雨量传感

雨量传感（共7篇）

雨量传感 篇1

1 概述

雨量的自动观测, 极大地简化了观测员的工作, 且在观测连续降水时, 避免了人工观测造成的雨量损失。目前, 各级台站自动气象站雨量观测使用的是翻斗式雨量传感器。其特点是性能稳定、耗能少、易于维护管理, 非常适合自动气象站的雨量观测。但在实际使用过程中, 雨量测量的误差较多, 主要是由于仪器构造以及使用、维护不当造成的。

2 结构及工作原理

2.1 结构。翻斗雨量传感器主要由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、汇集漏斗、干簧管和调节螺钉等组成 (见下图) 。

2.2 工作原理。

当有降雨出现时, 雨水首先在承水口汇集后, 再流入上翻斗, 上翻斗的作用是使不同的自然降水积聚成近似的固定量, 使进计量翻斗的水流速度近似于大降水强度的水流速度, 这样可使传感器在不同的降水强度情况下, 都具有比较一致的灵敏度。当上翻斗接满一斗水后, 倒入计量翻斗, 计量翻斗每翻动一次为0.1mm的降水量 (这就是通常我们所说的雨量传感器的分辨力的概念) , 随着计量翻斗的不断翻动, 雨水被不断地倒入计数翻斗, 在计数翻斗的中部按装有一块小磁钢, 在磁钢对应边上装有干簧管开关, 计数翻斗每翻动一次, 开关闭合一次, 记录一个脉冲信号。脉冲信号通过采集器形成数据进入到计算机内, 这样就显示出降水量的多少。

3 翻斗式雨量传感器误差的来源

造成雨量传感器误差的原因是多方面的, 包括:

3.1 管道堵塞或节流管不畅;

3.2 翻斗翻动时, 干簧开关有连吸或漏吸现象;

3.3 采集器不能正常工作;

3.4 翻斗定位螺钉松动;

3.5 计量翻斗的斗口挂角与计数翻斗的左右侧边之间有水珠相互牵连;

3.6 上翻斗与计量翻斗翻转比例偶合不当, 致使在某一强度时, 上翻斗与计量翻斗总是同步翻转;

3.7 上翻斗翻转角度太大, 致使雨水从斗口溢出滴流而造成上翻斗有不翻现象;

3.8 安装位置不正确 (如计量翻斗底面与干簧管相碰, 计量翻斗后侧边与接线柱螺母相碰等) ;

3.9 因降雨强度不同而造成的误差等等。自然界降雨强度的不确定性而造成的误差是动态过程引起的, 是我们需要进行误差调整的主要内容, 而SL3-1型雨量传感器为双翻斗雨量传感器, 通过上翻斗对雨量的缓冲, 有力地减少了降水强度对雨量记数的误差。

4 雨量传感器各部件的检查

4.1 一般为目测和手动结合, 但切记不能用力过猛更不能用手指触摸翻斗内壁, 以免油污壁, 造成仪器基点的变动。

4.2 感应器各部分零件应齐备无损坏, 塑料漏斗内及汇集漏斗应有过滤网, 管道应畅通, 翻斗翻转灵活, 翻斗转轴沿转轴方向应能前后游动, 其游动间隙不大于0.5mm。漏斗进水口应在上翻斗处, 在水平位置时对准上翻斗的中间隔板。翻斗定位螺钉的锁紧螺母和宝石轴承的锁紧螺母均应锁紧。用手摇摇上翻斗及计量翻斗定位螺母支撑板, 不应有任何松动或晃动现象。

4.3 检查磁钢与干簧管开关的位置是否正确, 干簧管开关焊接是否牢靠, 磁钢极性与翻斗转轮要垂直, 磁钢与干簧开关间的距离不能过大, 一般为1~2mm为宜, 以保证翻斗翻转时, 干簧管能正常启闭。计量翻斗的底面与干簧开关间应有一定的间隙, 不能靠得太近, 更不能相碰, 计量翻斗的后侧边与接线柱螺母应有一定间隙, 不能靠得太近, 更不能相碰, 计数翻斗的左右侧边与计量翻斗的挂角不能靠的太近以免有水珠相互牵住。

检查方法:用万用表检查计数翻斗翻转时干簧开关是否“通”“断”指示, 如无指示, 应查是否干簧开关与磁钢间隙符合要求, 位置是否正确, 其它目测。

5 雨量传感器校准

5.1 将计量翻斗的两个定位螺钉中的一个旋转一圈, 其差值改变量为3%左右, 如两个定位螺钉都相内 (两个定位螺钉相互靠近) 或相外 (两个定位螺钉相互离开) 旋动一圈, 其差值改变量为+6%或-6%左右。如差值是负2%时, 可将其中的一个定位螺钉往外旋转2/3圈使翻斗的翻转角度加大。如差值是+6%时, 可将两个定位螺钉都往内旋动一圈。为使调节位置准确, 在松开锁紧螺帽前须在定位螺钉上作上位置记号, 调节好后再拧紧锁紧螺帽。调好后, 一定要作一下精度测试。将清水以1毫米/分以下强度 (不宜过大) 注入感应器漏斗, 其实测值与计数值的差值最好为-1%左右, 即实测比计数少1%左右。

