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DZN1自动土壤水分观测仪及其维护与维修朱保美;周清【摘要】全面介绍了DZN1自动土壤水分观测仪的工作原理和系统组成以及主要功能.对DZN1自动土壤水分观测仪常常出现的故障现象进行了归纳总结并逐一进行分析,给出了相应的故障排除方法.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2011(028)001【总页数】5页(P124-128)【关键词】土壤水分;观测仪;维护;维修【作者】朱保美;周清【作者单位】山东省齐河县气象局,齐河,251100;山东省齐河县气象局,齐河,251100【正文语种】中文【中图分类】S1630 引言土壤水分含量及其变化规律的监测是农业气象生态环境及水文环境监测的基础性工作之一。
土壤水分反映了土壤的湿润状况,是农田干旱、情报预报的重要依据。
掌握土壤水分变化规律,对农业灌溉、土壤墒情与农业干旱的监测预报及相关理论研究工作具有重要意义。
长期以来,我国的农业气象观测主要是以人工目测和简单器测为主,基本无自动化观测手段,远落后于一般地面气象要素观测,目前,广大台站普遍采取的方法是称重烘干法。
因此,研究开发省时、省力、准确监测土壤水分的仪器,具有十分重要的现实意义。
自动土壤水分观测站是中国气象局大气监测自动化系统项目一期工程中的一项内容,山东省自动土壤水分观测站,正是根据中国气象局大气监测自动化系统项目一期工程有关安排,自2005年4月起建设土壤水分自动监测系统[1]。
自动土壤水分采集系统在广大台站使用以来,较之原来的称重烘干的测定方法,不仅缩短了土壤水分的测定时间,减轻了业务人员的工作强度,最重要的是达到了定点观测土壤水分的连续变化 ,更加适应了当前气象事业发展的需要。
农业气象观测对象多是分散在自然状态下,数据采样点具有分散、周期差别大、市电供应困难、设备安装维护要求高、安全防范要求严等特点。
为了开展土壤水分自动观测与人工观测对比和评估工作,以达到农业气象观测规范的要求,使土壤水分自动观测资料更为客观准确,并与目前通用的土壤水分人工观测资料相衔接,具有连续行、可比性和业务服务适用性,从而更好地发挥土壤水分自动观测资料的应用价值,农业气象自动观测站的维护与维修就尤为重要,它是土壤水分自动观测工作的保障。
土壤水分观测仪维护方法土壤水分观测仪是一种用于测量土壤中水分含量的设备。
在农业生产和科学研究中，它被广泛应用于土壤水分的监测和管理。
为了保证土壤水分观测仪的正常运行和准确测量，需要定期进行维护和保养。
以下是土壤水分观测仪的维护方法。
1.清洁仪器表面：定期清洁土壤水分观测仪的表面，以防止灰尘、污物和化学物质的积聚。
可以使用干净的软布或棉签轻轻擦拭仪器表面，注意不要用力过大，以免损坏仪器。
2.检查电池：土壤水分观测仪通常使用电池供电，所以定期检查电池的状态非常重要。
如果电池电量不足，应及时更换新电池，以保证仪器的正常运行。
3.校准仪器：土壤水分观测仪需要定期校准，以确保测量结果的准确性。
校准方法通常是根据仪器提供的说明书进行操作。
校准频率可以根据仪器的使用频率和工作环境的特点来确定，但一般建议每隔三个月进行一次校准。
4.防止仪器受到损坏：在使用土壤水分观测仪时，应注意避免碰撞、震动和摔落等情况，同时要避免在高温、湿度和腐蚀性环境下使用仪器。
在不使用观测仪时，应将其妥善存放在干燥、通风和避免灰尘的地方。
6.保养传感器：土壤水分观测仪的传感器是其核心部件，需要特别注意保养。
使用前应检查传感器是否完好无损，如有损坏应及时更换。
在使用过程中，要防止传感器与硬物摩擦或碰撞，以免导致测量数据不准确。
使用后应及时清洗传感器，避免土壤残留物附着，影响下次测量的准确性。
7.进行定期维护：除了日常的清洁和保养，还应定期对土壤水分观测仪进行维护。
定期维护包括仪器的检查、校准和保养，并可能需要更换一些零部件。
根据仪器的使用频率和厂家的推荐，可以制定一个合理的维护计划。
综上所述，土壤水分观测仪的维护十分重要，不仅可以保证仪器的正常运行和准确测量，还可以延长仪器的使用寿命。
