淺議“DSH1 型稱重式降水傳感器”

楊彥忠

寧夏涇源縣氣象局

DSH1 型稱重式降水傳感器是通過對質量變化的快速響應測量降水量。 它實現了固態、液體和混合性降水的自動化觀測，能夠克服目前氣象臺站固態降水人工觀測造成的時效性差、觀測頻次低、時空密度不足，不能全面、連續反映降雪過程變化等諸多弊端。有利于提高固態降水觀測的準確性和效率，減輕觀測人員的工作量，同時有利于推進我國固態降水觀測的自動化進程，提高固態降水觀測的時效性，提高地面氣象觀測能力，提高應急服務的能力。 在這個意義上就必須搞清楚稱重式降水傳感器。

一、DSH1 型稱重式降水傳感器工作原理及特點

稱重式降水傳感器實現了固態、液體和混合性降水的自動化觀測，能夠克服目前氣象臺站固態降水人工觀測造成的時效性差、觀測頻次低、時空密度不足，不能全面、連續反映降雪過程變化等諸多弊端，稱重式降水傳感器是實現降水自動化觀測的智能傳感器，它具有較高運行可靠性，能為冬季降水量預報和服務提供高質量的觀測資料。有利于提高固態降水觀測的準確性和效率，減輕觀測人員的工作量，同時有利于推進我國固態降水觀測的自動化進程，提高地面氣象觀測能力。

該傳感器既能滿足現行氣象觀測業務要求，輸出脈沖量接入現有的自動氣象站，又符合智能氣象傳感器的發展趨勢，輸出數字信號，接入新一代自動氣象站或終端微機，該傳感器具有RS232(或RS485)通訊接口。使觀測結果客觀化、觀測資料連續化，減少臺站觀測人員的工作量， 進一步提高觀測質量和觀測效率，能夠為專業部門和公眾提供更多有價值的氣象信息和觀測產品。

稱重式降水傳感器的測量原理是通過對質量變化的快速響應測量降水量。 稱重測量技術主要有兩種，一種是基于電阻應變技術術：敏感梁在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在它表面的電阻應變片也隨同產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發生變化，再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號，進而得到降水的質量；另一種是振弦技術：以弦絲為彈性部件， 根據其所受拉力與振動頻率的對應關系，通過相應的測量電路得到降水的質量。

稱重式降水傳感器主要有以下特點： 測量準確、穩定性較高、數據實時性強、無需內部加熱、沒有活動的部件、對溫度和風的噪聲進行過濾。 同時實現固態降水的自動化觀測，安裝維護方便。 可有效提高降雪測量的準確性、穩定性和時效性。

二、DSH1 型稱重式降水傳感器觀測與日常維護

1.稱重式降水傳感器觀測

各?。▍^、市）氣象局觀測業務主管機構，應根據本省降雪出現的平均時間和分布情況，要求統一啟用稱重式降水傳感器（個別高山站除外），同時停止翻斗雨量傳感器的觀測。

啟用前，應進行安裝調試、現場測試，測試結果應在當日觀測記錄備注欄中備注。測試合格后應按要求添加相應的防凍液和抑制蒸發油。

在稱重式降水傳感器停用期間， 應將內筒清空，清潔后加蓋。

2.稱重式降水傳感器的維護

值班人員應嚴格按照《地面氣象觀測規范》要求，按時巡視、檢查和維護設備、場地及電源供電情況等。

(1)每日檢查內筒內液面高度和供電情況。

(2)每日定時進行儀器小清潔，口沿以外的積雪、沙塵等雜物應及時清除， 如遇有盛水口沿被積雪覆蓋，應及時將口沿積雪掃入桶內，口沿以外的積雪及時清除。

(3)每周檢查承水口水平、高度情況。

(4)每次較大降水過程后及時檢查，防止溢出。

(5)降水過程中注意分析判斷降水量數據的準確性，如有疑問，應及時進行現場測試。

(6)每月檢查防雷接地情況。

(7)預計將有沙塵天氣但無降水，應及時將桶口加蓋；沙塵天氣結束后及時取蓋。

(8)降水過程中，因降水量較大可能超過量程時，應在降水間歇期及時排水。

三、DSH1 型稱重式降水傳感器維護注意事項

1.當內筒內的液體較多或雜物過多時，應清空，然后添加相應的防凍液和蒸發抑制油。

2.當內筒內的防凍液和蒸發抑制油過少時，應適量添加。

3.維護之前應先斷開稱重式傳感器電源，拔下數據線。 維護完畢后，再接上電源線和數據線。

4. 每年春季應對稱重式降水傳感器進行防雷安全檢查。

四、DSH1 型記錄的處理

稱重式降水傳感器接入現行自動氣象站時使用脈沖輸出，觀測數據的數據格式和記錄處理方法同翻斗雨量傳感器。

降水過程中，伴隨有沙塵、樹葉等雜物時，按正常降水記錄處理；液態降水溢出或固態降水堆至口沿以上，或降水過程中取水，則該時段降水按缺測處理。

無降水時，沙塵、樹葉等雜物或偶然跳變造成的降水數據，應及時刪除。

五、DSH1 型存在的問題及建議

自2012 年10 月涇源局安裝DSH1 型稱重式降水傳感器以來，我們對其進行了認真觀察，發現部分問題，需要在今后的工作中加以注意。

1.稱重式降水傳感器有時在天氣晴朗、微風，而且在每日的同一時刻， 會無故響應0.1 毫米的降水（而且常常出現）。我們一直在觀察和思考造成這個問題的原因，可能是運行不穩定、抗干擾能力弱的缺點。對記錄需要人工及時刪除并備注。

2. 另外我們發現接稱重式降水傳感器防雷線對該儀器有不同程度的干擾， 常常沒有原因的響應0.1毫米降水，最后我們把防雷線分開（剪斷），發現干擾減低。

3.日降水量在0.0～0.1 毫米時，固態降水與人工測量誤差較大，反映出固態降水設備在對0.0～0.1 毫米量級的降水事件反映不靈敏。

4. 稱重式降水傳感器開始記錄數據時間滯后于天氣現象開始時間。 固態降水有一定時間滯后，由于固態降水使用盛水桶收集降水，收集口邊緣會有少量雪存積，這部分只有掉入盛水桶后，降水量才被計算入內。

5.有大風的降水過程，監測有一定誤差。 風速較大，由于收集口較小，進入收集口的雪量相應減小，因此固態降水觀測值比人工觀測值要偏小。

6.在風速較大，無降水的過程，如果伴有沙塵天氣，為防止沙塵落入，造成其儀器的響應，我們還應及時加蓋。

7.DSH1 型稱重式降水傳感器自身的防風功能尚不完善，在瞬時風速較大時造成測量原件震蕩導致測量出現偏差，也直接影響降水采集的準確性，使儀器出現漏采集現象，當然個別時次的小時降水量不同也屬正常。同時該儀器使用過程中存在運行不穩定、抗干擾能力弱的缺點，我們建議增加抗干擾紅外收發模塊。

結束語：

雖然稱重式降水傳感器也有不足之處，但它能夠克服目前氣象臺站固態降水人工觀測造成的時效性差、觀測頻次低、時空密度不足，不能全面、連續反映降雪過程變化等諸多弊端，有利于提高固態降水實時觀測效率，有利于我國降雪區起預警作用，有利于推進我國固態降水觀測的自動化進程。為防災、救災，政府決策提供有力依據，同時提高地面氣象觀測能力。