5.2 上翻斗只在下述情况下才作调整。 (1) 上翻斗启动容量过大 (即翻斗回转角度大) , 在空气湿度变大时, 水从斗口滴流, 使上翻斗不翻, 此时须将上翻斗翻转倾角调小。 (2) 当选用上翻斗与计量翻斗的翻倒次数为上少下多时, 即上翻斗每翻倒的水量比计量翻斗翻倒的水量要多, 在小降雨强度 (约0.5毫米/分以下) 时, 计量翻斗翻倒20~30次时, 上翻斗与计量翻斗不出现岔开现象, 即上翻斗与计量翻斗总是同步翻转, 此时, 需将上翻斗的翻转倾角调大。 (3) 当选用上翻斗与计量翻斗的翻倒次数为上多下少时, 即上翻斗每斗翻倒的水量比计量翻斗每斗翻倒的水量要少, 在大降雨强度 (约3~4毫米/分) 时, 上翻斗与计量翻斗总是同步翻转, 不出现岔开现象, 此时须将上翻斗的翻转角度调小。

6 日常维护

6.1 每月至少定期检查一次, 清除管道和过滤网上的尘砂, 小虫及纤维物, 以免堵塞管道和过滤网, 特别要注意保持节流管的通畅。

6.2 翻斗内有一些赃物和尘砂, 对测量精度影响不太大, 但也要经常清洗。

摘要：SL3-1型雨量传感器是在SL2-1型雨量传感器基础上研发出的一种新型双翻斗雨量传感器, 它以结构布局合理、科学, 测量准确度高而倍受广大气象用户的使用。我省台站的自动观测站有相当一部分采用该雨量传感器作为测量降雨量的基本传感器。定期开展雨量传感器的校准与维护, 将雨量观测值的误差控制在允许范围内, 是各气象台站气象仪器保障中的一项非常重要的工作。本文从双翻斗雨量传感器的结构原理入手, 通过对雨量误差原因分析, 重点介绍传感器的超差调整方法和日常维护。

关键词：雨量传感器,结构原理,校准与维护

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.

[2]长春气象仪器厂.DYYZ-Ⅱ型地面气象综合有线遥测仪技术使用说明书[Z].2002.

[3]北京华创升达高科技发展中心.CAWS600系列自动气象站技术说明书[Z].2003.

雨量传感 篇2

1 室外雨量传感器部分的常见故障及解决办法

1.1 无雨量记录

(1) 集雨器下水口和漏斗被杂物堵塞。长时间不清洁仪器, 灰尘和树叶等杂物会堵塞集雨器下水口和漏斗, 使雨水积在集雨器内不能下流, 翻斗不会翻动计数雨量。解决办法:清除堵塞物即可以排除。

(2) 电缆信号线接线松动或断线。取下雨量筒, 一是检查接线柱螺母与电缆线连结是否牢固, 如果螺母松动或线头脱开就造成线路断路, 则不能上传雨量计数信号。解决办法:拧紧螺母, 固定好电缆线接头。二是如果接线柱螺钉与电缆线连结完好, 就检查从传感器到室内采集器之间的电缆线是否断开。方法可以用万用电表测量, 还可以采用短路方法检查, 将连结传感器导线的2个接头瞬间短路1次, 就是0.1 mm的雨量记录, 到室内采集器或计算机查看是否有雨量记录显示, 如果有记录说明电缆线是完好的, 如果没有则可能因为电缆线断开或破损而断路。解决方法:顺着电缆线检查到断开或断路部分位置, 重新接好, 扎好防水, 注意做好防鼠咬损保护工作。

(3) 磁钢性能降低或干簧管损坏。通过以上检查还未检查到故障原因, 接着就要检查磁钢性能是否降低, 干簧管是否损坏。由于使用时间较长, 磁钢磁性减弱, 就可能造成少记数或者不计数, 干簧管损坏就不能和磁钢吸合, 直接造成没有记录。将干簧管适当下压缩小与磁钢的距离, 如果有记录就说明磁钢磁性降低了。解决方法:更换新磁钢。对干簧管好坏可以用万用电表来测量检查确定, 如果已损坏直接更换新干簧管, 即可排除故障。

(4) 计数翻斗不能翻动。计数翻斗的宝石轴承吸尘过多或着碎裂就会造成翻斗不能灵活翻动。解决办法:更换新轴承或清洗轴承及转轴即可。

1.2 降水测量值偏大

与人工测量记录比较, 遥测雨量传感器记录偏大, 原因是上面的计量翻斗不清洁, 下翻时雨水粘附, 倒水不净。解决办法:用水冲洗计量翻斗, 不要用硬物擦洗翻斗, 避免造成损坏。

