dzz4型自动气象站用户手册.doc

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DZZ4型自动气象站培训教材 江苏省无线电科学研究所有限公司

DZZ4型自动气象站

用户手册

江苏省无线电科学研究所有限公司

二○一一年九月

第61页

目录

DZZ4型自动气象站 I

第1章 产品简介 1

1.1 系统结构 1

1.2 传感器 2

1.2.1 温湿度智能传感器 3

1.2.2 风向、风速传感器 4

1.2.3 翻斗式雨量计 4

1.2.4 气压传感器 4

1.2.5 地温传感器 5

1.2.6 蒸发传感器 5

1.3 采集器 6

1.3.1 WUSH-BH主采集器 6

1.3.2 WUSH-BTH温湿度分采集器 8

1.3.3 WUSH-BG地温分采集器 10

1.4 供电单元 11

1.5 数据存储 11

1.5.1 采集器内存 11

1.5.2 CF卡 11

1.6 实时时钟 11

1.7 GPS对时 12

1.8 网络功能 12

1.9 通信 12

1.10 防雷 13

第2章 安装指南 14

2.1 选址和布局 14

2.1.1 防雷 14

2.2 基础施工 14

2.3 安装准备工作 14

2.3.1 布线要求 14

2.3.2 工具准备 15

2.3.3 设备成套性检查 15

2.3.4 中心站建设 15

2.3.5 使用自制风杆或风塔的注意事项 16

2.3.6 现场调试工具的配备 16

2.4 现场安装过程 16

2.4.1 部件安装 16

2.4.2 现场接线和复查 29

2.5 中心站计算机安装 32

第3章 操作运行 33

3.1.1 通信串口设置 33

3.1.2 台站基本参数设置 33

3.1.3 运行业务软件 35

3.1.4 蒸发传感器相关参数设置 36

3.2 数据质量控制参数 36

3.3 外部设备、传感器的检查和测试 37

3.3.1 检查GPS 37

3.3.2 数据采集器自检 37

3.3.3 翻斗式雨量传感器 38

3.3.4 蒸发传感器 38

3.3.5 检查采样值 38

3.4 串口调试软件使用举例 38

3.4.1 SSCOM32.exe 38

第4章 日常维护 40

4.1 传感器日常维护 40

4.1.1 气压传感器 40

4.1.2 风速风向传感器维护 40

4.1.3 百叶箱和温湿度传感器维护 40

4.1.4 翻斗雨量传感器维护 40

4.1.5 蒸发传感器维护 41

4.1.6 地表和浅层地温传感器维护 41

4.1.7 草面温度传感器维护 42

4.1.8 深层地温传感器维护 42

4.2 主采集器维护 42

4.2.1 程序启动 42

4.2.2 程序关闭 42

4.2.3 程序升级 43

4.2.4 telnet登录 43

4.2.5 FTP登录 43

4.2.6 WEB访问 43

4.2.7 CF卡操作 43

4.2.8 U盘操作 45

4.2.9 网络操作 45

4.3 电源维护 45

4.4 业务计算机维护 46

4.4.1 交流电源和UPS维护 46

4.4.2 电脑维护 46

4.4.3 业务软件日常维护 46

4.5 通信检查 46

第5章 故障排除 47

5.1 采集器故障排除 47

5.1.1 主采集器的气象要素缺测 47

5.1.2 分采集器的气象要素缺测 47

5.2 RUN指示灯不亮 47

5.3 CANE指示灯闪烁 47

5.4 温度值或湿度值异常 47

5.5 其他 48

5.5.1 CF上不能存储文件 48

5.5.2 采集器中存储数据达不到规定的天数 48

5.5.3 不能访问网络 49

5.5.4 GPS对时功能不起作用 49

5.5.5 采集器软件故障排除 49

