒng)：采用12/38 AHr 的鉛酸免維護電池進行供電，外部220 V 交流市電對蓄電池充電，可工作時間＞10 d（不含加熱）。

安裝支架用于固定傳感器和供電箱， 其中固定傳感器的支架和底盤帶有維度調(diào)節(jié)、 南北方向刻線和水平調(diào)節(jié)裝置。

3 光電式數(shù)字日照傳感器

DFC2 型光電式數(shù)字日照計內(nèi)含智能傳感器，設備自身內(nèi)部可在工作時將采集到的日照數(shù)據(jù)進行處理分析后，通過信號線RS-232 方式發(fā)送到綜合集成控制器中，DFC2 型光電式數(shù)字日照計， 光筒內(nèi)部核心感應不見是三個光電感應期間、 光筒底部安裝數(shù)據(jù)采集處理單元電路板，輸出數(shù)字信號，底部線路板直接自帶1 W 和10 W 加熱器所需電壓為12 V，這里加熱模式與能見度鏡頭加熱有所不同 （能見度是由空氣開關輸入220 V 交流市電傳送到線圈加熱所需的交流電24 V,給傳感器工作供電為直流24 V,給能見度采集器供電為直流12 V）,當判定外界環(huán)境溫度達到一定時，DFC2 型光電式數(shù)字日照計自行啟動給石英玻璃罩加熱功能。 光筒頂部裝有干燥機，防止水汽凝結(jié)（在夏季陰雨天濕度較大時，日常維護巡視設備時應注意指示劑是否變色， 日常準備好所需替換的食品干燥劑即可）。 日照傳感器內(nèi)部具有64Mbit Flasf 存儲，可以存儲六個月的分鐘數(shù)據(jù)。

4 電源系統(tǒng)

DFC2 型光電式日照計電源系統(tǒng)是通過交流市電供電方式工作。 正常工作時由觀測場接入的交流220 V 電壓為其供電工作，當出現(xiàn)停電狀況時，由機箱內(nèi)的蓄電池工作保證供電（蓄電池應該2 a 左右更換一次， 以防止市電供電異常時， 蓄電池能正常工作）。

其中電源供電部件包含了空開、 直流電源和免維護蓄電池。

由觀測場供電箱接入交流市電， 在經(jīng)過機箱內(nèi)兩個并聯(lián)的空氣開關， 再經(jīng)過左側(cè)的空氣開關接入黑色直流13.8 V/2A 的朝陽電源，實現(xiàn)交流220 V 交流市電到直流電的轉(zhuǎn)換， 為日照傳感器供電并給蓄電池充電。

5 常見故障分析

目前通過已有的維修經(jīng)驗把DFC2 型光電式數(shù)字日照計的故障大概分成2 大類：（1） 在ISOS 軟件中沒有日照數(shù)據(jù)；(2)光筒石英玻璃罩長時間凝結(jié)。

5.1 無數(shù)據(jù)輸出

（1）在觀測軟件ISOS 中，找到設備管理下的維護終端，在端口下拉框中選擇日照串口處理（在查詢其他掛接在綜合控制器上的儀器設備時都應注意選擇的窗口是否正確），發(fā)送“READDATA”命令（這條命令適用于智能傳感器設備：降水類天氣現(xiàn)象儀、獨立能見度設備、日照等），此時能得到該設備的分鐘觀測數(shù)據(jù)，如發(fā)送命令后沒有返回值，則可能是觀測場硬件傳感器故障。

在日常工作時可以在觀測業(yè)務軟件上通過設置報警信息，提示值班人員日照供電是否出現(xiàn)異常。 報警信息設置中選擇日照斷電報警、 數(shù)據(jù)表項目中選擇日照要素每日逐分鐘狀態(tài)表、 要素項目表中選擇設備自檢狀態(tài)、表達式項目中選擇原值、判斷項目中選擇＝＝、閾值項目中選擇異常、條件關系項目中選擇無、聲音報警項目中選擇交流電斷電提示，通過以上設定可以在日常值班過程中更直觀的檢測日照供電狀態(tài)。

（2）在觀測場首先檢查12 針的航空插頭是否接觸良好。 如果數(shù)據(jù)時有時無，則可能是航空插頭松動的問題。

（3）檢查供電，用萬用表檢查電源機箱是否供電正常， 是否出現(xiàn)交流電供電異常， 長時間使用蓄電池，使其放空。

首先用萬用表測量黑色的朝陽電源： 檢查朝陽電源上端最后兩個端子電壓是否為交流220 V、蓄電池電壓應該直流13.8 V 以上、 檢查給負載供電應該在直流12.0 V 左右、 再檢查右側(cè)的空氣開關是否跳閘，長時間沒有市電供電。

（4）檢查傳感器與綜合集成控制器連接的通訊線，DFC2 型光電式數(shù)字日照計為智能傳感器， 通訊方式為RS-232，排除是否出現(xiàn)短路或斷路情況。

短路：首先將供電關閉，在端子處將黃色(TXD)、與藍色（RXD）兩根線拆開不搭碰，在綜合集成控制器端找到相對應的串口， 使用萬用表蜂鳴檔測量第三個通道與第五個通道， 若萬用表沒有發(fā)出蜂鳴聲則通訊線沒有出現(xiàn)短路故障。

斷路：首先將供電關閉，在端子處將黃色(TXD)、與藍色（RXD）；兩根線拆下放進一個通道內(nèi)使其搭碰，在綜合集成控制器端找到相對應的串口，使用萬用表蜂鳴檔測量第三個通道與第五個通道， 若萬用表發(fā)出蜂鳴聲則通訊線沒有出現(xiàn)斷路故障。

以上兩種判斷線路是否出現(xiàn)短路或者斷路的情況易出現(xiàn)在春夏等季節(jié)，防鼠工作需經(jīng)常檢查，在較為寒冷季節(jié)如若出現(xiàn)日照數(shù)據(jù)暫無情況， 在檢查供電系統(tǒng)無誤后，再調(diào)換綜合集成控制器串口。

（1）綜合集成控制器斷電后，將日照傳感器通信端子拔出，更換一個新的端口，重新給綜合集成控制器上電。

（2）在自動站業(yè)務用機觀測軟件中把日照傳感器對應的串口更改為新的串口，觀察數(shù)據(jù)是否采集。

5.2 玻璃罩長時間結(jié)霜或起霧

（1）每日巡視觀測場需檢查玻璃罩是否清潔，如有灰塵等應及時用軟布將光筒擦拭干凈。

（2）自動加熱功能關閉，通過維護終端發(fā)送命令“HEATCTRL”查看硬件設備返回值，硬件設備在正常工作時的返回值為“HEATCTRL<1,6>”，則說明傳感器加熱功能正常， 如果傳感器的自動加熱功能已經(jīng)開啟，但是在工作幾分鐘后，仍舊沒有除霜除霧，此時就要用萬用表檢查供電電壓了。

（3）用萬用表棕色與黑色線相連接的端子，查看電壓在12 V 左右，若低于該值則數(shù)字日照傳感器自動停止加熱，若電壓正常，可能電路內(nèi)部溫度鑒定異?；蚣訜峥刂圃收?，此時則應聯(lián)系更換傳感器。