1.3 测量示值不稳定

(1) 小雨准确, 大雨偏小。原因是漏斗的出水小管里沉积了尘土, 造成部分堵塞, 雨小时可以正常向下流入, 记录正常, 而大雨时水流不畅通, 一部分降雨量从漏斗上端外溢流失不能流入计量翻斗, 从而不能进入计数翻斗记数, 记录就会偏小, 而且降雨越大, 记录越偏小。解决办法:将漏斗的出水小管清洁干净。

(2) 记录值不稳定且偏小。主要有2个原因:一是电缆线接头与干簧管接线柱上的螺母松动, 造成信号输出时有时无。解决办法:拧紧松动的螺母, 固定好电缆线接头。二是计数翻斗上的小磁钢磁性变弱, 干簧管不能和翻斗及时吸合, 有漏吸合现象, 造成计数脉冲减少。解决办法:下调干簧管位置, 缩小与小磁钢的距离, 或者更换新磁钢。

2 采集器故障分析及解决办法

外面传感器依次检查, 如果都正常, 就说明故障在采集器上。判断故障的方法是:将雨量器电缆插头从采集器拔出, 用短路线对采集器的雨量端口的接线柱进行短路, 短路1次就是0.1 mm的雨量记录值, 若计算机或采集器显示的降雨量与短路的次数相同, 则采集器正常, 否则就是采集器出现故障。解决办法:维修雨量接口电路或更换采集器。

3 误差原因分析

3.1 观测时间不同步

自动站采集降水量时间为整点 (即00分) , 而人工站观测降水量时间在51~53分, 时间相差近9 min, 自动站记录时间长, 记录值会偏大, 在51~00分时段降雨越大就越明显偏大, 当天的合计误差值就越大, 因此要以一次降水过程来比较差值, 时间段可能就需要跨日统计, 如果降水总量误差在许可范围之内, 就无需对调仪器进行调整。

3.2 人为读数误差

由于人工观测量取雨量时, 存在视线误差、观测时造成雨水不能降入雨量筒和倒水不净等因素, 就会导致一定的误差, 量取次数越多, 误差越大, 而自动站测量的雨量值是以分钟记录为元素的连续性累积值, 应该是比人工观测雨量更加接近实际。这就要求观测员在量取降水量过程中要细心操作, 准确读数, 观测迅速, 尽量使误差减小到最低限度。

4 结语

在日常观测时, 尤其是在自动站单轨业务运行之后, 要重视巡视仪器, 尽量在降雨前检查一下雨量传感器。即使平时做好自动站雨量传感器的检查维护工作, 但由于自动站雨量传感器发生故障、出现问题具有突然性, 因此在加强平时维护的同时, 在降雨前检查一下, 尤其是长时间无降水, 不能确定雨量传感器是否正常, 在降水来临前打开筒身, 检查仪器内部情况, 及时清翻斗上累积灰尘, 疏通排水孔, 保证仪器处于良好工作状态。检查时要将信号线断开一支后才可进行。在日常工作中, 加强仪器巡视, 只有及时发现和处理问题, 保证遥测雨量器具有良好的性能, 才能确保获得雨量数据的真实性、准确性。

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.

[2]江苏无线电科学研究所.ZQZ-CⅡ型自动气象站用户手册[M].北京:气象出版社, 2004.

[3]中国气象局.地面气象测报业务系统软件操作手册[M].北京:气象出版社, 2005.

[4]朱建华, 陈海辉.浅谈DZZ1-2型自动气象站故障排查探析[J].中国信息科技, 2009 (21) :150-151.

自动气象站雨量传感器的使用方法 篇3

1 雨量传感器的维护

雨量传感器的核心部件为2只翻斗, 电子元件较少, 理论上是最可靠的传感器, 但实际中其产生的问题最多, 是最需要维护、保养的传感器。新仪器 (包括冬季停用后重新使用或调换新翻斗) 工作1个月后的第1次大雨, 应作精度对比, 即将自身排水量与计数、记录值相比[1,2,3,4,5]。如发现差值超过4%, 应检查记录器是否正常工作、计数与记录值是否相符、干簧管有无漏发或多发信号现象[1,2,3,4,5]。如由于仪器的基点位置不正确所造成, 应作基点调整[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]。每一次降水过程将计数值与自身排水总量比较, 如多次发现10 mm以上降水量的差值超过4%, 则应及时进行检查, 必要时应调节基点位置。每月至少定期检查1次仪器, 一般主要是灰尘、树叶、昆虫等堵塞流水口或结网而影响翻斗翻转。因此, 应经常拆下筒身予以检查。检查时, 应轻取轻放, 勿撞击翻斗而引起翻斗翻转。如用干电池供电, 必须定期检查电压。如电压低于10 V, 应更换全部电池, 以保证仪器的正常工作。对结冰期长的地区, 初冰期前, 将感应器的承水器口加盖, 并拔掉电源, 不必收回室内[1,2,3,4,5,6,7,8]。