通过定期的清洁、检查、校准和保养，可以最大程度地减少故障发生的概率，并提高土壤水分观测仪的可靠性和稳定性。
浅谈DZN1型自动土壤水分站故障处理摘要：本文利用《自动土壤水分观测规范》、《土壤水分观测仪使用手册》资料，总结、分析了土壤水分状况是水分在土壤中的移动、各层中数量的变化以及土壤和其他自然体的水分交换现象的总称。
关键词：土壤水分；维护；故障中图分类号： s163+.5 文献标识码：a引言土壤水分是水分平衡组成项目，是植物耗水的主要直接来源，对植物的生理活动有重大影响。
经常进行土壤水分状况的测定，掌握其变化规律，对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义，对作物生长发育及产量形成也有着重要的影响。
而自动土壤水分观测仪可以方便、快速的在同一地点进行不同层次土壤水分观测，获取具有代表性、准确性和可比较性的土壤水分连续观测资料，可减轻人工观测劳动量、提高观测数据的时空密度，为干旱监测、农业气象预报和服务提供高质量的土壤水分监测资料。
那么有了土壤水分站，就要对它的注意事项、日常维护、故障的排除有所掌握。
1 注意事项为了保持自动土壤水分观测处于正常连续运行状态，每天9：00和17：00正点前10min要查看计算机显示的实时观测数据是否正常。
每周巡视观测场和自动土壤水分观测仪等设备1～2次。
每天20：00通过自动土壤水分观测仪计算机终端检查前一天采集数据是否完整，是否存在异常数据。
当发现仪器故障时，应在值班日记中记录下来，并上报保障中心及时处理故障。
除了上述日常需要做这些工作外，还要定期进行维护。
2 日常维护无人值守的自动土壤水分观测仪由业务部门每月派技术人员到现场检查维护至少1次，检查、维护情况记入值班日记中。
每年春季对防雷设施进行全面检查，对接地电阻进行复测。
每年至少1次对自动土壤水分观测仪的传感器、采集器和整机进行现场检查、校验。
虽说日常维护工作每天都在重复的做着，但是在工作中总会有或多或少的一些故障出现，它给我们的工作带来了诸多不便，那么故障出现的原因也是有很多种。
3 故障分类计算机终端故障分为软件、硬件故障；数据采集器故障；传感器故障；供电系统故障；gprs模块故障；雷击、短路等特大故障。
土壤水分站日常维护及常见故障分析土壤水分站是一种可靠的设备，用于测量土壤水分的含量。
但是，即使是最高品质的设备也需要维护和保养，以确保其正常运行。
在本篇文章中，我们将探讨土壤水分站的日常维护以及常见故障的分析。
一、日常维护1. 清理传感器土壤水分传感器可能会因为出现诸如浮游生物、土壤沉淀物、植物残渣和离子沉积等问题而出现故障。
因此，定期清洁传感器是确保准确测量的重要步骤。
可以用软布或擦拭纸轻轻擦拭传感器，尽量避免划伤传感器表面。
2. 检查电缆连接电缆连接的磨损可能导致信号质量下降，从而影响仪器的运行。
因此，要经常检查电缆连接的状况，尤其是在连接器处。
如果电缆连接处已经变得老化或磨损，请及时更换。
3. 更换电池土壤水分站的电池寿命通常在六个月到一个年之间。
常规更换电池就可确保仪器以恒定指数进行工作。
二、常见故障分析1. 信号不稳定通常这个问题是由于传感器表面的土壤果皮、盐分物质和钙化等所堆积的影响导致的。
首先，用手轻轻触摸粘在传感器表面上的物质，如果这些物质会掉落下来，则可能是表面附着物所导致的问题。
可以使用软布、擦拭纸或小刷子进行清理。
2. 测量值与实际情形不符这种情况很可能是由于研究人员忽略了一些本质信息的纷繁复杂性而导致的，也有可能是由于探头的位置不准确或者传感器看起来被损坏或有误差引起的。
首先，应重新检查探头位置，确保其正确与灵敏。
如果还是不能解决问题，那么详细阅读使用说明书或者寻求生产商或销售公司的帮助才是解决不匹配问题的最好途径。
如果土壤水分站的电池寿命短于预计寿命，则原因可能是需要修改数据频率或数据传输的全程量或电池涂层受损。
可以联系生产商或销售商咨询这个问题。
总之，对于任何使用土壤水分站的用户，保持仪器的良好维护和诊断问题的能力是至关重要的。
