淺析JJS1型翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)及工作原理

懷化市氣象局 李萬友

JJS1型翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀，有2個(gè)注水孔，對應(yīng)的承水倉底部導(dǎo)流孔直徑大小不同，控制雨量傳感器計(jì)數(shù)翻斗的翻轉(zhuǎn)速度，給雨量傳感器大雨強(qiáng)（或小雨強(qiáng)）注水孔注入標(biāo)準(zhǔn)水量后，傳感器計(jì)數(shù)翻斗的翻轉(zhuǎn)次數(shù)通過電信號變換在LCD計(jì)數(shù)器上顯示，經(jīng)過換算與標(biāo)準(zhǔn)值比對，得出大雨強(qiáng)（或小雨強(qiáng)）的定性和定量誤差數(shù)據(jù)，根據(jù)誤差數(shù)據(jù)的大小來判斷傳感器是否合格。

1 結(jié)構(gòu)

JJS1翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀由主體、連接線、支架三個(gè)部分組成，以下主要介紹主體部分（圖一），主體部分又可分為外殼（圖二）、漏斗（圖三）、電路（圖四）三部分。

圖一 JJS1型翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀主體圖

1.1 外殼

外殼由工程塑料制成，堅(jiān)固耐用（圖二），頂部開有5個(gè)大孔，分別是小雨強(qiáng)注水孔、大雨強(qiáng)注水孔、信號線插座安裝孔、計(jì)數(shù)顯示屏安裝孔、清零按鈕安裝孔，另外還有4個(gè)自攻螺釘孔，用來連接外殼與漏斗。

圖二 外殼

1.2 漏斗

漏斗同外殼材料一樣用工程塑料制成（圖三），用塑料隔板分成3個(gè)部分，即：小雨強(qiáng)承水倉、大雨強(qiáng)承水倉、電子倉，大、小雨強(qiáng)承水倉分別通過底部的2個(gè)導(dǎo)流孔相連，漏斗外部粘連了一個(gè)電池夾，電源線通過漏斗外壁的2個(gè)孔鏈接電子倉的電源插座，漏斗與外殼連接時(shí)，外殼頂部下面有密封膠圈及隔板密封膠條，保證3個(gè)倉室相互密封。

圖三 漏斗

1.3 電路

圖四 電路

圖五 工作原理圖

2 工作原理

2.1 工作原理圖介紹

根據(jù)上述對JJS1型翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)分析，繪制工作原理圖（圖五），JJS1型翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀裝上電池后，電池正、負(fù)極通過導(dǎo)線分別連接LCD計(jì)數(shù)器V+、GND端,給LCD計(jì)數(shù)器提供電源，信號線一端插入校準(zhǔn)儀接線孔插座另一端接入雨量傳感器紅、黑接線柱后，雨量傳感器鋼簧管兩端通過導(dǎo)線分別接在LCD計(jì)數(shù)器VD端和IN端，按復(fù)位按鈕，相當(dāng)于計(jì)數(shù)器RESET端與GND端短接一次，計(jì)數(shù)器全部清零，重新開始計(jì)數(shù)。

2.2 工作過程分析

用標(biāo)準(zhǔn)器（量杯）量取的干凈水通過大雨強(qiáng)孔（或小雨強(qiáng)孔）注入漏斗大雨強(qiáng)承水倉（或小雨強(qiáng)承水倉）中，漏斗倉的水經(jīng)過底部的大雨強(qiáng)導(dǎo)流孔（小雨強(qiáng)導(dǎo)流孔），流入翻斗式雨量傳感器，最終帶動(dòng)計(jì)數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)翻斗中間裝有磁鐵，經(jīng)過鋼簧管時(shí)，在磁力線的作用下其簧片吸合，LCD計(jì)數(shù)器VD端電壓通過接插件和導(dǎo)線加到LCD計(jì)數(shù)器IN端，其流向如下：

LCD計(jì)數(shù)器VD端電壓 信號線接插件其中一極 鋼簧管 信號線接插件另外一極 LCD計(jì)數(shù)器IN1端。

由于鋼簧管簧片吸合時(shí)間短，在計(jì)數(shù)器IN1端形成一個(gè)正脈沖信號，計(jì)數(shù)器完成計(jì)數(shù)一次，隨著雨量傳感器計(jì)數(shù)翻斗來回翻轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器也跟著累加計(jì)數(shù)，當(dāng)承水倉里的水流完，計(jì)數(shù)翻斗不再翻轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)器也結(jié)束計(jì)數(shù)，最終計(jì)數(shù)器顯示的計(jì)數(shù)次數(shù)通過換算為傳感器的所表示的量，比如：用10mm雨量杯量取10mm水，注入SL3-1型翻斗式雨量傳感器漏斗大雨強(qiáng)承水倉，每翻轉(zhuǎn)一次計(jì)為0.1mm降水量，當(dāng)承水倉里面的水流完計(jì)數(shù)翻斗停止翻轉(zhuǎn)后，LCD計(jì)數(shù)器顯示98，98/10表示傳感器記錄的降水量為9.8mm，因此，該翻斗式雨量傳感器的誤差：

（傳感器記錄的降水量-標(biāo)準(zhǔn)量）=（9.8mm-10.0mm）=-0.2mm，表示傳感器記錄值比標(biāo)準(zhǔn)值偏小0.2mm。一般取3次誤差值的算術(shù)平均值，當(dāng)誤差超出規(guī)定范圍時(shí)，就需要調(diào)整或更換傳感器，到此，已實(shí)現(xiàn)翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)的目的，還可以用來檢測傳感器相關(guān)部件好壞，如鋼簧管、翻斗等。

3 總結(jié)

JJS1翻斗雨量傳感器校準(zhǔn)儀可用于翻斗雨量計(jì)、自動(dòng)氣象站雨量傳感器的現(xiàn)場校準(zhǔn)和測試，便于攜帶，操作使用方便，校準(zhǔn)過程簡單，實(shí)用可靠，廣泛應(yīng)用于氣象臺(tái)站和其他觀測現(xiàn)場，通過本文，為基層臺(tái)站技術(shù)裝備保障人員深入了解該儀器，提高判斷和處理故障能力，提供一定的幫助。