2 雨量传感器的现场校准

校准前, 首先对雨量传感器进行外观检查, 按遥测雨量计的清洗方法对其进行清洗。检查干簧管等元件是否有问题。现场校准时, 首先将雨量传感器的连线卸下。注意不得使2根线接触。将雨量计数器与雨量传感器连接好。准备好10 mm的清水, 最好水中没有气泡。将4 mm/min的雨强校准桶放入到雨量传感器中并固定好调水平。打开雨量计数器的开关, 并将其清零。然后倒入10 mm清水, 待水全部滴漏完毕, 记下雨量计数器的数值。按要求计算出4 mm/min径流下雨量传感器的数值, 并计算出其与10 mm之间的差值。按自动气象站现场校准规程要求, 4 mm/min的雨强下雨量传感器的误差应在3%, 如果在误差范围内, 则进行下点1mm/min的雨量校准, 如果不合格, 则按遥测雨量计调整方法对被校传感器进行调整, 操作方法:首先要卸下雨量计数器与雨量传感器的连线;连好雨量传感器的2根连线;用手快速地拨动记数开关10次, 检查采集器的读数是否正常。如果采集器的读数正常, 马上将采集器复位;如果不正常, 则检查线路和采集器工作情况, 直到正常为止。将校准后的数据记录存档保留。

3 自动站雨量传感器常见故障分析

3.1 有降水现象, 采集器、自动站监控软件显示无降水量

出现该故障的原因可能是:干簧管损坏, 雨量翻斗的翻转不能产生脉冲信号传递到采集器;磁钢退磁, 雨量翻斗的翻转不能使干簧管闭合, 不能产生脉冲信号;两芯电缆中的一根或两根断路, 信号不能传递到采集器;数据采集通道损坏。

3.2 雨量观测值偏差较大

出现该故障的原因:翻斗遥测雨量传感器承水口漏斗管道或节流管堵塞, 容易造成记录的雨量值偏小;干簧开关漏发或多发信号, 易造成计数超差超出正常范围[1,2,3,4,5,6,7,8];翻斗定位螺钉松动, 造成计数翻斗的盛水量产生变化, 使雨量观测值与实际相差较大;上翻斗与计量翻斗翻转比例配合不当;计数使翻斗卡滞或反转不到位, 将造成计数较实际值偏大很多。

4 自动站雨量数据异常的记录处理

4.1 需删除降水量的情况

没有降水现象, 因雾、小虫、风、人工调试等原因也会使翻斗翻转, 从而造成多记录了不该有的降水量, 这时需将该记录量删除;降水现象停止之后的滞后降水量, 滞后时间超过2 h, 需删除并在值班日记中注明;因降冰雹、霰、米雪、冰粒、雨夹雪等固态降水随降随化出现漏斗堵塞, 若降水量记录值明显偏小或滞后严重, 则该时段的分钟降水量应按缺测处理, 并在备注栏中注明[1,2,3,4,5,6,7,8]。

4.2 需追加降水量情况

对降水停止后的滞后降水量, 如果滞后时间不超过2 h, 可将该降水量累加到降水停止的时间, 精确到分钟。夜间不守班的站, 20:00至次日8:00混有滞后降水量时, 因无法判断, 则按正常情况来处理[1,2,3,4,5,6,7,8]。以上情况在备注栏中应注明。

4.3 自动气象站雨量传感器故障, 在A文件中用其他雨量计降水量代替的情况

在有虹吸雨量计自记记录时, 因雨量传感器故障, 若自动站记录的过程总量与人工雨量筒观测的量偏差明显, 可用虹吸雨量自记记录代替, 即该时段的小时降水量用虹吸雨量自记录值代替, 分钟降水量作缺测处理[1,2,3,4,5,6,7,8];如无虹吸雨量计自记记录及其他雨量自记记录, 则对应降水时段内的分钟和小时降水量均作缺测处理[2,3,4,5,6,7]。该情况在备注栏中说明[2,3,4,5,6,7]。分钟降水数据的修改可在OSSMO在逐日数据维护中更改, 可减轻预审J文件的工作量。

参考文献

[1]程相改, 李超雷, 薛东洋, 等.自动气象站日常维护浅谈[J].农村实用科技信息, 2010 (9) :48.

[2]杨秀勋, 张邯.浅析自动站不正常记录的处理方法[J].贵州气象, 2010 (1) :41-42.

[3]姚远, 张世俊.浅谈自动气象站报表审核的不正常数据处理[J].科技与生活, 2011 (4) :169.

[4]肖湘卉.自动气象站雨量观测中异常现象及记录处理[J].陕西气象, 2007 (3) :47.

[5]张国莉, 尚晓立, 赵苗稳.ZQZ-CⅡ型自动站雨量器故障的排除技巧和维护方法[J].硅谷, 2010 (14) :176.

[6]钱艳甫, 崔万里.单轨运行自动站月报表的审核方法[J].科技信息, 2010 (21) :480, 435.

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[8]欧阳彩虹, 陈文燕.地面遥测站月报表疑误信息的处理[J].广东气象, 2007 (1) :62-63.

[9]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社, 2003.

