摘要：对DZN3自动土壤水分观测仪的日常维护及常常出现的故障现象进行分析归纳，并结合DZN3自动土壤水分观测仪的工作原理和系统组成给出了相应的故障排除方法。
关键词：DZN3；土壤水分；观测仪；维护；故障维修
前言
土壤水分制约着土壤中养分的溶解、转移和吸收及土壤微生物的活动，是植物耗水量的主要直接来源，对植物生理活动有重要影响。掌握土壤水分变化规律，对农业生产、干旱监测预测和其他相关生态环境实时监测预测及理论研究都具有重要意义。
我县2010年安装了DZN3自动土壤水分观测仪，通过2年人工与自动平行观测阶段，已经通过数据对比观测评估，正式投入业务运行。在运行中出现了一些问题，发现大多数问题是维护不到位造成的，部分是仪器自身故障。良好的仪器维护工作，可保证仪器准确、及时采集数据，减少故障发生的几率，为农业提供更好的自动化土壤水分观测服务，农业气象自动观测站的维护与维修尤为重要。
1 DZN3自动土壤水分观测仪原理及组成
DZN3型自动土壤水分观测仪采用频率反射（FDR）测量技术，能够准确及时地测量土壤体积含水量，完成土壤水分贮存量信息的采集、处理、存储及传输。
DZN3自动土壤水分观测仪室外部分包括传感器、数据采集器、通信单元和系统电源四部分。室内部分是微机终端，用于对采集数据处理，通过应用软件实现对采集器的实时数据采集和监控。
2.1 场地维护
自动土壤水分观测仪一般安装在作物地段，按照自动土壤水分观测规范要求，传感器周边与大田的土壤状况应当一致，观测场内种植作物与大田作物也要一致。由于传感器周边半径0.5米范围内土壤长期不耕作，容易产生龟裂，尤其是粘土发生严重干旱时。因此龟裂的处理作出如下要求：
1）每当降水超过20mm停止72小时后，对传感器周边半径0.5米范围进行一次松土，以防土壤龟裂产生。
2）每年农田耕作时，土壤水分传感器周边半径0.5米范围内用铁锹做一下翻土，深度20-30cm,
将土块砸碎，按照原土层回填压实，压实后上面覆1-2cm的虚土。
3）如果传感器周边土壤已有龟裂发生，可将传感器周边半径0.5米范围内的土壤取出，深度10-20cm，将土块砸碎，按照原土层回填压实，压实后上面覆1-2cm的虚土。
春季观测场内积雪较深是应及时清除积雪。传感器及其周围土壤严禁使用任何诸如杂草、沙石等物质覆盖。
2.2 仪器维护
由于DZN3型自动土壤水分观测仪的数据通过有线或无线网络自动向中心站上传，不需人工操作，因此日常需对仪器软件和硬件部分进行一定的维护。
1）利用土壤水分浏览软件hyDataApply查看仪器运行情况 值班人员应每天8时和16时正点前十分钟通过自动土壤水分观测浏览软件hyDataApply查看本站仪器的实时观测数据运行情况，查看数据是否整点上传，显示的本站数据如有缺失，应进一步检查数据传输情况。如果发现数据不完整或有降水而仪器数据没有明显反应或没有降水可是观测数据出现较大波动等异常情况，应及时赶到仪器现场进行查看，并向省级信息技术保障中心报告。以上情况每天均应在值班日记中详细填写。
2)每周巡视观测场和自动土壤水分观测仪1-2次。查看仪器是否完整，每个部件及其连线是否正常，是否有损坏，供电模块和采集器板的显示状态是否正常。传感器是否进水，连接部件是否可靠，连接线是否脱落以及传感器安装套管与周围土壤契合是否完好。
3)每月现场检查一次采集器箱，查看是否进水或有灰尘，定期对采集板进行灰尘处理，以保持洁净。每隔三个月将放置在安装管中传感器内的干燥剂取出，用烘箱烘干，并重新放好。
4）每年定期将传感器从PVC安装套管中取出一次查看管内是否有受潮或进水情况，如果有水滴需要清除干净并进行防水处理，并将传感器内放置的干燥剂进行更换，仔细检查传感器安装套管的防水情况，在春季时将自动土壤水分观测场内的积雪清理干净，并对防雷设施进行全面检查。
5)在冬季，降雪后需及时清理太阳能电池板上的积雪。确保电力畅通，否则会影响电池的正常充电。
3.1 没有土壤水分数据，可能是以下几个原因：
1）采集器没有供电
打开采集器箱，检查空气开关是否已经启动保护而分开，若是，将空气开关合上。检查电源开关是否插好，如果开关松动，重新插紧。
2）土壤水分探测器没有供电
用万用表检查电源变换器、采集器电源端、土壤水分探测器电源端、蓄电池电压是否大于12V，判断电源变换器和蓄电池是否损坏。
3）通讯电缆是否断开
如果断开，先将电源开关拔下，待采集器断电后，将通讯电缆重新插好。
3.2 某层土壤水分数据为-2，可能是以下两个原因：
1）该层传感器连接线没有插好。2）该层传感器损坏。
3.3 数据间断性中断，可能是以下两个原因：
1）蓄电池可能出现问题，供电不足。当白天有太阳时，在太阳能板的持续充电作用下可正常工作，当晚上没有太阳能板充电时，储存的电量很快就耗尽，在这种情况下选择在日出前后更换蓄电池。
2）GPRS通讯检查。
4 影响DZN3土壤水分自动观测仪精度的问题
1)土壤与土壤传感器之间有缝隙存在，机器测量值就会产生误差。
2)土壤板结龟裂造成数据异常。降水偏少或降水超过20毫米72小时后，土壤出现龟裂现象，影响了传感器与土壤出现较大空隙，仪器观测数据将会严重偏低，甚至达到零值。
3)冻土造成数据异常偏低。土壤湿度传感器主要测定土壤体积含水量，土壤未解冻或冻结时，土壤中的水由液态变为固态冰介质发生变化，引起水分测量值急剧下降。
4)田间标定系数田间持水量、土壤容重和凋萎湿度测量不准确，会造成误差。
5小结
DZN3型自动土壤水分观测仪节省了人力、物力和时间，达到了实时观测土壤水分连续变化，这是人工取土逢3、逢8采用烘干称重法所无法比拟的[1]。为了保证DZN3自动土壤水分观测仪正常稳定地工作，确保土壤水分自动观测资料的客观性、准确性，更好地掌握土壤水分变化规律，为农业生产、干旱监测、预测服务，必须做好观测仪器的日常维护和维修，使其发挥其最佳的效能，以及时发现、排除常见故障，减少数据缺报、误报。
参考文献
[1] 陈海波，冶林茂，薛龙琴,等.GStar-I(DZN2)型自动土壤水分观测仪的
维护方法及常见故障解析[J]. 气象与环境科学,34(9):178-180.
