如何保證caws600型自動站雨量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

1 引言

雨量要素目前是區(qū)域自動氣象站的必備要素，然而雨量計在安裝、日常使用中如稍有不正確就會導(dǎo)致雨量數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，同時如果維護不及時也會產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差。本文以中國華云技術(shù)開發(fā)公司生產(chǎn)的CAWS600型自動氣象站SL3－1雨量傳感器為例，闡述了CAWS600型自動站雨量計設(shè)備的安裝、日常維護和故障排除的方法。只有做好這些工作才能保證雨量計正常工作及觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和及時。

2 SL3－1雨量傳感器工作原理

SL3－1雨量傳感器采用的是翻斗式雨量計，其由直徑20cm的承水器、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數(shù)翻斗和干簧管等組成。在測量過程中，當(dāng)承水器接收雨水后通過漏斗到達上翻斗，上翻斗的水達到一定量時使翻斗翻轉(zhuǎn)，雨水進入?yún)R集漏斗，通過節(jié)流管注入計量翻斗，當(dāng)計量翻斗內(nèi)的降水承積到0.1mm時，計量翻斗把降水傾倒入計數(shù)翻斗，使計數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次。計數(shù)翻斗中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼上端有干簧管，當(dāng)計量翻斗翻動時，磁鋼對干簧管掃描，使干簧接點因磁化而瞬間閉合一次，發(fā)出一個電路導(dǎo)通脈沖信號(相當(dāng)于0.1mm降雨量)，將此信號進行累計計數(shù)就可測量降水強度和累積降水量。雨量傳感器的工作原理簡單的說就是將非電量轉(zhuǎn)換為電量輸出，然后由采集對輸出信號進行處理轉(zhuǎn)化為我們所需的雨量數(shù)據(jù)。

3 產(chǎn)生雨量誤差的原因分析

造成雨量產(chǎn)生誤差的原因一般有儀器未安裝水平、計量翻斗計量有偏差、漏斗堵塞、翻斗積塵、干簧管故障、周圍環(huán)境影響承水器接收降水等。

4 保證雨量準(zhǔn)確的方法

4.1儀器的安裝

a雨量感應(yīng)器安裝觀測場內(nèi)，筒身應(yīng)安裝在混凝土底座上，用三個螺釘固定，混凝土底座要高出地面10cm－15cm。

b雨量筒器口或底座都必須保持水平，安裝時可通過查看底座上水平氣泡來判斷底座是否水平，一般情況下如果底座安裝水平的話筒身也是水平的，為了保證承水器器口水平，我們可以采用水平尺進行檢查，若不水平則應(yīng)調(diào)整筒身，必須保持器口水平。

c雨量筒必須安裝特別牢固，否則在刮風(fēng)時筒身搖晃可能引起計量翻斗翻動影響精度，或者是造成計數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)發(fā)出虛假的下雨信號，因此完成安裝后，必須推動筒身來檢查是否有任何搖晃現(xiàn)象，若有必須解決搖晃，直到?jīng)]有任何搖晃現(xiàn)象為止。日后若有大風(fēng)晴朗天氣時，應(yīng)注意有無虛假信號，若有，必須查明原因，是儀器搖晃造成的則應(yīng)再次加固。

4.2干簧管的檢查

一般磁鋼與干簧開關(guān)間的距離為1－2mm為宜，以保證翻斗翻轉(zhuǎn)時，干簧管能正常啟閉。干簧管開關(guān)焊接應(yīng)牢靠，不能虛焊，磁鋼極性與翻斗轉(zhuǎn)輪要垂直，計量翻斗的底面與干簧開關(guān)間、計量翻斗的后側(cè)邊與接線柱螺母間，應(yīng)有一定間隙，不能靠得太近，更不能相碰，計數(shù)翻斗的左右側(cè)邊與計量翻斗的掛角不能靠的太近以免有水珠相互牽住。

檢查干簧管是否正常的方法是用萬用表檢查計數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)時干簧開關(guān)是否“通”“斷”指示，如無指示，應(yīng)檢查干簧開關(guān)與磁鋼間隙是否符合要求，位置是否正確，其它目測。