雨量传感 篇4

1 双翻斗雨量传感器

1.1 传感器介绍

双翻斗雨量传感器适用于气象、水文、农林等有关部门用以测量液体降水量、降水强度, 输出机械触点信号 (干簧继电器) 。

1.2 组成部分

双翻斗雨量传感器主要由承水器、网罩、漏斗、上翻斗、汇集漏斗、计数翻斗、水平泡、调整六角螺钉、底盘、干簧管、红黑接线柱、计量翻斗、容量调节螺钉、定位螺钉、清洗拆卸螺帽、筒身等组成。

1.3 工作过程

首先翻斗雨量承雨器收集雨量, 经过上筒过滤网, 注入上翻斗, 当雨水积到一定量时, 由于水本身重力作用使上翻斗翻转, 水进入汇集漏斗。降水从汇集漏斗的节流管注入计量翻斗, 当计量翻斗承受的降水量达到翻斗一定量时, 计量翻斗把降水倾倒到计数翻斗, 使计数翻斗翻转1次。计数翻斗在翻转时, 与它相关的磁钢对干簧管扫描1次。干簧管因磁化而瞬间闭合1次。这样, 降水量每达到一定量时, 就送出一个开关信号, 采集器就自动采集存储降雨量。

2 汇集漏斗

2.1 结构介绍

汇集漏斗结构为正倒梯形体台, 上下端均为正矩形面, 下端一圆型中空出口。

2.2 工作过程

对于双翻斗雨量传感器来说, 汇集漏斗是用来汇集上翻斗流入的一个翻斗降雨量。在汇集漏斗中汇集完后, 通过漏斗下端出口逐步流入计量翻斗。

2.3 作用

从雨量传感器的工作原理来看, 汇集漏斗在整个仪器的作用是使流入计量翻斗的雨量因漏斗固有的结构而变得规整, 减轻了实际降雨过程中的偶然因素对计量翻斗计量的影响, 从而提高雨量数据的准确性。

3 汇集漏斗数学模型推导

设汇集漏斗上端面长为L, 宽为D, 下端面长宽为2r, 中空圆形出口面积为s, 半径为r, 漏斗的倾斜角度为δ。

从物理学得, 在不考虑摩擦力的情况下, 水面长为L1, 宽为D1, 离漏斗底部高度为h, 当水面下降距离为x时, 水在漏斗下端出口的流速为v, 单位时间内经过的流量为Q:

水面面积为:

利用水利学漏斗流出型水流公式:

由于单位时间内减少的水量等于流出的水量, 因此:

(2) 式可对时间可积分:

当t=h-x时,

将 (4) (5) (6) 式代入 (3) 因此, 汇集漏斗的时间相关数学模型为:

4 结论

通过对双翻斗雨量传感器的汇集漏斗工作的数学模型的推导, 以数字化的模式剖析了雨量传感器一个部件的工作过程, 为以后对整个双翻斗雨量传感器工作过程的数字化实现打下了基础, 以便对该种传感器的建模, 立体虚拟展示以及更广阔的空间打下基础。

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].气象出版社, 2003:54-55.

[2]杨银, 杨铃君等.SL3-1型双翻斗雨量传感器维故障分析及排除方法[J].气象科技, 2012, 9 (2) :319-320.

雨量传感 篇5

1 自动站雨量传感器日常维护的基本方法

1.1 对比新仪器间的精度

在采用新仪器的过程中, 尤其是在冬季过后第一次使用仪器时, 需要对仪器的精度进行科学的对比。例如当发现仪器的差值出现了4%的偏差, 就需要对仪器实行专业检查, 检查的内容主要包含有:仪器基点的位置是否准确、记录器工作是否正常、干簧管是否发生漏发现象以及计数和记录的数值是否相符等。为了确保测量的误差处于最大的误差范围之内, 进而提高仪器的测量精度, 我们需要做好仪器的精度对比工作。

1.2 对雨量传感器进行定期的检查

为了保证自动站的雨量传感器能够正常工作, 自动站的工作人员需要每天坚持对雨量传感器进行定期以及定时地巡查, 巡查的内容主要有:查看雨量传感器所具备的各个组件有没有沙尘、查看雨量传感器中是否有树叶或者小虫等杂物等。为了确保流水的通畅以及计量的准确, 尽可能地避免出现错误的降水数量, 自动站的工作人员需要注意查看并且清除翻斗和漏斗中的泥沙。与此同时, 还需要相关的工作人员对翻斗进行每月定期性的检查, 看其是否紧靠着干簧管的一侧, 进而保证雨量传感器的器口不会出现变形等现象, 维持器口面的水平以及器身的稳固。

1.3 测前准备

工作人员需要密切地监视着天气的变化, 尤其是在夏季的时候, 在降水之前, 工作人员需要检查翻斗中是否落有树叶或者小虫等杂物, 以便保证自动站的雨量传感器的所有管道随时处于畅通的状态, 进而使计数型翻斗能够进行正常的翻转以及排水作业。如果翻斗出现翻转不灵等现象, 需要用清水对轴承进行清洗, 若清洗后仍然翻转不灵, 应该立刻更换轴承, 切记不可给轴承进行加油操作, 防止轴承上粘有灰尘。当处于无雨或者少雨的时候, 工作人员可以将雨量筒进行加盖, 此时需要注意在雨水降临之前将雨量筒及时的打开。

