Caws600—R(T)型区域自动站风向传感器常见故障及排除方法

摘要 简要介绍了Caws600-R（T）型区域自动站的仪器及其参数，通过对风向传感器常见故障进行分析总结，得出了一套排除风向传感器故障的方法，以期使维修过程以及维修观念更具合理性。

关键词 Caws600-R（T）型区域自动站；风向传感器；故障；排除方法

中图分类号 P415.1+2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2011）21-0045-02

淄博市气象局已建有55个区域自动站，其中51个站点为Caws600-R（T）型四要素自动站，由于区域自动站建设较早（2006年7月建成投入运行），并且未开展风传感器标校工作，风向故障成为仪器保障人员常见故障之一。风向传感器是用于测量风的水平风向的专业气象仪器。中国气象局质量控制平台——“省级自动站实时数据质量控制系统”中经常报告错误的观测要素主要是风向要素不变化或是变化有规律，影响数据的可用率[1-2]。根据维修过程所发现的问题和日常经验积累，现总结分析风向传感器故障检修流程和故障排除的处理方法。

1 仪器简介

Caws600-R（T）型区域自动站由数据采集系统、供电系统、通讯服务系统、传感器4个部分组成，其中风向传感器采用EL15-2E型传感器。EL15-2E型风向传感技术参数：型号EL15-2E，测量范围0～360°，允许误差±5°，分辨率3°，响应灵敏度0.5 m/s，风向输出0～2.5 V，工作电压5 V（DC）。

2 常见故障及故障检修流程

Caws600-R（T）型自动站风向传感器故障原因主要分为：采集器参数设置错误、电缆接线错误、采集器故障、线路焊接故障、风横臂接线柱松动和传感器故障。

根据Caws600-R（T）型自动站风向要素的探测原理，风向输出的模拟信号主要经过风向传感器、10芯航空插头、风横臂、风信号缆线到采集器，然后数据通过GPRS传输到中心站服务器。相应地，风向数据异常故障排除步骤与传感器信号数据流向刚好相反，风向故障的检修流程如图1所示。3 故障排除

3.1 检查采集器参数设置

使用自动站维修管理软件查看采集器设置[3]，风向传感器类型应设置为：电压传感器（0～2.5 V），如果参数设置为一体传感器（0～5 V），则风向传感器测量范围为0～180°。这样，可排除由于采集器参数设置引起的风向数据异常的可能性。

3.2 采集器故障检修

若采集器工作异常，则风向传感器测量的模拟信号不会存储到采集器存储器中。根据采集器故障的检测方法，现场检修使用Caws-MN01传感器模拟器模拟传感器，使用笔记本电脑读取风向要素的实时数据。判断采集器故障的方法：将Caws-MN01的输入电源设为12 V，风向电压输出接入采集器PIN1端，工作电源“-” 接入PIN6端，将Caws-MN01传感器模拟器的风向端子插入采集器中通过自动站维修管理软件“采集器测试、诊断”模块中的“数据要素采集情况测试”功能查看风向要素，由于Caws-MN01传感器模拟器模拟只能模拟10°和350°等2种风向，则测试结果如下：

[数据要素采集情况测试]测试成功！

[设备时间]2011-09-01 14：58：44

[当前温度]X ℃

[测温电阻的电阻值]X欧姆

[当前分钟降雨]X mm

[当前风向]10度（350度）

[当前风速]X m/s

[当前电压]X V

其中，X表示测得的数值。由此可判断出采集器是否正常工作。

3.3 风横臂接线盒到采集器线路检修

风横臂接线盒到采集器线路的检修主要是测量这段线路“导通”还是“不导通”，从而判断线缆有无断路或者短路情况[4-5]。检修方法为：首先使用万用表蜂鸣档测量PIN1和PIN5、PIN1和PIN6、PIN5和PIN6，如有蜂鸣，则判断线路之间存在短路；其次，测量线路有无断路，风横臂接线盒接线顺序从左到右一般为：工作电源“+”端，工作电源“-”端，风速输出端，风向输出端，然后两两短接，测量PIN1和PIN5、PIN1和PIN6、PIN5和PIN6，如有蜂鸣，则表示线路之间不存在断路的可能性。通过测量线路有无断路和短路，即可查出风向数据异常是否与线路有关。

3.4 判断10芯航空插头有无断线

判断10芯航空插头有无断线有2种办法：一是直接拆开航空插头，查看航空插头4、5、6端有无断线，但由于航空插头长时间暴露在野外，不容易拆卸，因此该方法不够方便；二是采用万用表蜂鸣档分别测量航空插头“4”和风横臂接线盒工作电源“-”端、航空插头“5”和风横臂接线盒工作电源“+”端、航空插头“6”和风向信号输出端，如有蜂鸣声，则证明10芯航空插头无断线。如果更换航空插头到风横臂接线盒这段线路，在更换之前需拆开航空插头，查明更换线路的线序，切忌单纯靠颜色来判断航空插头的线序。

3.5 判断风向传感器故障检修

判断风向传感器的故障主要采用万用表电压档测量风向信号输出端（PIN1）和工作电源“-”端（也为接地端，PIN6）之间的电压，测得正常电压为0～2.5 V，对应角度为0～360°（具体的EL15-2E型风向传感器风向码盘角度与输出电压的对应表可查找《风向传感器使用说明》）。

4 结语

本文对风向传感器故障的排除方法进行了阐述，通过使用笔记本和Caws-MN01采集器模拟器，能快速排除故障，使维修方法更具科学性和合理性，为提高区域站维修效率，增强区域站故障检测和判断能力等方面提供了参考。

5 参考文献

[1] 李黄.自动气象站使用手册[M].北京：气象出版社，2007：24-30.

[2] 姜冬梅，薛亮美.区域气象观测站常见故障分析及解决办法[J].山东气象，2010（1）：69-71.

[3] 邱辉，詹红霞.自动气象站业务运行中的几点注意事项[J].沙漠与绿洲气象，2009（S1）：93-94.

[4] 欧晋辉，曾文卓，袁桂花，等.自动气象站设备故障及维护[J].现代农业科技，2011（9）：325-326.

[5] 彭坚.利用现有标准设备对新型自动气象站传感器进行检定、校准的方法[J].沙漠与绿洲气象，2005（4）：33-34.