浅谈DSG4型降水现象仪的故障处理方法

福建省柘荣县气象局 黄德华 黄雄

大气现象的观测是浅层气象观测工作的主要对象。降水是天气现象的重要组成部分，在进行降雨量测量和降雨谱观测时，使用基于降雨谱测量原理的光学观测器，可有效提高降雨观测的自动化水平，减少观察员的工作量，并为天气预报和气象服务提供更多有价值的信息。

1 DSG4型降水现象仪工作原理

DSG4型降水现象仪由阵列传感器、数据采集设备、电源设备等部件单元组成。该仪器的传感器部分采用了具有最新激光技术的光学遥感系统。通过测量降雨粒径和沉淀速度，可以得出降雨量和降雨类型。数据采集设备主要作用是收集、分析、处理、存储和传输数据。电源设备为仪器提供稳定可靠的电流并且储存电量以应对突发情况。DSG4型降水现象仪可以通过访问测量数据库和报告软件来提供相关数据信息，如天气数据，光谱数据和设备状态信息等。

读取降水数据。在安装完成天气现象仪后，可进行人工模拟降水并将降水现象仪的协议转换器连接到便携式计算机，以通过SSCOM64串行端口调试软件读取数据以确定降水量计状态，输入用于SSCOM64软件的RESP并发送。如果返回的数据代码中包含单词“NOT_EXIST@”，则可以确定传感器未连接到协议转换器，此时应该检查接线处是否正确连接。如果返回的数据是1024个4位数，则粒子数传感器连接正常。输入SSCOM64软件的READDAEA命令并发送，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；则根据 AEA（降水类型识别）之前的返回信息，可知观察单元的数量为22，传感器可以被认为是正常的。根据aA之后的数量（窗口污染变量的值），可以估算出传感器镜头的污染度。

2 DSG4型降水现象仪常见故障及处理方法

2.1 降水现象仪的传感器故障

传感器部分是直接测量降水颗粒的组件，它的精确度关系到最终观测数据的准确性。传感器部件对电流的要求较高，若空开交流输出正常，测量开关电源输入端交流电压是否为220V，空开和开关电源间的线缆是否存在故障，若正常测量，其开关电源输出端直流电压是否为11V左右，若不是则需调整或更换开关电源。

如果传感器发生故障，会直接导致检测设备无数据输出。在检查时，可通过USB接口将计算机连接到串行电缆，然后使用串行调试模式，查看传感器是否已返回数据，如果无数据返回，则传感器存在故障。发送命令以验证传感器参数设置是否正确，如现在运行的DSG4型降水现象仪的比特率都应为550；如果参数错误，通过调试工具进行参数调制；如果参数无误，则是传感器硬件问题，需更换传感器。在传感器故障中还存在另一种问题，由于在空气中和稀有气体以及氮气的接触过多，气体会影响激光透镜的折射率，导致激光透镜中光线的传播被阻塞，无法测量。为了应对此类情况，工作站应按照一定的时间间隔对传感器进行维护，如对激光护目镜的保养和光路障碍物的清除。

2.2 数据采集设备故障

在保证传感器正常运行的前提下，使用USB串行电缆将计算机连接至采集器，并发送命令查看返回数据。如返回数据存在乱码，请检查插头是否松动或损坏，如果是，则只需重新固定和更换插头；如若不是或者在重新固定后仍未返回数据，可能是采集器已损坏，需要更换采集器和部件歧管。在更换采集器时需要注意时间日期的设定。根据采集器故障原因，可以通过日常检查来防止故障的发生，检查内容包括：电缆是否损坏，采集模块是否需要更换，机械部件的固定是否可靠等。

2.3 数据缺测和测量类型错误

如果未在软件中出现测试降水数据，请首先检查该软件上数据库是否完整，字符是否失真或与气象传感器是否相对应；正常的通信连接，例如光纤转换器，信号传感器等是否畅通。对上述步骤进行故障排除后，基本可以解决降水现象仪数据丢失的问题。在观测过程中，如果降水类型检测失败，应检查发送单元和接收设备的光路是否阻塞。同时诸如边缘效应、雨滴强风和重叠效应等干扰因素也会导致对降水类型的识别失误，而发送和接收单元的放置不正确和采样区域的限制也会导致降水类型数据的传输失败。