DSG1 降水天气现象仪原理及常见故障诊断分析

DSG1 降水天气现象仪原理及常见故障诊断分析

刘爱兵1  ,吴嘉伟1   ,周超2

（1.江苏省南通市气象局  226001

2.南通吕四气象站   226241）

摘要：降水现象观测是地面气象观测的主要内容之一，降水观测仪可以对降水情况进行准确的观测，大大提升了气象观测的业务水平，但是降水仪器在进行气象观测时也会出现一些故障，从而影响降水仪器的观测结果。基于此，本文从DSG1型降水天气现象仪的结构和原理入手，分析降水现象仪的常见故障及其维修维护方法，希望进一步提高降水现象仪的自动化观测水平。

关键词：降水天气现象仪；原理；常见故障；维修维护；DSG1

引言

降水现象观测是台站天气现象观测的主要内容之一，以前传统的降水天气现象观测采用的都是以人工观测为主，但人工观测降水起止时间难以掌握，主观性强，观测人员的工作强度大，易出现漏记等因素，难以全面真实地反映降水天气现象变化。DSG1 型降水天气现象仪是一种基于激光衰减原理而设计的降水类天气现象自动化观测仪器，能全面、可靠地观测所有类型的降水现象，适合全天候的降水现象观测。它可以测量实现对包括毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹等天气现象的全天候自动观测与识别，改变了以往降水现象人工观测的主观性，增强了降水观测资料的及时性和准确性，大大降低了台站观测人员的工作强度。

1.DSG1 型降水现象仪原理

DSG1型降水天气现象仪主要由雨滴谱传感器、数据采集单元、供电单元、通信单元、采集软件、附件等部分组成。它基于激光衰减原理的降水粒子直径和下落速度检测技术，通过激光发射单元发射一束平行激光，接收单元将接收到的光信号转换成相应的电信号。无颗粒物穿过采样区时，接收单元收到最大的电压值；当有颗粒物穿过采样区，接收单元收到电信号发生变化，信号减弱程度即为雨滴粒子的直径，信号衰减持续时间即为雨粒子的下落末速度。由上述几个关键量通过数据采集单元，可以推导出降水类型。图1是降水现象仪原理框。

图1 降水现象仪原理框图

2.降水现象仪常见故障诊断与维护

2.1降水现象类型判断异常

降水现象类型出现错误故障问题是降水现象仪在进行业务工作中出现的主要问题之一，主要原因有三种，一是传感器周围环境因素影响，二是设备的算法设定，三是仪器本身的局限性所造成。在出现降水现象判断异常时，首先，需要检查传感器是否发生故障，需要排除对传感器激光光路造成的干扰和污染。其次，需要检查激光器的发射和接收信号是否在同一条直线上，如果降水现象类型判断出现异常或漏测的情况，需要在检查前断开电源。如果以上的因素都进行排查还会出现判断异常的情况，则需要考虑到降水现象自身的局限性和判别方法是否出现问题。这类故障的处理方法，首先，对于环境因素的影响，要及时清除洁净传感器周围的异物，避免采集数据异常。其次，对于设备本身的算法设定缺陷，需要逐步优化改进、提高精度来完成。最后对于仪器本身的局限性，需要值班人员根据当时的天气状况，进行人工更正。

2.2降水现象仪的记录数据有误

在降水现象出现后，如果降水现象仪的运行有缺陷故障，这时候继续使用可能会出现雨量记录数据出现错误，处理办法主要是用人工获得的气象条件数据代替;在没有降水气象的情况下，主要使用雨量传感器数据进行测量，而在雨量传感器也出现故障的情况下，应使用备用站的雨量传感器数据暂时代替使用，并及时记录在这次处理事件的报表中做出详细批注。有时候并没有降雨现象但雨量数据已记录在登记册内，则须修订收集数据的原始文件，这次差错的有关的雨量数据应完全清理删除掉，并应及时记录此次的处理情况。倘若天气已经不降雨了，但是雨量仪器仍然在记录雨量数据，则可视为延迟降水，在停止前必须数据求和，超过规定时间段的都应及时清理删除掉数据。

