黄琴琴 黄应文
甘肃省陇南市气象局 甘肃陇南 746000
摘要：本文结合,陇南市气象局武都观测站2018年1月开始的DSG3型降水现象仪平行观测以来，概括了天气现象仪出现的常见故障，针对这些故障给出相应的故障分析处理办法和维护方法，从而供其他台站参考。
关键词：DSG3；降水现象仪；常见故障；维护方法
降水现象的观测是地面气象综合观测的重要组成部分，其中降水现象的观测包括毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹等五种降水现象。
DSG3降水现象仪，以平行激光束与光电管阵列组合成测量区域，如果有降水粒子通过测量区域时，自动记录降水粒子的尺寸和速度，并且依据测量到的降水粒子信息进行判断和归类，从而产生输出的降水例子的尺寸谱、速度谱和相应的粒子数量。DSG3降水现象仪的原理是根据不同的降水现象的降水粒子，因其物理特性的差异，在粒径和下落末速度的分布上有各自对应的关系。根据粒子降水对激光信号的衰减影响程度，检测降水粒子的粒径和下落末速度，确定降水粒子的图谱分布，输出降水现象的类型。DSG3降水现象仪能有效提升降水现象观测自动化程度，提高降水观测资料及时性和准确性水平，降低观测人员工作强度。武都观测站按照上级部门的统一部署，于2018年1月开始使用天津中环天仪器气象有限公司生产的DSG3降水现象仪进行降水现象仪第一阶段的平行观测。2019年1月开始该仪器的正式运行。正式运行后，气象观测质量和观测效率得到大幅提升，也将为专业部门和社会大众提供更多有价值的气象观测信息和观测产品。
1仪器的组成
1.1仪器的组成结构
降水现象仪主要由传感器、数据采集单元、供电采集单元和附件等组成部分，其外观示意图如图1，传感器包括激光发射和接收装置、控制处理装置、温控装置等。数据采集单元负责处理采样降水粒子大小、速度、数量等，对采样样本数据质量控制、数据运算处理，输出降水现象类型、雨滴图谱、仪器工作状态等［1］。降水现象仪采用直流12V供电，应配蓄电池，供电控制单元将交流电源或辅助电源（太阳能、风能等）转换，为蓄电池充电；附件包括安装座、立柱、基础预埋件等。
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图1降水现象仪外观示意图
2降水天气现象仪的故障处理
2.1硬件故障的分析处理
2.1.1供电系统故障处理分析
若降水现象仪供电系统存在故障问题，需要及时对传感器输入端的直流电压进行检测，查看其是否处于12V左右，若直流电压处于正常范围内，则表明电源部分没有异常；可以打开传感器下方的供电箱，之后对供电输出端直流电压加以检测，若直流电压为12V，则意味着是连接供电箱与传感器之间的电缆线存在问题，此时需要及时进行维修，若有必要应更换新的电缆线，若测量交流模块输出端的电压为12V，则意味着输出端开关组发生故障问题，如果发现保险灯亮着，则意味着保险管受损，需要及时换新，之后检查空气开关接线位置有无松动，若有，应及时维修维护[2]。
2.1.2设备故障的处理分析
情况1：假若降水现象仪连接状态不正常，需检查通信参数设置是否正确；光电转换模块工作状态是否正常；线缆连接是否正确；数据是否堵塞；采集模块是否故障。可在ISOS软件的下拉菜单中检查通信参数设置情况，如工作方式、串口号、波特率、等；光电转换模块工作是否正常，模块IP地址是否被占用；如果软件或内核版本过低，应及时升级到最新版本；检查线缆连接情况，必要时更换电缆；若数据堵塞导致设备连接不通，可尝试重启设备；如果采集模块故障，及时更换采集模块。
情况2：假若气温渐低，出现结冰现象，降水现象仪一旦出现故障问题，会致使降水记录出现差错，应采取人工手段获取的气象要素数据加以替代；非结冰的期间主要以翻斗雨量传感器记录作为标准，假如翻斗雨量传感器也出现故障时，则需要采取备份站的雨量传感器记录加以替代，同时及时在MDOS平台元数据的备注栏进行登记提交，并且应充分利用天元系统做好仪器故障申报以及登记工作。
2.2常见故障的分析处理
2.2.1无降水现象问题分析及处理
假若没有降水天气现象时但是降水现象仪却存在降水量的记录，这个时候需要对原始采集数据文件进行修正，同时应该将对应的降水量数据全部删掉，并且应该及时进行备注登记在县级综合气象业务值班记录簿的备注栏中。
2.2.2滞后降水问题分析处理
假若在降水现象结束之后，仍然有降水量存在，则能够判断该降水为滞后降水，需要把该量累加处理至降水停止的那分钟以及小时时段内，否则应该及时进行删除相应的数据。夜间无人值班员的判断为滞后降水的，可依据前述进行处理；没有办法及时加以判断的，则依据正常情况进行处理，还应及时备注在县级综合气象业务值班记录簿的备注栏中。[2]。
3降水现象仪的日常维护
3.1降水模拟
降水模拟的具体操作：在传感头之间移动一个物体通过不可见激光束，尽可能快，每分钟至少15次，然后，在下一分钟，传感器输出降水类型“降水”和相关的降水量。这个模拟实验可在仪器打开5分钟后开始。在ISOS软件的设备管理—维护终端选项中输入命令：READDATA “降水现象”，读取降水模拟资料。
3.2外部维护：
1）日常维护时应关闭天气现象仪的电源，如不能关闭，需佩戴保护镜，勿直视激光器，以免损伤眼睛。
2）每日日出后以及日落前都应该认真巡查降水现象仪，一旦发现传感器的采样区有蜘蛛网、鸟窝、灰尘，树枝、以及树叶等对数据采集造成影响的杂物，需要及时进行清理干净。
3）通常每个季度定期清洁维护激光发射以及接收装置，可以采取柔软不起毛的棉布或者是脱脂棉沾无水乙醇对窗口玻璃进行擦拭，需要严谨细致，避免划伤玻璃表面，假如窗口加热功能比较好，其表面通常很快会变干；严禁用别的物品进行清洁。可以根据设备周边环境，调整仪器的维护周期。
4）每年汛前检查时需要对防雷设施展开1次精细化的检查，复测接地电阻，确保防雷设施设备的可靠性。
5）每月对供电设施应加以检修，确保供电安全，还应及时对蓄电池进行换新。
6）天气现象仪的定期检查以及维护的相关情况录入天元系统的周、月维护单中。
参考文献：
[1]中国气象局综合观测司.地面气象自动观测规范（第一版），2019，9：28
[2]任嘉.降水现象仪的常见故障处理及日常维护[J].农业气象研究，2018，12(2)：233.
作者简介：黄琴琴（1982-）女，汉族，甘肃天水人，本科学历，工程师，从事气象综合观测工作。