通过测量土壤水分，使用良好的土壤水分站能够产生更好的环境结果，提高农业的产量和质量。
农技服务2019,36(7):76-77DZN1型自动土壤水分站常见故障分析及处理司华，杨以健（山东省齐河县气象局，山东齐河251100）［摘要］为自动土壤水分站的维护维修提供参考，从采集器、传感器、供电系统、通用分组无线服务技术（GPRS）模块方面分析了DZN1型自动土壤水分站运行中的常见故障，并提出了处理方法。
［关键词］气象；土壤水分；DZN1型自动土壤水分站；故障土壤水分是植物生长所需水分的直接来源，进行土壤水分含量测定，掌握水分在土壤中的变化规律，对农业生产、生态环境监测、指导服务产品的制作和理论研究具有重要的意义。
自动土壤水分观测仪取代传统的烘干称重法，既能缩短土壤水分测定时间，又能提升业务人员的工作效率,更重要的是能达到连续观测土壤水分的变化，适应当前气象业务发展的要求。
但自动土壤水分观测站在使用中常出现故障，导致数据采集、传输不及时，因此维护维修工作极其重要。
为此，笔者结合工作实践，分析DZN1型自动土壤水分观测站常出现的故障以及处理方法，以期为基层业务人员提供参考。
1采集器故障1.1故障表现D拔掉采集器的电源输入端子，用万用表直流电压档12伏测量输入端的直流电压，若为0,判断为电源部件故障。
2）将采集器上的电源关闭，并将接线端子除电源外全都拔下，若不能正常运行，即为采集器故障。
1-2处理措施若是电源故障，需更换电源部件；采集器故障，则要更换采集器;其他部件损坏导致采集器工作不正常,如电压不正常，把主采集器接口板上的所有通讯电缆端子、传感器端子、接线端子按顺序拔掉，用万用表逐个监测电压是否能恢复正常，不能恢复的部件立即更换。
2传感器故障2.1故障表现通过主采显示屏检查，如各层次体积含水率测量值正常值应小于60,若大于60,则为传感器故障。
通过网页上的数据检查，如连续多组小时数据出现跳变，判断为传感器故障。
2.2处理措施1）应先检查传感器接线端子是否松脫，如松脱,应连接牢固。
2）将其他通道正常的传感器从采集器上拔下，插入本通道;或者将故障传感器从本通道拔下，插入采集器上其他正常的通道。
土壤水分站日常维护及常见故障分析
土壤水分站是一种用于监测土壤水分的仪器设备，其常见故障包括：数据采集故障、
传感器故障和供电故障等。
为了保证它正常运行，需要进行日常维护。
一、日常维护
1. 定期检查和清洁传感器。
由于土壤水分站一般安装在土壤中，传感器容易被泥沙、杂草和根系覆盖，会影响监测数据的准确性。
因此，需要定期检查和清洁传感器。
2. 定期检查和更换电池。
土壤水分站一般采用电池供电，需定期检查电池电量，以
免电量不足影响数据采集。
3. 定期备份数据。
土壤水分站监测大量的土壤水分数据，需要定期备份，以便出现
问题时及时恢复数据。
4. 定期校准。
由于传感器的精度和准确性可能随时间而变化，因此，需要定期校准
传感器，以确保监测数据的准确性。
二、常见故障分析
1. 数据采集故障。
如果土壤水分站无法正常采集数据，应该首先检查传感器是否损
坏或连接是否松动，是否正确地置于土壤中。
同时，也需要检查连接线路、传输设备以及
数据存储设备是否正常。
2. 传感器故障。
传感器故障可能会导致数据采集异常，如出现数据异常或不能采集
数据的情况。
如果出现这种情况，应该检查传感器与连接线路之间的接口是否良好，清洁
传感器，并进行校准。
3. 供电故障。
如土壤水分站电池电量过低或电池已经损坏，将导致供电故障。
此时，需要及时更换电池。
综上所述，定期进行日常维护和及时排除故障是保证土壤水分站正常运行的关键。
DZN-1自动土壤水分观测仪的组成及故障分析摘要介绍了DZN-1自动土壤水分观测仪系统组成，针对自动土壤水分观测仪出现的一次故障，进行了故障分析与排除，以期为类似故障的检查和排除提供借鉴。