2.3供电系统故障

供电系统正常供电是降水现象仪的工作正常进行关键保障，一旦降水现象仪出现缺测的现象也需要重视对降水观测仪的供电系统进行排查。首先应该检查传感器输入的恒定电压，检查，恒定电压是否在正常范围内，电源部分是否有异常;可以打开传感器下的电源箱，然后检查电源端的直流电压，如果是电源箱和传感器之间的电缆出现问题，则需要更换新电缆，如果发现安全灯亮了，这意味着安全管损坏，则须及时更换安全管。另外一种情况是线路出现松动或接触不良导致出现短路的情况，这些故障进行判断和维修时需要对基础供电系统进行排查，主要的解决方法是发现故障出现的位置，及时更换或重新连接线即可解决，同时也要注意线路的防雷装置安装。信号传输地线会影响到降水传感器通信上位机信号线通信，所以在实际工作中要十分注意。

3.降水现象仪日常维护措施

3.1做好降水观测仪的管理工作

降水气象工作的发展进步离不开管理体系的建设，健全完善管理体系能更好的将基层工作人员的力量汇聚到一起，采用自身的优势，对降水观测工作提出更好的建议，更高效的完成工作任务。基层思想工作站应从行政主管部门着手制定管理办法，不断完善和加强降水观测仪的管理职能。降水观测仪应深刻的意识到管理工作的重要性和必要性，管理部门首先应自己做到公正廉洁，依法依规行使管理权利，履行职能，以做好降水观测为主要目标而前行。

3.2积极展开对仪器日常维护工作

要密切关注降水现象仪的工作状态是否正常，倘若出现异常最短时间内进行处理维护工作。倘若察觉到降水现象仪上出现灰尘覆盖、蜘蛛网覆盖、树叶遮挡等其他会影响数据采集的物品，工作人员就必须及时对降水现象仪进行清理，清理蜘蛛网之时一般可以给降水现象仪底部用上硫磺清洁剂进行清洁处理以及预防。以往记录乃至现在都可以观察出对降水现象仪维护间隔至少每个季度维护一次，这一次的维护十分全面也包括仪器的接收和发射部件，维护时通常采用柔软但是不蓬松的棉布或脱脂棉作为基础吸取无水分的乙醇试剂，然后用脱脂棉或者棉布吸取乙醇之后轻轻擦拭降水现象仪的窗口玻璃，这个程序需要工作人员细致耐心。还要在擦拭之时避免玻璃表面出现划伤，如果降水现象仪的窗户加热效果依然较好，那么其表面一般会在擦拭后迅速干燥;严禁清洗其他的降水现象仪软件，也不能用其他清洁物品对降水现象仪进行清洁。

结语

总之，降水现象观测是台站天气现象观测的主要内容之一，能够实现全天的降水气象自动化观测，也是地面气象观测的重要组成部分，但是降水现象仪在进行期限观测工作中也会出现故障，需要做好日常的维护和管理工作，保障降水现象仪能够准确的对降水情况进行判断和分析，提高降水现象仪的工作效率。

参考文献

[1] 谭春堂, 杨宇平, 胡亚男. DSG1型降水天气现象仪故障分析及维护[J]. 青海科技, 2019, 26(3):3.

[2] 魏建军, 覃日辉. 浅谈DSG1型降水天气现象仪的安装调试及日常维护[J]. 数字化用户, 2018, 024(037):47.

[3] 朱翠红, 武安邦. DSG1型降水现象仪的工作原理及维护维修[J]. 农家科技：中旬刊, 2018(2):2.

[4] 蒋辉. DSG5降水天气现象仪的疑难故障及维护技巧[J]. 农业与技术, 2018, 38(16):1.

[5] 王芬芬. 降水现象仪的应用及故障分析[J]. 南方农机, 2019.

作者简介：刘爱兵（1997.10）男，江苏省启东市人，本科学历，工程师，从事气象装备保障工作。