WUSH—WP型稱重式降水傳感器調試維護方法

司方坤++徐健鵬++張希宏

摘要 降水觀測是目前氣象觀測的主要觀測項目之一，它為氣候分析、日常生活及自然災害預測、預防等提供了基礎信息。介紹了WUSH-WP型稱重式降水傳感器的調試和相關維護方法，為今后臺站應用稱重式降水傳感器提供參考。

關鍵詞 WUSH-WP型；稱重式降水傳感器；調試維護

中圖分類號 P415 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）18-0238-02

WUSH-WP型稱重式降水傳感器是一種適合固態、液態和混合態降水總量及降水強度測量的、全自動、全天候降水觀測儀。它結合了降水測量、機械、電氣工程、信號處理軟件等方面的技術，是可靠的一體化儀器，適合在苛刻現場條件進行全天候降水測量，具有高可靠性、高準確性、易維護、易擴展等特點[1]。本文重點介紹WUSH-WP型稱重式降水傳感器的調試和相關維護方法。

1 工作原理

稱重式降水量傳感器主要由承水口、外殼、內筒、載荷原件及處理單元、底座組件、 防風圈等部件組成[2]。目前，稱重式降水傳感器所采用的測量技術主要有2種：一是基于電阻應變測量技術。二是振弦測量技術。WUSH-WP型稱重式降水傳感器的測量原理是通過載荷原件對盛水筒內質量變化的快速響應測量降水量。WUSH-WP型稱重式降水傳感器基于電阻應變測量技術，敏感梁在外力的作用下產生了彈性變形，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。

2 儀器調試

2.1 調試軟件

可通過串口調試工具直接給WUSH-WP型稱重式降水傳感器的采集器發送命令，進行相關維護操作。調試工具軟件可以使用“超級終端”軟件，或者是SSCOM32.exe程序。推薦使用SSCOM32.exe程序，串口通信參數中波特率為9600、數據位8位、停止位為1、校驗位和流控制選擇“None”；通信串口號為筆記本電腦上連接WUSH-WP型稱重式降水傳感器的采集器串口的串口號；“發送新行”復選框打上勾。

2.2 常用命令

常見的調試命令和命令的含義見表1。

2.2.1 設置日期時間。為采集器設置當前的北京時間，相關命令有DATE、TIME、DATETIME。示例如下：

DATE 2015-08-17↙

TIME 16：25：22↙

DATETIME 2015-08-17 16：26：10↙

2.2.2 設置臺站號。用ID命令查詢、設置臺站號。示例如下：

ID↙

返回值：12345

如臺站號要設置為12345，則輸入設置命令： ID 12345↙

2.2.3 設置采樣值的質量控制參數。命令格式如下：

QCPS WP ↙

lower：采樣值下限，單位mm；upper：采樣值上限，單位mm；rate：采樣值允許變化速率，單位mm。建議的設置值為：QCPS WP 0 40 40

2.2.4 設置分鐘降水量的質量控制參數。命令格式如下：

QCPM WP ↙

lower：瞬時值下限，單位mm；upper：瞬時值上限，單位mm；rate_sus：瞬時值可疑變化速率，單位mm；rate_err：瞬時值錯誤變化速率，單位mm；rate_min：瞬時值小時內最小應該變化速率，單位mm。建議的設置值為：QCPM WP 0 10 7 10 0

2.2.5 設置識別溢出報警的質量閾值。

MASSOVER ↙

mass：識別溢出的質量閾值，單位g；建議的設置值為：MASSOVER 19000.0（約相當于500 mm降水累積量）

2.2.6 設置識別排水的每分鐘質量下降閾值。

MASSDRAIN ↙

mass：識別排水的每分鐘質量下降閾值，單位g；建議的設置值為：MASSDRAIN 314.16（約相當于10 mm降水累積量）[1]。

2.3 調試流程

確保稱重式降水傳感器安裝、連接無誤，設置好參數后，在正式業務運行前，需對傳感器進行1次測試，步驟如下：一是將傳感器的通信線與筆記本電腦進行連接。二是電腦上運行SSCOM32串口調試軟件，并設置好通信參數。三是接通傳感器電源，2 min后開始加水測試。四是使用20cm直徑雨量器專用量杯，將10 mm誰緩緩倒入雨量桶（歷時約2 min）。五是用DMPR命令收取測試期間的數據，最后一條數據的時間可能會有2 min的延遲。對讀取的分鐘降水量進行累加，結果應在（10.0±0.2）mm。六是加水測試重復進行3次，并分別進行誤差計算。

3 日常維護

3.1 檢查傳感器工作狀態

傳感器數據正常時無需檢查傳感器工作狀態，當發現數據缺失或異常時，才需要檢查工作狀態。傳感器正常工作時其數據處理單元上的運行狀態指示燈應當為1 s亮、1 s暗。如運行指示燈不正常，應檢查信號處理單元上的電源電壓，應當為DC12V±20%。

3.2 檢查承水口

每日定時清潔儀器，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。每周檢查承水口水平、高度情況[3]。

3.3 維護盛水桶

盛水桶每年至少進行2次維護，一次是在入夏之前，一次是在入冬之前。在降水量多的地區、沙塵嚴重的地區，維護次數應適當增加。盛水桶的維護包括：清空、清洗；添加防凍液（在有冰凍地區，入冬前添加）；添加抑制蒸發油[4-5]。

3.4 定期檢定

傳感器應每年標定1次。采用質量為1 000 g和10 000 g的標準質量塊分別放到傳感器的托盤上進行稱量（標定時預先取下盛水桶），待穩定10 min后，連續記錄5 min的質量讀數，并計算平均質量，2個平均質量應分別在（1 000±6）g和（10 000±6）g之間。

4 結語

WUSH-WP型稱重式降水傳感器的使用實現了觀測資料連續化，進一步提高觀測質量和觀測效率，為研究氣候變化、保障人民生活、預防自然災害等領域增添了新的觀測手段。觀測人員要熟練掌握設備的調試和維護方法，在工作中積累經驗，以提高設備運行的穩定性和數據的可靠性。

5 參考文獻

[1] 張婷，劉濤，彭堅.稱重式降水傳感器接入新型站方法研究[J].沙漠與綠洲氣象，2014，8（增刊1）：148-149.

[2] 鞏宏亞，謝萬軍，馬良，等.淺談稱重式降水傳感器[J].甘肅科技，2013，29（1）：60-62.

[3] 中國氣象局綜合觀測司.降水觀測規范[S].2011

[4] 劉冬冬，王海龍，馬曉璐.DSC1型稱重式降水傳感器工作原理及維護維修[J].山東氣象，2014（3）：83-86.

[5] 董文勝.DSC3型稱重式降水傳感器安裝使用效果初探[J].農業與技術，2012（10）：32.