5.6 传感器故障排除 50

5.6.1 缺测故障 50

5.6.2 传感器超差故障 50

5.6.3 目视故障 50

5.7 电源故障排除 50

5.8 业务计算机故障排除 51

5.8.1 通信故障 51

5.8.2 操作系统故障 51

5.8.3 业务软件故障 51

第6章 技术指标 52

6.1 测量性能 52

6.2 系统时钟准确度 52

6.3 数据存储量（分钟数据） 53

6.4 通信接口 53

6.5 电源 53

6.6 环境适应性 53

6.7 电磁兼容性 53

第7章 附录基础施工图 55

附图1观测场布局示意图 55

附图2风杆基座施工图 56

附图3风杆拉线基座施工图 57

附图4雨量基座施工图 58

附图5立柱基座施工图 59

附图6百叶箱基础施工图 60

第1章产品简介

DZZ4型自动气象站吸收了电子信息技术最新发展成果、采用现代总线技术路线和产品、严格按照中国气象局《新型站功能规格书》的要求而研制的新一代自动气象站。

该自动气象站适应现代气象业务发展需求，在测量性能、数据质量、要素扩充性、可靠性、可维性等方面有长足进步，可以充分满足业务观测新标准、新需求。

该型（考核时型号为WUSH-2000）自动气象站通过了中国气象局组织的考核和设计定型，在考核中成绩优异，名列前茅。

DZZ4型自动气象站是我公司结合国家气象业务发展和当前自动化技术，基于多年的自动气象站专业设计经验，采用当今成熟的、稳定的、先进的电子测量、数据传输和控制系统技术而设计，能满足现有气象观测站的气候观测、天气观测和区域观测业务的需要；该产品具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点。

自动气象站在硬件结构设计上，采用“积木式”结构和CAN总线技术，利用双绞线互联主采集器和各分采集器。

基于客户需求，在现场能快速实现功能扩展，充分贯彻了灵活性的特点。

硬件结构上由传感器、主采集器、分采集器和外围设备等组成。

通过对系统进行简化，DZZ4型自动气象站可以适合于各类业务应用。

常见的应用有：

—常规六要素，观测气温、相对湿度、气压、风速、风向、雨量；

—七要素，观测常规六要素以及地温（含草温、地表温、浅层地温、深层地温）；

—八要素，观测常规六要素、地温（含草温、地表温、浅层地温、深层地温）以及蒸发；

—需要时可以扩充能见度、称重降水、日照、辐射等要素或传感器。

1.1系统结构

自动气象站由传感器、采集器和外围设备组成。

采集器由一个主采集器和若干分采集器构成，采集器之间采用CAN总线（一对双绞线）互连。

在现场只需接入新的分采集器和传感器，就可以快速部署从而实现功能扩充，满足监测需求的变化。

系统结构图参考图1。

图1系统结构图

1.2传感器

自动气象站所选用的传感器符合相关行业标准并经行业主管部门列装，列于下表：

传感器种类

传感器名称

型号

模拟传感器

地温传感器

ZQZ-TW

高精度气温传感器

WUSH-TW100

湿度传感器

WUSH-TH200

HMP45D

蒸发传感器

WUSH-TV2

总辐射传感器

FS-S6

数字传感器

翻斗式雨量计

SL3-1

风向、风速传感器

ZQZ-TF

智能传感器

气压传感器

WUSH-TP300

PTB220

温湿度智能传感器

WUSH-BTH（含ZQZ-TW3、WUSH-TH200或HMP45D）

能见度传感器

HW-N1

称重式降水传感器

WUSH-WP

激光雪深传感器

WUSH-SD

1.2.1温湿度智能传感器

WUSH-BTH温湿度智能传感器是我公司研制的集温度、湿度测量功能于一体的智能化传感器，它符合中国气象局《新型自动气象（气候）站功能规格书》关于温湿度智能传感器的功能、性能和接口规定，可直接到自动气象站的CAN总线上。

