DZZ4型自动气象站硬件结构和原理_品牌_

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胡本刚++陆忠涛

[摘要]随着DZZ4新型自动气象站在气象中的应用增多，自动站在运行中也发现各种各样的问题，也使我们的对自动气象站的日常维护工作越重要。对我们的维护人员的要求越来越高，就要我们对自动气象站的硬件结构和原理掌握的非常牢固，针对这一现象，我对DZZ4型自动气象站的硬件结构和原理做了一些简单的介绍。

[关键词]DZZ4型自动气象站硬件结构和原理

中图分类号：P415.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0097-01

自动气象站是能够自动的观测并且存储各种气象观测数据的设备，它采用了现在最新电子信息技术的成果，以及总线技术路线的产品，其中DZZ4型自动气象站，严格按照中国气象局的要求而研制的新一代自动气象站。它是由各种类型传感器、采集器、光纤模块、供电系统等组成，随着天气的变化，气象要素值的也发生变化，各个传感器采集到的数值也在产生变化，这种变化量数据被各个分采集器所采集，经过一定的处理，得到每个气象要素的数据。一般我们都是采用每分钟采集并且存储数据。

DZZ4型自动气象站完全能够应用于各种业务的应用。我们常见的有常规六要素，分别是观测气温、相对湿度、气压、风速、风向、雨量，还有七要素的自动气象站，它是在常规六要素的基础上增加了地温（含草温、地表温、浅层地温、深层地温），还有八要素的自动气象站，它是在常规七要素的基础上添加了蒸发。在我们观测任务对能见度、称重降水、日照、辐射有需要时，也可以添加相对应的传感器，来完成观测任务。

1.2 DZZ4型的硬件结构

自动气象站由采集器、传感器、光纤模块、供电系统等和外围设备组成。采集器由一个主采集器和几个分采集器构成，采集器之间采用一对双绞线互连。

1.2.1DZZ4型的采集器

DZZ4型自动气象站采用了WUSH-BH主采集器、WUSH-BG地温分采集器。

1.4.1DZZ4型采用的主采集器

WUSH-BH主采集器是新一代数据采集器，它是自动气象站的核心，WUSH-BH数据采集器是在嵌入式LINUX实时多任务操作系统和ARM9平台上设计。主采集器可以采集本身和分采集器上连接的各种传感器的数据，按一定的规范进行传输、存储、处理。WUSH-BH主采集器支持气温、蒸发、能见度、湿度、风速、雨量、风向、气压、总辐射要素的数据采集和处理，还有CAN总线接口，能够连接温湿度智能传感器和各种分采集器，包括一些特殊的分采集器；

还能够支持运行状态监控，其中就有采集器工作状态和各种传感器工作状态等；在采集器内置了大容量数据存储器，可以存储气象要素数据、系统日志信息和运行状态信息等；具有CF卡接口和GPS接口可以存储各类数据文件和支持GPS授时；还有RS-232通信接口和以太网接口，能够连接GPRS、光纤等通信设备，可以实现远距离的无线、有线通信。

1.2.2DZZ4型的传感器

1.2.2.1温湿度智能传感器

DZZ4型的传感器是USH-BTH温湿度智能传感器，它是一种可以进行温度、湿度测量的智能化传感器，它可以直接连接到DZZ4型自动气象站的CAN总线上，USH-BTH温湿度智能传感器可以将温度、湿度的观测值通过总线实时提交给主采集器。它是由温度传感器、湿度传感器和电子单元三部分构成的。可以自检、自校功能，还有运行状态监测的功能。

1.2.2.2DZZ4型的风向、风速传感器

DZZ4型的风向、风速传感器的型号是ZQZ-TF型测风传感器。传感器的风杯由特种工程塑料注塑成型，提高了抗风强度和测量精度，风向标尾翼板用强度高、质量轻的非金属材料制造。

1.2.2.3DZZ4型的翻斗式雨量计

DZZ4型的雨量计是SL3-1双翻斗雨量传感器，它是由集水器、干簧管、调节螺钉、翻斗等构成。在测量过程中，雨水由承水器收集后经过漏斗进入到上翻斗累积到一定量后，水进入计量漏斗，计量漏斗在翻转时，和它相连的磁钢对干簧管扫描一次。干簧管可以瞬间闭合一次，也就是说当降水量每次达到0.1mm时，干簧就可以开关闭合一次，同时送出去一个信号。

1.2.2.4DZZ4型的气压传感器

DZZ4型的气压传感器采用DYC1型大气压力传感器，这种传感器采用BAROCAP硅电容压力敏感元件，具有非常高的可靠性和准确性，还有长期稳定性好、免维护等特点。DYC1型气压传感器测量性能优于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。

1.2.2.5DZZ4型的地温传感器

DZZ4型的地温传感器采用ZQZ-TW高精度铂电阻传感器。ZQZ-T高精度铂电阻温度传感器的测量范围是零下60度到80度。采用不锈钢铠装，该传感器具有长期稳定性和极佳的可互换性等特点，可以应用于土壤或不同下垫面的地温测量。

1.2.2.6DZZ4型的蒸发传感器

DZZ4型的蒸发传感器采用WUSH-TV2型超声蒸发传感器，该传感器可以满足业务观测需求。并且具有运行稳定、测量数据准确等特点。我们的蒸发测量系统由很多的部件组成，例如水位测量探头、小百叶箱、蒸发皿、水圈、测量筒等部件。其中测量探头是用时间差（在测量筒内发生的超声波脉冲发射和返回的时间差）的来测量水位高度，并且把它变成能够输出的电信号，探头应该有温度补偿的功能。我们要在百叶箱内放置测量探头和测量筒，百叶箱可以有效地改变测量环境，从而得到稳定、连续、准确的气象要素。

1.2.2.7DZZ4型的称重降水传感器

DZZ4型的称重降水传感器采用DSC1型称重式降水传感器是全天候的降水观测仪器。它结合了降水测量、机械、电气工程、信号处理软件等方面的技术是一个可靠的、一体化的仪器，适合在苛刻现场条件进行全天候降水测量。该产品具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点。使观测结果客观化、观测资料连续化，减少台站观测人员的工作量进一步提高观测质量和观测效率。

1.2.2.8DZZ4型的雪深传感器

DZZ4型的雪深传感器采用DSS1型雪深观测仪，它是一种全天候的自动雪深观测仪器。它结合了信号处理、激光测距、电气工程等方面的技术，DSS1型雪深观测仪是一个可靠的自动化观测仪器，非常适合在苛刻现场条件进行雪深测量。DSS1型雪深观测仪还有非常高的准确性和可靠性、易使用、易维护等特点。

DZZ4型自動气象站是一种可以适应现代气象业务发展的需求，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。

参考文献

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[2] DZZ4型自动气象站培训教材[EB/OL].2015-02-27.

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[4] 王建花，李斌，陈志超.DZZ4型自动气象站软件运行技巧[J].农业与技术，2015（10）：202.

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