[發(fā)明專利]一種翻斗式降雨量傳感器的故障診斷系統(tǒng)及診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011190773.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112269219A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 漆隨平;王尼;崔天剛;王中秋;張志偉;程曦
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01W1/18
• 分類號: G01W1/18;G01W1/14
• 代理公司: 青島致嘉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 張曉艷

本發(fā)明公開了一種翻斗式降雨量傳感器的故障診斷系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分，硬件部分主要包括ARM9嵌入式芯片，軟件部分主要包括ARM9嵌入式芯片搭載的計算程序，硬件部分還包括與ARM9嵌入式芯片相連接的存儲單元、以太網(wǎng)控制處理器、液晶控制處理器和按鍵控制處理器，ARM9嵌入式芯片還具有串口電路，所述以太網(wǎng)控制處理器具有以太網(wǎng)接口，液晶控制處理器通過液晶控制驅(qū)動電路連接有液晶顯示器，按鍵控制處理器通過整形保護電路連接有觸摸按鍵；本系統(tǒng)研制出了基于故障樹理論與灰色關(guān)聯(lián)分析法的降雨量傳感器故障診斷方法，并對其進行診斷試驗，經(jīng)試驗結(jié)果表明，所設(shè)計的系統(tǒng)及故障診斷方法實現(xiàn)了降水量傳感器故障的快速準確診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉?zhèn)鞲衅鳈z測技術(shù)，具體是一種翻斗式降雨量傳感器的故障診斷系統(tǒng)及診斷方法。

背景技術(shù)

降雨量是氣象、水文、防汛等領(lǐng)域重要參數(shù)，該參數(shù)主要通過降雨量傳感器來實時測量獲取；降雨量傳感器是一種感知降雨量信息的氣象傳感器，按照工作原理可分為：翻斗式、稱重式、超聲波式、紅外式等。

目前氣象站業(yè)務(wù)化運行的傳感器主要為翻斗式降雨量傳感器，翻斗式降雨量傳感器主要有傳感單元、測控單元以及電源模塊等部分組成；其中傳感單元主要包括承水器、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數(shù)翻斗、干簧管；測控單元主要包括采集器、記錄器、數(shù)據(jù)處理；其工作原理是雨水先通過承水器匯集，再經(jīng)過匯集漏斗依次流入上翻斗和計量翻斗；當(dāng)計量翻斗內(nèi)的雨水積滿后便翻轉(zhuǎn)一次，將雨水倒進計數(shù)翻斗；計數(shù)翻斗每進行一次翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個脈沖信號；測控單元通過記錄器對脈沖信號進行記錄，再通過采集器對記錄結(jié)果采集、數(shù)據(jù)處理，計算后得到分鐘、小時、天降雨量及降雨強度，并存儲、顯示及輸出數(shù)據(jù)。

翻斗式降雨量傳感器根據(jù)工程應(yīng)用經(jīng)驗對故障及原因整理如下：(1)傳感器不計數(shù)：進水口堵住、翻斗被卡死、干簧管損壞、磁鋼失效、電路板損壞和數(shù)據(jù)線斷損等；(2)傳感器少計數(shù)：翻斗部件底部不水平、翻斗破損、翻斗內(nèi)有污垢；(3)傳感器多計數(shù)：干簧管粘連、電磁干擾、數(shù)據(jù)線短路；(4)記錄器故障：導(dǎo)線脫焊、繼電器觸點接觸不良、電磁鐵棘輪卡住、消火花電容或磁鐵線圈短路、同步齒形帶松緊不合適、筆架長槽不光滑、阻尼桿與阻尼管口不垂直；(5)采集器故障：主板損壞、電源板損壞、采集器連接電纜接觸不良以及液晶屏線路接觸不良；(6)階梯記錄線條的上升拖尾巴超過1mm長度：履帶輪內(nèi)兩彈簧彈性不平衡、履帶變松；(7)無降水天氣現(xiàn)象出現(xiàn)降水記錄：雨量傳感器固定松動、電纜接觸不良、清洗雨量器故障；(8)通信故障：天線損壞以及線路接觸不良；(9)無電壓：穩(wěn)壓電源損壞、電源接插件接觸不良；(10)電壓低：干電池失效。

由于降雨量參數(shù)是氣象預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)及計算區(qū)域水資源的重要依據(jù)，因此，降雨量傳感器在使用過程中發(fā)生故障時需及時快速修復(fù)；但是，目前在氣象領(lǐng)域中業(yè)務(wù)化應(yīng)用的翻斗式降雨量傳感器出現(xiàn)的故障類型多樣，需要專業(yè)人員進行維修，而且對專業(yè)維修人員的專業(yè)知識以及維修經(jīng)驗要求較高，當(dāng)前主要依靠人工檢測與排查的手段對降雨量傳感器進行故障診斷與維修，故障診斷難度大、維修效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種翻斗式降雨量傳感器的故障診斷系統(tǒng)及診斷方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種翻斗式降雨量傳感器的故障診斷系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分，硬件部分主要包括ARM9嵌入式芯片，軟件部分主要包括ARM9嵌入式芯片搭載的計算程序，硬件部分還包括與ARM9嵌入式芯片相連接的存儲單元、以太網(wǎng)控制處理器、液晶控制處理器和按鍵控制處理器，ARM9嵌入式芯片還具有串口電路，所述以太網(wǎng)控制處理器具有以太網(wǎng)接口，液晶控制處理器通過液晶控制驅(qū)動電路連接有液晶顯示器，按鍵控制處理器通過整形保護電路連接有觸摸按鍵，專家系統(tǒng)故障知識庫、規(guī)則庫及推理機、解釋器均以數(shù)據(jù)庫的方式和程序模塊的方式存儲在存儲單元。

所述存儲單元包括動態(tài)隨機存儲器和Flash存儲器。