AbstractSystem components of DZN-1 automatic soil moisture observation instrument were introduced. Aimed at a failure occurs of automatic soil moisture observation，failure analysis and trouble-shooting were carried out，so as to provide some reference for similar failure checking and elimination.Key wordsDZN-1 automatic soil moisture observation；composition；failure analysis土壤水分贮存量及其变化规律的监测是农业气象生态环境及水文环境监测的基础性工作之一。
掌握土壤水分变化规律，对农业生产、土壤墒情监测、预测和其他相关生态环境监测预测服务及理论都具有重要意义[1]。
根据中国气象局《农业气象观测规范》[2]要求，我国气象台站普遍使用称重法观测土壤水分的方法，需要钻土取样、称盒与湿土共重、烘烤土样、称盒与干土共重、计算土壤含水率等，程序复杂繁琐，无法快速取得测量数据而影响到高时空密度的测量。
根据山东省气象局自动土壤水分观测网2009年建设方案，聊城市气象局在7个县级台站的作物地段都安装了DZN-1自动土壤水分观测仪，大大提高了聊城市农业气象观测自动化水平，有效提高土壤墒情监测资料的时效性，能够及时了解土壤水分的连续变化状况，实时监控农田干旱程度，实时掌握当前土壤墒情是否能够满足农作物正常生长的需求；为合理安排灌溉量、及时制定防旱抗旱措施提供科学依据，从而为市政府调整农业种植结构、有效利用水资源和发展特色优势产业提供参考。
第1期 气象水文海洋仪器No.12011年3月M eteor olog ical,Hy drolog ical and M arine InstrumentsM ar.2011收稿日期:2010 10 19.作者简介:朱保美(1979),女,大学,助理工程师.主要研究方向:农业气象、地面测报等.DZN 1自动土壤水分观测仪及其维护与维修朱保美,周 清(山东省齐河县气象局,齐河251100)摘 要:全面介绍了DZN1自动土壤水分观测仪的工作原理和系统组成以及主要功能。
对DZN1自动土壤水分观测仪常常出现的故障现象进行了归纳总结并逐一进行分析,给出了相应的故障排除方法。
关键词:土壤水分;观测仪;维护;维修中图分类号:S163 文献标识码:B 文章编号:1006 009X(2011)01 0124 05DZN1au tomatic ob servation in stru ment fo r soil moisture a nd its main ten anceZhu Bao mei,Zhou Qing(Q ihe M eteor ological B ur eau of S handong ,Qihe 251100)Abstract:The w or king principle,sy stem co mponent and main functio n o f DZN1automatic observ ation instr um ent for soil m oisture are comprehensive introduced.T he co mmo n faults of DZN1auto matic observatio n instrument fo r soil mo isture are sum marized and analyzed.Then,the co rresponding tr oubleshoo ting is g iven out.Key words:soil moisture;observatio n instr um ent;m aintenance;repair0 引言土壤水分含量及其变化规律的监测是农业气象生态环境及水文环境监测的基础性工作之一。
土壤水分反映了土壤的湿润状况,是农田干旱、情报预报的重要依据。
掌握土壤水分变化规律,对农业灌溉、土壤墒情与农业干旱的监测预报及相关理论研究工作具有重要意义。
