淺析JJS1型翻斗雨量傳感器校準儀結構及工作原理

懷化市氣象局 李萬友

JJS1型翻斗雨量傳感器校準儀，有2個注水孔，對應的承水倉底部導流孔直徑大小不同，控制雨量傳感器計數翻斗的翻轉速度，給雨量傳感器大雨強（或小雨強）注水孔注入標準水量后，傳感器計數翻斗的翻轉次數通過電信號變換在LCD計數器上顯示，經過換算與標準值比對，得出大雨強（或小雨強）的定性和定量誤差數據，根據誤差數據的大小來判斷傳感器是否合格。

1 結構

JJS1翻斗雨量傳感器校準儀由主體、連接線、支架三個部分組成，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儀主體圖

1.1 外殼

外殼由工程塑料制成，堅固耐用（圖二），頂部開有5個大孔，分別是小雨強注水孔、大雨強注水孔、信號線插座安裝孔、計數顯示屏安裝孔、清零按鈕安裝孔，另外還有4個自攻螺釘孔，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個部分，即：小雨強承水倉、大雨強承水倉、電子倉，大、小雨強承水倉分別通過底部的2個導流孔相連，漏斗外部粘連了一個電池夾，電源線通過漏斗外壁的2個孔鏈接電子倉的電源插座，漏斗與外殼連接時，外殼頂部下面有密封膠圈及隔板密封膠條，保證3個倉室相互密封。

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

根據上述對JJS1型翻斗雨量傳感器校準儀結構分析，繪制工作原理圖（圖五），JJS1型翻斗雨量傳感器校準儀裝上電池后，電池正、負極通過導線分別連接LCD計數器V+、GND端,給LCD計數器提供電源，信號線一端插入校準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線分別接在LCD計數器VD端和IN端，按復位按鈕，相當于計數器RESET端與GND端短接一次，計數器全部清零，重新開始計數。

2.2 工作過程分析

用標準器（量杯）量取的干凈水通過大雨強孔（或小雨強孔）注入漏斗大雨強承水倉（或小雨強承水倉）中，漏斗倉的水經過底部的大雨強導流孔（小雨強導流孔），流入翻斗式雨量傳感器，最終帶動計數翻斗翻轉，計數翻斗中間裝有磁鐵，經過鋼簧管時，在磁力線的作用下其簧片吸合，LCD計數器VD端電壓通過接插件和導線加到LCD計數器IN端，其流向如下：

LCD計數器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計數器IN1端。

由于鋼簧管簧片吸合時間短，在計數器IN1端形成一個正脈沖信號，計數器完成計數一次，隨著雨量傳感器計數翻斗來回翻轉，計數器也跟著累加計數，當承水倉里的水流完，計數翻斗不再翻轉時，計數器也結束計數，最終計數器顯示的計數次數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承水倉，每翻轉一次計為0.1mm降水量，當承水倉里面的水流完計數翻斗停止翻轉后，LCD計數器顯示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-標準量）=（9.8mm-10.0mm）=-0.2mm，表示傳感器記錄值比標準值偏小0.2mm。一般取3次誤差值的算術平均值，當誤差超出規定范圍時，就需要調整或更換傳感器，到此，已實現翻斗雨量傳感器校準的目的，還可以用來檢測傳感器相關部件好壞，如鋼簧管、翻斗等。

3 總結

JJS1翻斗雨量傳感器校準儀可用于翻斗雨量計、自動氣象站雨量傳感器的現場校準和測試，便于攜帶，操作使用方便，校準過程簡單，實用可靠，廣泛應用于氣象臺站和其他觀測現場，通過本文，為基層臺站技術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。