温度探头的标准配置为WUSH-TW100高精度铂电阻传感器，湿度选用WUSH-TH200湿度传感器。

WUSH-TW100是我公司研制的高精度铂电阻温度传感器，等级为IEC60751AAA，测量范围（-50～+60）℃。

传感器采用不锈钢铠装，防护级别达到IP67。

该传感器具有极佳的可互换性和长期稳定性，广泛应用于气象、水文和环保等部门。

WUSH-TH200是我公司最新研制并通过中国气象局考核的新一代湿度传感器，湿敏元件采用维萨拉公司新一代电容式湿敏元件HUMICAP180R，具有更高的测量准确度，更好的耐高湿性能和长期稳定性，可以实现与HMP45D温湿度传感器的兼容。

1.2.2风向、风速传感器

风向、风速传感器的标准配置为我公司研制的ZQZ-TF型测风传感器。

传感器的风杯进行了优化设计，并由特种工程塑料注塑成型，提高了测量精度和抗风强度；风向标尾翼板用质量轻、强度高、刚性好在高温高压条件下成型的非金属材料制造，提高了抗风强度，该技术已获得国家专利授权（专利号：

ZL200520069692.1）。

传感器轴承具有创新的多级迷宫式防尘结构，大大提高了防尘效果，使轴承清洗维护周期延长一倍。

该创新设计已获得国家专利授权（专利号：

ZL200520069693.6）。

传感器还具有较好的耐腐蚀能力、抗浪涌能力，并能承受较大的向上垂直风力，可以适应海岛环境。

自动气象站也能支持EL15-1C风速传感器和EL15-2C风向传感器。

1.2.3翻斗式雨量计

雨量计的标准配置为SL3-1双翻斗雨量计（0.1mm/翻斗）。

雨水由承水器汇集后经漏斗注入上翻斗，累积到一定量后，倒入计量翻斗进行计量，每0.1mm雨量，使干簧开关闭合一次。

通过上翻斗的缓冲，可有效减少计量翻斗翻动过程中的降雨损失，提高测量准确度。

1.2.4气压传感器

气压传感器采用我公司开发并通过中国气象局考核的WUSH-TP300大气压力传感器，该传感器采用维萨拉公司的BAROCAP硅电容压力敏感元件，具有卓越的压滞特性、重复性、高可靠性、高准确性、长期稳定性好、免维护等特点。

WUSH-TP300型气压传感器测量性能优于我国目前绝大多数气象台站正在使用的PTB220气压传感器，并且在机械结构、电气接口、安装尺寸和通信协议等方面均兼容PTB220，完全可以实现无缝替换，大大方便原有台站的维护，降低维护成本。

1.2.5地温传感器

地温传感器选用ZQZ-TW高精度铂电阻传感器。

ZQZ-TW是我公司研制的高精度铂电阻温度传感器，等级为IEC60751A，测量范围（-60～+80）℃。

传感器采用不锈钢铠装，防护级别达到IP67。

该传感器具有极佳的可互换性和长期稳定性，适合于土壤或不同下垫面（如地面、草面、路面等）的温度测量，广泛应用于气象、水文和环保等部门。

1.2.6蒸发传感器

蒸发传感器选配我公司的WUSH-TV2型超声蒸发传感器，该传感器全程参加了新型自动站考核，考核期间运行稳定，数据准确，能够满足业务观测需求。

该传感器采用连通器原理和超声波测距原理，大大降低了水面波动对蒸发测量的影响，具有高稳定性、高分辨力、高测量准确度等优点。

传感器由测量探头、测量筒、蒸发皿、连通器、水圈、小百叶箱等组成。

测量探头通过检测测量筒内超声波脉冲发射和返回的时间差的来测量水位变化情况并转换成电信号输出，测量探头还具温度补偿功能。

测量筒和测量探头置于百叶箱内，改善了测量环境，有效地提高了测量准确度和稳定性。

测量探头的输出为（4～20）mA电流信号，可以进行远距离传输。

蒸发桶采用业务台站常用的E-106B蒸发桶，并对它进行了改造，使它适合安装连通器。

1.3采集器

自动气象站中包括WUSH-BH主采集器、WUSH-BTH温湿度智能传感器（分采集器）和WUSH-BG地温分采集器。

1.3.1WUSH-BH