长期以来,我国的农业气象观测主要是以人工目测和简单器测为主,基本无自动化观测手段,远落后于一般地面气象要素观测,目前,广大台站普遍采取的方法是称重烘干法。
因此,研究开发省时、省力、准确监测土壤水分的仪器,具有十分重要的现实意义。
自动土壤水分观测站是中国气象局大气监测自动化系统项目一期工程中的一项内容,山东省自动土壤水分观测站,正是根据中国气象局大气监测自动化系统项目一期工程有关安排,自2005年4月起建设土壤水分自动监测系统[1]。
自动土壤水分采集系统在广大台站使用以来,较之原来的称重烘干的测定方法,不仅缩短了土壤水分的测定时间,减轻了业务人员的工作强度,最重要的是达到了定点观测土壤水分的连续变化,更加适应了当前气象事业发展的需要。
农业气象观测对象多是分散在自然状态下,数据采样点具有分散、周期差别大、市电供应困难、设备安装维护要求高、安全防范要求严等特点。
为了开展土壤水分自动观测与人工观测对比和评估工作,以达到农业气象观测规范的要求,使土壤水分自动观测资料更为客观准确,并与目前通用的土壤水分人工观测资料相衔接,具有连续行、可比性和业务服务适用性,从而更好地发挥土壤水分自动观测资料的应用价值,农业气象自动第1期朱保美,等:DZN1自动土壤水分观测仪及其维护与维修观测站的维护与维修就尤为重要,它是土壤水分自动观测工作的保障。
本文以DZN1自动土壤水分观测仪为例,介绍了农业自动观测站的系统组成、主要功能和日常维护与维修需要注意的问题。
1 系统组成DZN1自动土壤水分观测仪是应用FDR 原理的土壤水分测量传感器和总线式数据采集技术于一体的自动化测量系统,其技术指标符合中国气象局土壤水分观测仪的设计要求。
该系统由传感器、采集器、通信接口和系统电源4部分组成,如图1所示,根据业务需要可配备微机,可显示实时和整点的土壤相对湿度、体积含水量、重量含水率、贮水量等动态变化曲线并自动生成标准数据文件。
根据用户需要,系统可进行扩展,数据采集器可扩展接入风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、地温等气象要素传感器[2]。
该仪器可广泛用应于气象、生态、农业、地质灾害等领域的探测与研究。
该仪器按照实际安装地点可分为:固定地段型(台站式)、作物地段型(野外式)、辅助地段(便携式)等3种。
自动土壤水分观测仪可分为硬件和软件两大部分。
硬件包括:传感器、采集器和外围设备等3部分;软件包括采集软件和计算机软件2种,其中台站式土壤水分观测仪的计算机软件安装在观测室的计算机内;野外式土壤水分观测仪需在中心站安装中心站监控软件。
图1 系统组成图1.1 土壤水分传感器采用世界先进技术的频域反射(FDR)土壤湿度传感器,该传感器精密、可靠,耐用,无放射性污染源,采用环保材料制成,全密封,可长期埋设在地下任意深度连续测量。
SW S 406土壤水分传感器应用FDR 原理测量土壤介电常数,从而测得土壤体积含水量。
因为土壤内水分变化导致介电常数变化,土壤的体积含水率与介电常数存在函数关系。
SW S 406土壤水分传感器由高频发射器、接收器、微处理器、探针等组成。
高频发射器、接收器、微处理器密封在 40mm 长130m m 的防水室内,4个长60mm 不锈钢探针与之固定相连。
不锈钢探针直接插入土壤。
传感器尾部的电缆线用于为传感器提供电源及输出模拟信号。
1.2 MDT 30气象数据采集器MDT 30气象数据采集器以高速微处理器作CPU,外围包括精确的时钟器件、16位A/D 转换器件、128MB 标准CF 卡、耐低温液晶显示器和信号防雷接口等。
具有RS 232/RS 485两个标125气象水文海洋仪器Mar.2011准通讯口,可存储60d的整点数据。
采集器是自动土壤水分测量系统的核心。
其主要功能是完成各层土壤水分传感器的采样,对采样数据进行控制运算、数据计算处理、数据质量控制、数据记录存储,实现数据通信和传输。
采集器具备自检、自诊断功能,检验内容包括电源电压状态监测、传感器状态监测、通信状态监测。
1.3 外围设备(1)电源电源系统分为两类蓄电池和12V直流电源。
蓄电池为后备的市电供电系统和太阳能辅助充电的蓄电池供电系统。