4.3調(diào)節(jié)計量翻斗

在計量翻斗的兩側(cè)有一對定位螺釘，定位螺釘和翻斗的接觸為點(或線)接觸，以盡量減少接觸點有水汽對定位螺釘與翻斗相互拉住，用以穩(wěn)定不同濕度計量翻斗的計量精度。松開定位螺釘上的鎖緊螺帽調(diào)節(jié)定位螺釘?shù)奈恢镁湍芨淖兎返姆D(zhuǎn)傾角。翻轉(zhuǎn)傾角大時，每斗翻轉(zhuǎn)掉的水量就多。反之，翻倒的水量就少，因此，改變翻斗傾角，就能改變每斗翻倒的水量。

我們可以用量杯量取10mm水反復(fù)實驗幾次來確定雨量是否存在差值，若有差值應(yīng)根據(jù)實驗次數(shù)計算出差值平均值。在發(fā)現(xiàn)存在差值時應(yīng)先檢查是否存在管道堵塞或節(jié)流管不暢、翻斗翻動時，干簧開關(guān)有連吸或漏吸現(xiàn)象、采集器不能正常工作、翻斗定位螺釘松動、計量翻斗的斗口掛角與計數(shù)翻斗的左右側(cè)邊之間有水珠相互牽連、上翻斗與計量翻斗翻轉(zhuǎn)比例偶合不當(dāng)，致使在某一強度時，上翻斗與計量翻斗總是同步翻轉(zhuǎn)、上翻斗翻轉(zhuǎn)角度太大，致使雨水從斗口溢出滴流而造成上翻斗有不翻現(xiàn)象、安裝位置不正確(如計量翻斗底面與干簧管相碰，計量翻斗后側(cè)邊與接線柱螺母相碰等)。若存在上述問題應(yīng)先對上述問題進行處理后再檢查是否還存在差值，若還存在差值或上述現(xiàn)象不存在則需根據(jù)雨量差值來進行對調(diào)節(jié)螺釘?shù)恼{(diào)整。調(diào)整方法如下：

a旋動計量翻斗的兩個定位螺釘，將其中一個定位螺釘旋動一圈，其差值改變量為3％左右，如果將兩個定位螺釘同時向外或往里旋動一圈，其差值改變量為6％左右。

b為使調(diào)節(jié)位置準(zhǔn)確，我們在調(diào)節(jié)的時候，松開定位螺帽前必須在定位螺釘上做位置記號。記號做好之后，如果差值是負(fù)值則將螺釘往外旋轉(zhuǎn)，反之差值是正值就將螺釘往內(nèi)旋轉(zhuǎn)。例如雨量差值2％就將螺釘旋轉(zhuǎn)2／3圈，如果差值超過3％則需要兩顆螺釘同時旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)才能達到調(diào)節(jié)目標(biāo)。調(diào)節(jié)完成后必須擰緊定位螺釘?shù)穆菝薄Ｕ{(diào)好后，一定要作一下精度測試，將清水以1mm／分以下強度(不宜過大)注入感應(yīng)器漏斗，其實測值與計數(shù)值的差值最好為1％左右，即實測比計數(shù)少1％左右。若未達到該值應(yīng)再進行調(diào)節(jié)，直到達到該比值為止。

在調(diào)節(jié)過程中若發(fā)現(xiàn)每次調(diào)節(jié)完成后的差值總是大于±4％，而且調(diào)節(jié)計量翻斗定位螺釘始終不能讓差值到達1％左右時，我們就可能需要對基點進行調(diào)整了，但一般情況下我們對基準(zhǔn)都不做調(diào)整的。

5 日常維護與注意事項

a每月至少定期檢查一次，清除管道和過濾網(wǎng)上的塵砂，小蟲及纖維物，以免堵塞管道和過濾網(wǎng)，特別要注意保持節(jié)流管的通暢。

b日常維護時一般以目測和手動結(jié)合，但切記不能用力過猛更不能用手指觸摸翻斗內(nèi)壁，以免油污壁，造成儀器基點的變動。

c日常維護應(yīng)在20-40分之間進行，不得帶電維護和撤換、安裝傳感器。除雨量計故障時，下雨天禁止維護。

6 結(jié)束語

雨量計數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確除儀器自身工作正常之外，觀測場的環(huán)境也是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確原因之一，因此擁有一個良好的觀測環(huán)境是保證觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的提前。同時我們也可以加高雨量的高度來減少環(huán)境帶來的誤差。當(dāng)然要保證雨量計的數(shù)據(jù)正確主要還是要靠我們的日常維護和及時處理儀器故障，因此只有我們掌握了雨量計各環(huán)節(jié)的原理及故障處理能力才能及時有效的保證雨量計工作正常，保證雨量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。