2 自动站雨量传感器异常问题的处理方法

2.1 当遇到无降水却出现雨量记录时候的处理方法

通过大量的实践分析发现, 当出现无降水却有雨量记录时, 其主要原因如下:因为受到雾气、露水以及小虫等杂物的影响而引起了降水量记录;由于人工在调试仪器的时候出现问题造成了雨量记录;由于风吹等自然现象而造成的雨量记录;由于自动站自身出现了故障而造成的雨量记录等。针对上述异常问题我们采取的处理方法主要有:针对没有降水现象却出现了雨量记录的问题, 若通过检修发现是由以上某些原因而造成的, 应该删除这一时段中所有分钟以及小时的降水数量, 并且在有关的值班日记内进行详细的备注以及说明。

2.2 当遇到固态降水时候的处理方法

自动站的观测人员需要密切地监视着天气的变化, 如果发现有固态降水的出现, 但是该固态降水会随着降落的过程进行融化, 此时自动站的雨量传感器能够正常的使用, 并且观测的雨量数值可以进行正式地记录。然而, 如果该固态降水没有随降随化, 观测人员则需要将雨量传感器进行及时加盖处理, 并且在加盖期间, 实际的降水量则按照缺测现象进行处理, 同时也需要在备注栏内进行详细的说明。

2.3 对比自动站与人工雨量筒所观测数值时的处理方法

我们知道, 自动站所具有的降水量需要与人工雨量筒所观测的数值进行科学的对比, 如果自动站的实际记录过程的总量和人工雨量筒的观测数量之间的差值的百分率和任何其他正常时的情况相当, 那么我们就将其按照正常的情况进行处理。然而, 如果自动站记录过程的总量和人工雨量筒的观测数量存在着较为明显的偏差或者滞后的现象较为严重, 我们需要科学地分析影响该现象的主要原因:自动站的雨量传感器所具有的滤网以及翻斗有没有被堵塞, 进而引起雨水从仪器的旁边发生溢流, 导致翻斗的翻转次数出现降低;计量型翻斗所具有的2个用以定位的螺丝所处的位置是否准确。与此同时, 如果自动站实际记录过程的总量和人工雨量筒的观测数量之间的对比存在着较为明显的偏差, 我们可以将这一时段所具有的小时降水量利用雨量进行自我代替, 而分钟降水量则记为缺测。

2.4 当降水已经停止以后却仍然有降水记录时的处理方法

当降水已经停止以后, 如果还有一定的降水量的记录, 则可以将其称为自动站的传感器的翻斗滞后。针对上述问题的处理方法如下:如果在2h之内该自动站仍然显示具有一定的降水量, 我们可以将这一时段所具有的降水量都称作是滞后的降水量, 由于这一情况属于正常现象, 因此我们可以将这一滞后降水量看作是正式的记录, 但是需要将滞后降水量准确地累加于降水停止以后的那一刻;如果在2h以后自动站恢复正常, 没有显示降水量, 我们则将该降水量进行人工删除, 并且在备注栏内进行详细的注明;对于那些在夜间不进行守班的自动站来说, 当夜间具有滞后的降水量时候, 应该对其进行正常处理。

3 结语

通过以上的叙述我们了解到自动站的雨量传感器具有非常重要的作用, 因此, 对雨量传感器进行经常性地检查以及维护是非常必要的。为了更好地维护自动站的雨量传感器, 在值班的时候工作人员应该按照规定的要求对仪器进行维护, 如果发现问题, 应该运用科学、正确的方法对其进行及时的处理。

摘要：众所周知, 自动站的雨量传感器属于一种能够连续地观测雨量数值以及雨量强度的仪器, 并且具有非常重要的作用, 因此, 了解雨量传感器日常维护及异常问题的处理方法对于雨量传感器的使用来说具有重要的意义。本文就自动站的雨量传感器的日常维护以及针对异常问题的处理方法进行了简要的叙述, 为使用雨量传感器的工作人员提供了科学的参考。

关键词：自动站雨量传感器,日常维护,异常问题的处理方法

参考文献

[1]王娟, 张新波, 罗凯利, 耿红.自动站雨量传感器日常维护及异常问题的处理方法[J].现代农业科技, 2012, (06) [1]王娟, 张新波, 罗凯利, 耿红.自动站雨量传感器日常维护及异常问题的处理方法[J].现代农业科技, 2012, (06)

雨量传感 篇6

随着我国的大气探测业务快速发展, 区域自动气象站在大气探测领域中发挥着愈来愈重要的作用, 具有分布面积广、获取气象资料精准度高、时空分辨率强、传输及时等特点, 使气象资料更加连贯、完整。自2006年以来, 我市先后建成了10个区域自动站点, 各雨量站点及时准确上传了各时段的降雨量, 为我市加强灾害性天气的监测预警, 促进气候资源开发利用提供了重要依据。要确保雨量传感器的正常运行, 数据上传及时准确, 就要对雨量传感器进行及时认真的校准和维护。

