一次DNQ1/V35型能见度仪故障的判断与处理

一次DNQ1/V35型能见度仪故障的判断与处理

牛卫东¹, 牛卫萍²

1昌吉市气象局，新疆 昌吉 831100；2昌吉蔡家湖气象站，新疆 昌吉 831304

摘要：针对DNQ1/V35型能见度仪出现的间歇性数据缺测的现象，通过从参数设置、供电、通讯线路、传感器等方面逐步分析检测，最终找出故障点并及时解决，为其它台站在能见度故障排查提供借鉴。

关键词：DNQ1/V35型能见度仪；故障的判断与处理

能见度是气象观测项目之一。在气象上，用它来了解大气稳定度，判别气团属性；在环保上，它能反映出大气污染的一些基本状况；在国防和经济建设方面，它是保证航空、航海、交通运输和市民出行安全的一个重要因素。能见度观测数据的准确性和稳定性可以有效防范低能见度而引发的交通事故，保障人民生命财产安全。因此能见度设备的日常维护、维修就显得尤为重要。

本文以昌吉蔡家湖气象站DNQ1/V35型前向散射式能见度仪出现的间歇性数据缺测为例，从参数、供电、通讯线路、传感器等方面逐一进行分析和故障排查，最终找出故障原因。

一、DNQ1/V35型前向散射式能见度仪工作原理

昌吉蔡家湖气象站安装的是DNQ1/V35型前向散射式能见度仪，它是基于大气中的颗粒物的前向散射原理而设计的，是继透射式能见度仪之后发展起来的新一代气象能见度监测设备。其特点是：精确测量、集成度高、易于安装维护。传感器的核心部件包括发射机、接收机和控制板等。该设备采用前向散射法，取前向散射角25°－45°之间。发射单元红外发光二极管发出近似平行的一束红外光束射入大气中，接收单元将采样区内接收到的这束大气前向散射光汇聚到光电传感器的接收面上，并将其转换为与大气能见度成反比关系的电信号。此信号经处理后送至控制器的数据采集板，经CPU取样和计算得到采样区内大气特定方向的前向散射光的强度值，由此计算后得到大气能见度值。能见度数据通过1根4芯屏蔽电缆由RS-485串口接入自动站主采集器，再经综合集成硬件控制器传输至计算机。

二、故障现象

2021年5月25日14：22，业务站自动值守平台报警，提示主站能见度分钟数据缺测。重启能见度仪后，数据正常采集。5月26日12：25，主站能见度再次出现分钟数据缺测，重启能见度仪后数据正常。半小时后，再次出现缺测，反复重启能见度，直至18：40数据正常。

三、故障判断与处理

3.1维护情况和参数设置检查。

1、查看能见度仪采样空间是否被灰尘或蜘蛛网等异物遮挡。因能见度发射端、接收端的镜头表面过脏，会造成能见度无数据。如清洁过后，对传感器进行通电测试，如依然无数据，则排除是因镜头灰尘堆积造成的能见度无数据。经检查，发射、接收端镜头均无附着物，排除其产生故障的可能。

2、通过ISOS软件维护终端，查看能见度仪挂接和参数正常与否。经检查设备已挂接，又通过发送命令，检查通道已开启且质控参数配置正确。

3.2供电检查

在线路连接正常情况下，用万用表DC20V档分别测量能见度电源箱供电线红、黑两端电压、电源转换模块直流输出端电压，经测量显示正常，说明供电电压和供电线路均正常。

3.3通信电缆检查

首先，查看线缆表皮没有了现有破损、老化、脱落等现象；其次断开电源，检查线缆插头牢固，无脱落或松动现象。之后检测从传感器到主采集器之间线缆有无短路或断路。断开线缆两端的连接，用万用表“蜂鸣档”对线路进行测量，结果发现线路不存在断路或短路的情况。说明线路部分无故障。

3.4传感器检查

能见度传感器属于智能化传感器，故可通过ISOS软件中的终端维护对能见度传感器进行命令测试，从而得知传感器是否能正常工作。能见度数据正常采集时，输入SENST VI 命令，返回值为1（返回值为0，表示传感器关闭），即为传感器开启；再输入QCPS VI和QCPM VI，传感器测量的上限、下限、允许最大变化值和要素极值的上下限及相关变化速率都正常；最后输入 STATSENSOR VI命令，显示0，即为传感器正常工作。

当能见度数据为缺测时，输入SENST VI 命令（传感器工作状态详见表1），显示1，即为传感器开启；输入 STATSENSOR VI命令，显示2，即为传感器无法工作。至此，可判定传感器因故障而无法正常工作。

　　　　　      表1   传感器工作状态标识

3.5硬件检查

为了判定传感器具体故障部位，我们进一步对其硬件部分进行检查。在软件维护终端输入“OPEN”命令，返回“PWD OPENED FOR OPERATOR COMMANDS”信息，同时显示“PWD STATUS”和“VAISALA  PWD50 V 2.05 2012-03--27 SN:J1322005”。从以上信息可以看到传感器的型号、生产日期及出厂编码信息，这说明传感器能正常启用。随后输入特殊命令MES、STA来获取详细的状态报告，通过状态报告来定位具体故障部位。命令输入后分别返回“02 31113 25480”和“WARNINGS：TRANSMITTER INTENSITY LOW”信息。通过查询，第一条信息中的02说明能见度硬件警告，第二条信息说明发射机强度低，即IRLED（发射端红外发光二极管）亮度低。由此可知能见度仪为什么夜间或是阴天、多云天时数据正常，而在晴天早晚能见度正常其它时间缺测的原因。晴天12时之后，太阳的光照强度达到一定数值时，发射端亮度没有太阳光照强，接收端因此接收不到信号，造成ISOS软件中能见度数据显示缺测；而在19时前后，太阳光强度减弱，接收端又可以接收到发射端的信号，ISOS软件中能见度数据就又正常了。综上所述，我们可判定能见度仪发射机出现故障，并尽快对其进行了更换。

另外，DNQ1/V35型前向散射式能见度仪在出厂时已进行了校准。一般情况下，只要电路板没有更换或警告和警报中没有相关要求时，就无需校准。如在日常检测中有警报出现时，建议对其进行重新校准，校准时可使用PWA1校准套件进行校准。

4结束语

在新型自动气象站中，能见度仪的维修是最为复杂的一种，因此基层台站必须做好能见度仪的日常维护和校准工作，确保其处于一个良好的工作状态。

通达在此次的故障判断与处理过程中，我们积累了一些气象观测设备故障排查的经验。希望通过上述详尽的描述，为其他台站在能见度仪维护、维修时提供一些依据和经验。

　图1　故障分析图　　　　　　　　　　　         图2　告警分析图1

　　　　图3　　告警分析图2

参考文献

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[2] 张朝昌. DNQ1-V35型能见度仪故障检测与排除方法[J]. 现代农业科技, 2016(19):3.

[3] 冉金玉, 刘姣. DNQ1/V35前向式散射能见度仪的日常维护及故障分析[J]. 北京农业：下旬刊, 2015(4):2.

[4] 刘小波,王燕. 气象台站DNQ1-V35型能见度仪故障分析及维护[J]. 科技经济导刊, 2020, v.28;No.727(29):54-55.

作者简介：牛卫东（1969-），男，汉族，陕西兴平，中专学历，助理工程师，从事综合气象观测工作。