DSC3型稱重式降水傳感器的日常維護及常見故障診斷和數據誤差分析

陳杰+宋文錦++楊曉波++賀鑫++張麗娟++孫美蓮

摘要 主要介紹了DSC3型稱重式降水傳感器日常維護和常見故障診斷，以及異常數據的處理，并對2015年1月至2016年5月人工觀測與自動觀測數據進行分析，找出誤差原因，以提高設備運行的可靠性和數據可用性。

關鍵詞 DSC3型稱重式降水傳感器；工作原理；日常維護；故障診斷；觀測數據；誤差

中圖分類號 P414.9+5；TP212 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0183-02

DSC3型稱重式降水傳感器是實現降水自動化觀測的智能傳感器。2015年10月，熊岳國家基本觀測站安裝了DSC3型稱重式降水傳感器，經過1年的對比觀測，通過對觀測數據進行分析，總結出儀器誤差原因，以及一些常見故障的診斷、處理方法，以有效地提高設備運行的可靠性和數據的可用率。

1 日常維護

每日定時清潔儀器，及時清除口沿外雜物；檢查內筒內液面高度和供電情況。當內筒內的防凍液和蒸發抑制油過少時，應適量添加。及時清空內筒內液體或雜物，添加防凍液和蒸發抑制油。每周檢查承水口水平、高度情況。每月檢查防雷接地情況。維護前斷開電源，拔下數據線。若出現降水量較大，應在降水間歇期及時排水。預計將有沙塵天氣但無降水時，及時將桶口加蓋[1-4]。

2 常見故障診斷

2.1 查看脈沖口工作是否正常

用筆記本電腦與設備的調試串口連接，發送fr 10000命令，脈沖口連接1個計數器或與自動站采集器雨量口連接，等待3～5 s，設備會從脈沖口輸出10個計數顯示到計數器或自動站終端軟件上，且每輸出1個計數有“啪嗒”聲，為脈沖口正常工作；如果有“啪嗒”聲，計算器和終端軟件無顯示值，要檢查雨量線是否連接正確。

2.2 查看OPD工作是否正常

筆記本電腦與設備的調試串口連接，取下保護罩，用細鐵絲或其他細小物使OPD圈的中心快速晃動，同時發送命令LS，若OPD記錄次數增加，則說明OPD能夠啟動降水的發生；然后停止OPD圈的中心晃動，同時連續發送LS命令，若OPD記錄次數無增長，說明工作正常。

2.3 查看溫度傳感器和稱重式傳感器工作是否正常

筆記本電腦與設備的調試串口連接，發送LS命令查看實時溫度是否異常；查看實時重量與當前收集容器內的液體重量是否相符。當內筒液體已滿，降水溢出使測得的質量不變，載荷元件受沖擊損壞所測得的降水量總為“0”，也需要更好的、新的數據處理單元。

2.4 查看設備狀態是否正常

筆記本電腦與設備的調試串口連接，波特率9600 N 8 1，發送DMPR命令可以查看設備狀態信息化。根據數據質量控制標識查看設備狀態，排除問題，要確保電壓為9～15 V。

2.5 查看接地電阻是否正常

稱重降水傳感器基座的接地線應該接入觀測場地網，當接地電阻>4 Ω，或接地線未連接或松動會出現無規律的降水值。接地線連接松動，也會造成降水量偏小、記錄滯后現象發生。因此，觀測員要經常檢查防雷接地情況。

2.6 查看內筒液面高度是否正常

應及時檢查稱重降水傳感器內筒內液面高度。當液面高度達到最大測量范圍，會造成測量數據失真，應及時排掉內筒的液體，添加一定量的防凍液，防凍液一般是將乙烯乙二醇和甲醇按比例配制。

3 設備掛接與異常數據處理

3.1 設備掛接

設備稱重式降水傳感器全年與地面綜合觀測業務軟件掛接。根據遼寧省業務規定從11月1日至次年4月30日降水觀測記錄以稱重式降水傳感器數據為準；5月1日至10月31日期間翻斗式雨量傳感器與地面綜合觀測業務軟件掛接，降水觀測記錄以翻斗式雨量傳感器數據為準。

3.2 異常數據處理

（1）稱重式降水傳感器故障：結冰期用人工觀測記錄代替；非結冰期以翻斗雨量傳感器記錄為準，如翻斗雨量傳感器出現故障時，以備份站翻斗雨量傳感器記錄代替[5-7]。需要在氣簿-1備注欄備注，并在MDOS平臺元數據備注欄登記，需要利用ASOM軟件進行儀器故障申報登記工作。

（2）微量降水處理：人工雨量器觀測到有微量降水，但稱重式降水傳感器未記錄到降水，此時不需要人工干預。

（3）非降水量處理：無降水而記錄到降水量值，應修改原始采集數據文件，刪除相應降水量值，在備注欄注明，并在MDOS平臺元數據備注欄登記[8]。

（4）滯后降水處理：當降水天氣現象結束后自動站有降水記錄時，判斷是否為滯后降水。若是，則將滯后降水量累加在降水天氣現象終止時間分鐘降水量上，并修改原始數據文件相關內容；若為空翻或露、樹葉等造成有降水記錄，則刪除該降水量，并修改原始數據文件相關內容。

（5）特殊情況處理：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[9-11]。

4 數據及誤差原因分析

對表1數據進行分析，得出稱重式降水傳感器觀測和人工觀測之間存在著差異。特別是冬季稱重式降水傳感器觀測的固態降水和混合性降水與人工觀測的降水量差異較大；出現液態降水兩者觀測值差異較小；伴有大風天氣時，二者的差值又較大。

誤差的原因主要有：一是2種觀測方法不一致，安裝的高度不一致，當外界無風、微風條件下，二者降水量值沒有明顯偏差，但風速較大時，二者降水量值有明顯偏差；二是表1中存在少數稱重式降水傳感器觀測值比人工觀測值偏小的現象，這是由于稱重式傳感器觀測值在計算過程中被濾掉，或者是儀器運行不穩定造成的；三是稱重降水儀器在無降水時段也會出現自跳現象，這是儀器程序出現問題，需要廠家進行程序升級；四是儀器維護不當也是造成測量差值較大的主要因素。因此，做好稱重式降水觀測儀維護工作顯得尤為重要。

5 參考文獻

[1] 地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003：11.

[2] 王建凱，趙志強，劉鈞，等.地面氣象觀測自動化技術手冊[M].北京：氣象出版社，2014：8.

[3] 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.

[4] 吳章強.稱重式降水傳感器的日常維護與常見故障處理[J].現代農業科技，2015（24）：251.

[5] 周旭輝，李建宇，唐坤，等.DSC3稱重式降水傳感器日常維護及典型故障處理[J].氣象水文海洋儀器，2016（2）：110-113.

[6] 包偉智，趙建凱，李博.DSC3型稱重式降水觀測儀的故障診斷方法[J].內蒙古氣象，2015（2）：46-48.

[7] 祁曉龍.DSC3型稱重式降水傳感器的調試與維護[J].南方農業，2015（21）：228-229.

[8] 孫學珍，陳傳宏，石瑞玲.稱重式降水傳感器使用、維護注意事項[J].科技創新與應用，2015（31）：300.

[9] 楊彥忠.淺議“DSH1型稱重式降水傳感器”[J].現代農業，2015（9）：106-107.

[10] 陳思煉.DSC3型稱重式降水傳感器常見故障及其處理方法[J].南方農業，2015（30）：203.

[11] 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（1）：60-62.