1 雨量传感器故障情况及排除方法

雨量传感器是区域自动气象站用于测量液体降水量和降水强度的重要传感器之一, 它发生故障将造成降水测量的误差甚至缺测。根据我站对区域自动站全年维修、维护记载情况, 雨量传感器的故障率占全年维修故障率的1/3。雨量传感器的漏斗堵塞是最大隐患, 约占雨量传感器故障率的80%以上, 其次是电池电量不足, 致使数据缺测。

下表列出近几年发生故障及维护排除情况:

2 雨量传感器正确校准

吉林省规定每年的4月1日到10月30日开始使用区域站雨量传感器, 在使用前和每年的6月、7月都要对区域站的雨量传感器进行校准和维护;在使用1个月后的第一场大雨 (雨量在10mm以上) 结束后和雨量传感器的故障排除后都要进行精度对比, 保证差值不超过±4%。

2.1 校准必备的工具

翻斗雨量传感器校准仪一台、水平尺一个、万用表一台、维修工具一套。

2.2 校准前的准备工作

1) 将雨量传感器的外桶取下, 检查雨量传感器的安装状态, 应稳定牢固, 各处脚紧固螺钉是否松动;

2) 雨量传感器各水流通道是否有污物和堵塞, 要及时清除保证水流通畅;

3) 检查各翻斗轴杆紧固螺栓和角度定位调节螺丝是否松动, 各翻斗转动有无阻滞现象, 保证转动灵活;

4) 检查干簧管与磁铁是否对应, 并使用万用表测量, 保证输出的通断信号正常;

5) 最后用水平尺检查基座是否水平。

2.3 现场进行校准

1) 将雨量传感器上的二芯信号电缆线从传感器接线柱卸下, 用胶布包好以免短接使采集器产生降水记数;

2) 将校准仪附带的支撑架稳固的安放在雨量传感器的底座上, 再将校准仪安放在支撑架上面;

3) 将校准仪上的二芯连接线端口连接至传感器的接线柱上, 并将二芯连接线插头端插入校准仪的插孔;

4) 用手轻轻拨动传感器计数翻斗, 使传感器计量翻斗和计数翻斗到同一倾倒方向。按动校准仪计数器清零按钮将其复位清零;

5) 雨量传感器现场校准结束后, 取下连接线和校准仪, 将自动站的雨量二芯信号电缆与传感器重新连接好, 注意检查传感器计量翻斗和计数翻斗保持在同一倾倒方向。将雨量传感器外桶装上并固定好, 水平尺校准器口是否水平, 校准结束。

3 雨量传感器日常维护

1) 雨量传感器由承水口、上翻斗、计数翻斗、计量翻斗、定位螺钉、调节螺钉、干簧管等部件组成;

2) 在启用期间, 为保证雨量传感器处于良好的运行状态, 要严格按要求每月定期检查维护一次, 特别是在降水前要认真检查, 检查盛水口的过滤网和进水漏斗是否被尘沙、昆虫、树叶或蜘蛛网等杂物堵塞。发现后, 及时清洗疏通, 保证有降水时, 降水记录完整正确;

3) 注意检查雨量传感器底部的汇集漏斗出水孔是否被泥土堵塞。发现后及时清理基座上的泥土和四周杂草, 以免计数漏斗不记录;

4) 对雨量传感器的清洁、调试、校准应选在晴好天气进行, 以免记录失真;

5) 观测员在值班期间上网检查区域站数据时, 遇降雨时认真检查分析并与相邻的站点进行比较或有强降水时发现异常, 应主动用电话与当地了解降水情况来判断雨量传感器是否正常, 发现异常及时维修。

4 雨量传感器的日常故障排查方法

1) 首先检查外部是否碰撞, 承水器的刀刃口是否变形;

2) 检查承水器内过滤网是否堵塞, 特别注意节流管是否畅通, 上翻斗和计量翻斗有无堵塞, 翻转是否正常;

3) 汇集漏斗和基座上的疏通漏斗有无堵塞;

4) 最后检查干簧管是否正常吸合或传导线与传感器是否连接好;

5) 上述情况排除后, 仍未恢复正常则该考虑传感器报废。

5 结论

自动站自记降水项目记录的准确性和完整性在很大程度上取决于雨量传感器的运行状态, 根据本站10个区域站点5年多的运行情况, 对雨量传感器的正确校准和维护方法进行总结, 同时分析出雨量传感器的故障排除方法。

参考文献

雨量传感 篇7

翻斗式遥测雨量传感器是各级气象台站连续测定液态降水量使用的主要仪器。目前, 我区各台站使用的雨量传感器是上海气象仪器厂生产的SL3-1型遥测雨量传感器。笔者从事地面气象观测工作多年, 认为使用好遥测雨量传感器除了严格按照《地面气象观测规范》对仪器进行正确的安装外, 对传感器的调试维护十分重要, 现结合工作实践, 对SL3-1型遥测雨量传感器在日常使用中的调试、维护与故障排除谈点使用心得。