分别用于有市电和无市电的环境。
12V直流电压是数据采集器的基本工作电压,采集器中其他直流工作电压由此转换而成。
(2)计算机即微型计算机,用作台站式的终端,实现对采集器的监控、数据处理和存储,按照 农业气象观测规范 要求完成土壤水分观测业务。
(3)GPRS无线传输模块用于野外式自动土壤水分观测仪的无线数据传输。
1.4 软件部分(1)采集软件采集软件支持采集器的数据采集、数据处理、数据存储和数据传输功能。
(2)台站业务软件业务软件处理土壤水分观测业务,是安装在与土壤水分观测仪相连接的微机中的应用软件。
(3)GPRS中心站软件中心站软件安装在省气象台或者信息中心,用于基于GPRS无线网络的野外式台站的数据收集、监控、管理、查询等功能。
2 主要功能(1)数据采集该观测仪实时自动采集土壤水分数据,每隔1m in读取测量结果,每10个测量数据的算术平均值作为该10m in的平均观测值,每6个10min 观测值的算术平均值作为该小时观测平均值。
(2)数据处理以测量的土壤水分体积含水量为基础,根据预先输入的被测土壤参数,按照相关公式计算出土壤重量含水率、相对湿度、土壤水分有效贮存量等。
(3)数据存储内有标准CF卡(128M),存储60d整点的测量数据和平均数据,以备随时查询。
(4)显示及键控从显示器上可以直接读取当前采集数据,可通过显示面板设置或修改日期和时钟。
(5)数据通讯观测仪可通过串行通讯口接到上位终端机上。
按照既定的通讯协议,上位机可以读出观测仪的测量数据和存储数据;设置观测仪所需的参数;设置观测仪的通讯方式和自动发送数据的时间间隔;为观测仪对时等。
3 维护与维修3 1 日常维护(1)每日在08:00或沙尘暴、强雷暴、大风、暴雨等恶劣天气后巡视仪器,检查仪器(设备和计算机)供电是否正常、传感器工作是否正常、通讯是否正常。
(2)每天定时通过自动土壤水分观测仪的计算机终端检查前一天采集数据是否完整,如有缺测要及时手动补上。
(3)定期检查电缆与传感器及采集器连接是否有松动现象;每年定期检查电缆是否损伤、老化。
(4)建立专用值班工作日记,每日填写,认真记录上述检查处理的情况。
(5)当发现仪器故障时,应在值班日记上详细记录,根据故障情况及时通知生产厂家进行必要的处理。
3 2 故障判断及维修3.2 1 计算机终端故障(1)软件故障故障现象表现为:系统无法正常启动;终端业务软件死机。
前者可检查操作系统,如果操作系统故障,请重新安装操作系统;对于后者,重新启动计算机,检查终端业务软件是否正常,如果不正常,请重新安装业务软件。
(2)硬件故障故障现象表现为:开机后电源指示灯不亮,终端计算机无数据或通讯状态异常。
对于前者,可检查电源插头是否接触牢固;对126第1期朱保美,等:DZN1自动土壤水分观测仪及其维护与维修于后者,可通过以下步骤检查及处理步骤:a.检查终端计算机是否死机,检查终端计算机通讯端口上连接的通讯模块是否脱落,通讯模块上连接的通讯电缆是否脱落。
b.通过数据采集器上的显示器检查采集器时间是否正常、各层土壤观测数据是否正常。
检查数据采集器上的通讯电缆是否连接正常。
c.检查终端计算机至数据采集器之间的通讯电缆是否正常。
d.更换终端计算机通讯端口上连接的通讯模块。
e.如以上均正常,请与厂家联系。
3.2.2 数据采集器故障现象:数据采集器显示器不显示或显示数据故障。
检查及处理步骤:(1)检查数据采集器供电。
拔下数据采集器上的电源输入端子,使用万用表直流电压档测量该电源输入端子的直流电压是否正常,正常电压范围10~15V。
如果为0,可判断故障出现在电源部件,检查电源系统。
(2)检查数据采集器。
关闭数据采集器上的电源开关,将数据采集器上的接线端子除电源外全部拔下,然后打开电源开关,检查数据采集器是否恢复正常。
如不正常,则可判断数据采集器故障,更换之。
(3)其他部件损坏。
如果电压不正常,可以从数据采集器的接口板上将各传感器端子、通讯电缆端子等接线端子逐个拔下,使用万用表监视直流电源电压,看电压是否恢复正常,如果恢复正常,说明被拔下的外部部件(传感器等)有损坏,需更换。
