AG2.0型超聲波蒸發器日常維護及數據異常處理

梁艷 李銳鋒 齊忻敏 張宗智

摘要：本文對AG2.0型超聲波蒸發器的系統結構、工作原理、使用及其日常維護過程中所需注意的事項，進行了較為詳細的介紹和闡述。結合在實際工作運行中遇到的故障，提出了合理的保障維護方法和處理思路。以保證儀器觀測的精確度，提供準確的觀測數據。

關鍵詞：AG 2.0型超聲波蒸發器；儀器維護；數據異常；處理方法

引言

在氣象學中蒸發量是指在一定時間間隔內，蒸發器中蒸發水層的深度，通常以毫米為單位，常用的蒸發器有小型蒸發器以及 E-601B 型蒸發器。近幾年來，氣象科技水平不斷發展，測量儀器自動化程度不斷提高，右玉國家基本站 2014 年5月1日正式運行AG2.0型超聲波蒸發器，每年在5月1日-9月30日啟用。AG2.0型超聲波蒸發傳感器的使用，實現了蒸發量觀測的自動監測，同時為氣象服務提供了較為客觀、連續的蒸發量觀測數據。本文通過右玉站近4a的使用，對AG2.0型超聲波蒸發器清洗維護、故障現象以及異常數據處理做了總結和分析，希望能為臺站應用提供一些參考。

1儀器系統結構及工作原理

AG2.0型超聲波蒸發器由超聲波蒸發傳感器、不銹鋼測量圓筒、E-601B 型蒸發桶、連通管、水圈、百葉箱等配套件組成。蒸發桶和不銹鋼測量筒之間采用鋁塑管和管件等連接，組成一個連通器。

根據超聲波測距原理，選用高精度超聲波探頭，對標準蒸發皿內水面高度變化進行檢測，轉換成電信號輸出，電信號傳到采集器后轉換為數字信號，業務人員就可以通過軟件看到每個小時的蒸發量和1日（ 20-20 時） 的蒸發量。并且配置了PT-100溫度校正部分，以保證在使用溫度范圍內的測量精度。

AG 2.0 型超聲波蒸發傳感器的測量范圍是 0-100mm ，分辨率 0.1mm ，在0-50℃時 ，測量精度為±1.5%。

2蒸發器的日常維護

2.1蒸發器的用水

一是應盡可能用代表當地自然水體（江、河、湖、水庫）的水。 在取自然水有困難的地區，也可使用飲用水（井水、自來水），本站使用自來水為蒸發器用水。器內水要保持清潔，水面無漂浮物，水中無小蟲及懸浮污物，無青苔，水色無顯著改變。一般每月換一次水。換水時應清洗蒸發桶，換入水的溫度應與原有水的溫度相接近。

2.2蒸發器的清洗及設備維護

在非結冰期臺站重新啟用蒸發傳感器時，應提前幾天測試蒸發傳感器性能并觀察其穩定性，如性能不穩定可及時采取應對措施，避免因儀器故障造成蒸發數據缺測。在日常使用和維護蒸發傳感器時應注意以下幾點：

（1）清洗維護蒸發傳感器一般應避開正點前后10分鐘及避開降水時段和水溫相差較大的時段，最好是上午進行，維護時間盡量短。清洗前首先在ISOS業務軟件“設備管理”主菜單點擊“設備維護”中的“維護”操作后（輸入操作人姓名、及維護內容）再進行清洗，清洗過程中要從蒸發室內灌水沖洗連通管道內雜物（蒸發傳感器卸下，橫放在一邊。）。蒸發桶和管道清洗干凈后往蒸發桶內加水，待水位淹沒連通管口時，從蒸發室內加水，并觀察連通管口有無氣泡排出，確定無氣泡后，將蒸發傳感器放置歸位，繼續沿蒸發桶桶壁緩慢加水，避免因水面波動過大而造成連通管內氣泡產生。加水至溢流口以下2cm左右時停止加水，等水位穩定后將蒸發傳感器連接到主采集器。

（2）水位太低，小于所設置的最低蒸發水位時應及時加水；水位太高，且預報近期有大的降水過程，建議取水降低蒸發水位。

（3）每月月初以及沙塵天氣過后及時清洗維護蒸發傳感器。

（4）冬季結冰期停止蒸發自動觀測期間，首先在ISOS業務軟件“設備管理”主菜單進行設備停用操作，抽干蒸發桶及管道內的水，防止結冰漲破管道。

2.3蒸發器的定檢

（1） 每年汛期前后應各檢查1次蒸發器的滲漏情況等，發現問題及時進行處理。

（2） 定期檢查蒸發器的安裝情況，若發現高度不準、不水平等，要及時予以糾正。

（3） 每2年對蒸發傳感器進行1次現場檢查校準，校準方法嚴格按照中國氣象局規定的自動氣象站現場校準方法進行。

3蒸發數據異常的一般檢測方法

（1）首先通過命令OBSAMPLE MAIN從主采集器查看采樣數據，采樣數據是否正確，如果采樣數據有，分鐘數據無，可能是計算機軟件或采集器設置問題，如果沒有，需要對蒸發傳感器進行檢查。

（2）查看傳感器的供電是否正常（供電電壓為10-15V），若正常，再查看傳感器到采集器之間的線纜插頭是否插好，將插頭插好后，用萬用表的電流表測量其信號輸出端和信號地之間的電流；蒸發傳感器輸出的輸出信號為電流輸出，量程范圍為0-100mm，當處于最高水位時端輸出電流為4mA，當水位處于最低水位時輸出電流為20mA；輸出電流和蒸發水位呈現出線性關系，依據測量值來判斷傳感器的好壞及精確度。

（3）另外如果傳感器的不銹鋼圓筒或管道內有異物或氣泡，也會影響其測量精度。基本維護操作方法：將不銹鋼底座整個取出，將底部的管進行拉直，然后放回，有助于水流暢通；用導線對水管進行疏通，從水池往里疏通或從不銹鋼底座穿線往外疏通。

4蒸發數據異常的處理方法

正常情況下，蒸發傳感器自動測量蒸發桶內水面高度的連續變化，采集器自動計算出1h和1d（20 ：00至翌日 20 ：00）的蒸發量，采集器自動把同一時間內的降水量減去。如果數據出現異常，處理方法如下：

（1）當 1 h 的蒸發量出現異常或缺測時，用前后2 h數據內插來代替。

（2）當連續2 h或以上蒸發量不正常，則按缺測處理，日蒸發量按缺測處理。

（3）當自動蒸發量日合計缺測時，如果有備份自動站記錄的，用備份站記錄代替；無備份自動站記錄的，用人工站記錄代替，人工蒸發量輸入19-20時小時欄，其他時次空白。無人工記錄的，全天蒸發量缺測，并及時啟動人工觀測。

5結語

以上是對AG2.0型超聲波蒸發傳感器運行過程進行了總結， 在此提出和大家進行探討。在實際工作中 ，我們還會遇到和發現一些新問題 ，還需每個業務人員不斷地進行探索和總結。

參考文獻

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[3]中國氣象局綜合觀測司.氣象裝備技術保障手冊 一自動氣象站[M].北 京：氣象出版社.2011.

作者簡介：梁艷（1978-）女，漢族，山西右玉人，本科學歷，副研級高級工程師，主要從事縣級綜合氣象業務研究。