1 遥测雨量传感器的调试

1.1 现场检查

安装完备后, 应按照规范对仪器的安装高度、器口水平、牢固程度、仪器内翻斗的灵活程度、外壳接地电阻等进行详细的检查, 发现不符合规范要求应及时更正。现场检查内容有以下几点:

1) 对传感器外观进行检查, 主要看有无在运输、搬运过程中造成仪器的破损或变形;2) 传感器的各水流通道是否畅通, 有无阻隔和堵塞现象, 翻斗内有无油污;3) 上下翻斗轴杆紧固螺栓应松紧适中, 翻斗应转动灵活, 无任何阻滞现象;4) 各翻斗翻转角度定位螺钉应紧固, 无松动现象;5) 干簧管与磁铁的相对位置应正确;用万用表电阻档测量, 输出的通断信号正常。

1.2 现场校准

1) 将现场校准用计数器二芯连接线的接线端可靠地接在传感器的接线柱上, 接入时要特别注意不要松动干簧管的紧固螺丝, 否则会使干簧管两端管脚变形, 造成干簧管与磁钢的相对位置改变, 还可造成干簧管损坏;2) 开启计数器电源, 用手轻轻拨动计数翻斗, 这时计数器应有数字显示且数字在不断递增, 这说明传感器干簧管工作正常, 将传感器上下翻斗用手在外沿轻轻拨到同一倾斜方向, 并将计数器清零;3) 用雨量杯量取10mm水, 沿承水器边沿缓慢倒入, 此时计数器计数。为使注入的水更均匀, 可用一倒置的可乐瓶, 瓶盖扎一小孔, 剪掉平底装入10mm清水, 然后倒置在承水器中可实现自动均匀地向承水器注入, 小孔的大小可控制注水的强度。现我区各台站均配有翻斗雨量传感器校准仪, 有大、小雨强度两个注水孔, 会更方便进行注水;4) 每次大小雨强的注水校准, 均需要进行3次, 注水时可随时观察翻斗的反转情况, 0.1mm水量计数翻斗翻转一次, 10mm水量应翻转100次左右。注水完后记录计数器数字, 然后取其与10mm差数的平均值;5) 根据规范的要求精度, 平均差值在±4%或以内时就符合测量精度要求。传感器基点在出厂时已经过调整, 若初次安装后, 未经注水校准切忌动用基点固定螺母;若需调整基点时, 应根据差值的大小, 依据规范的调整方法进行调整, 一个螺钉转动一圈, 其差值该变量为3%左右, 调整时两边螺钉均需调整, 不能只调一边, 整个调整过程应细心, 更要有耐心, 缓慢反复进行, 调整后每次都要紧固好锁紧螺母, 直至达到精度要求;6) 若经反复调整达不到要求, 属系统误差时, 需经更换部件等维修后再进行调整, 若还达不到要求时, 此传感器不能使用。

1.3 连线检查

1) 传感器现场校准完备后, 取下计数器连线, 接入完好的自动站二芯信号线, 将上下翻斗拨到同一倾斜方向, 套上传感器外筒;

2) 为避免连线检查数据上传, 可选在正点后进行, 检查后可人工及时删除传感器采集的检查数据。

2 遥测雨量传感器的日常维护

1) 按照规范的要求在新仪器 (包括冬季停用后重新使用或调换新翻斗) 工作1个月后的第一场大雨, 应做精度对比, 即对传感器自身排水量与计数值、记录值相比较, 差值不符合规范要求时应及时进行调整;

2) 定期对雨量传感器进行清洗和校准。清洗校准前应断开传感器接线柱上的信号线插头, 对断开取下的信号线两接头最好是用胶布包住, 避免两信号线碰击产生数据上传。清洗时注意用毛刷清除翻斗内的尘土, 汇集漏斗里的杂物、昆虫等。清洗完毕后, 接上校准用计数器, 翻动翻斗, 观察仪器计数是否正常, 注入10mm清水安要求进行传感器的校准, 注意校准时产生的数据要及时人工删除, 避免误传;

3) 定期检查干簧管是否正常。用万用表电阻档, 将两个测试棒接到雨量计上的两个接线端, 轻轻翻动计数翻斗, 检查计数翻斗和万用表指示的输出信号, 观察是否有信号多发和漏发现象 (翻转一次应发一个信号) 。如果指针不动则表明干簧管已坏, 应更换干簧管。如果有多发或漏发信号, 说明干簧管工作不良, 应检查干簧管与磁钢的相对位置, 检查完备后, 及时将信号线与红黑接线柱复位;

4) 定期检查雨量传感器筒身部分是否发生变形和损坏, 过滤网是否有堵塞现象, 有则清除或更换;

5) 每天检查清洁雨量传感器时, 应注意用干毛刷清除承水器里的尘土, 有降雨产生时一定要注意检查传感器翻斗的工作情况和信号的传输情况。发现问题及时处理, 尽量缩短故障时间。

3 遥测雨量传感器的故障排除

遥测雨量传感器出现故障时应根据故障现象具体分析, 及时进行故障排除。以下为传感器故障现象, 检查部位及排除方法:

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社2003, 11:55-57.