虹吸式雨量计常见故障及维修方法

虹吸式雨量计常见故障及维修方法
陈小燕;林堃儒
【摘要】虹吸式雨量计是目前大多数台站所使用的雨量自记仪器,其优点是结构及机械测量原理简单明了,观测者可随时了解自然降水出现的时间、强度和容量;缺点是容易发生故障,必须注意加强维护和保养,以保证记录的完整和正确.该仪器出现不正常记录的机率为所有仪器中之最高,除该仪器本身质量问题外,其中大部分是在使用过程中因各种情况导致的问题,本文根据虹吸式雨量计的结构特点对经常出现的故障做一归纳总结,以便做到小修不出站,提高工作效率.
【期刊名称】《气象水文海洋仪器》
【年(卷),期】2010(027)002
【总页数】3页(P117-119)
【关键词】虹吸雨量计;结构特点;常见故障;维修方法
【作者】陈小燕;林堃儒
【作者单位】广西北流市气象局,北流,537400;广西北流市气象局,北流,537400【正文语种】中文
【中图分类】TH765
1 虹吸式雨量计的技术要求
虹吸式雨量计是用来连续记录液体降水的自记仪器[1],它由承水器(通常器口直径为20 cm)、浮子室、自记钟和虹吸管等组成。

虹吸式雨量计在使用过程中容易产生
故障[2],所以必须定期检查调试,注意加强维护和保养,并满足以下技术要求。

(1)承水器口沿应为内直外斜的刀刃形,口直径为200±0.3mm的正圆形;承水器内表面光滑,不应有锈蚀现象。

承水器底部呈漏斗状,中间设有过滤网孔,除防虫、草、沙土等杂物进入导管和浮子室外,同时也对水量起节流和稳流的作用。

(2)浮子为轻薄金属膜制的密封圆筒,不应漏水、变形;浮子杆应牢固地焊接在浮子轴上,表面光滑,浮子随水位自由上下活动时,浮子杆始终保持垂直,摩擦要小;支架横梁上的小孔与浮子室顶盖中心孔应在浮子室中心轴线上。

(3)虹吸管安装在浮子室的斜侧管上,管道粗细均匀、圆滑、截面呈正圆形,不应漏气和松动,其弯曲部分曲率要求很高,否则虹吸作用不正常。

虹吸作用点应在
10.0±0.05 mm之内,笔尖在虹吸作用后自然下落的位置应在0±0.05 mm之内,每次虹吸作用起止时间不应超过14 s。

(4)笔尖在自记纸上下移动时,不应有阻滞、摩擦现象,所划的虹吸线一般应与自记纸上的时间线相平行或吻合,如果不吻合,其偏斜不能超过最小时间线的1/3格。

2 常见故障及排除方法
2.1 虹吸失灵
指水位已升至虹吸点高度时,水流并没有从虹吸管中流出,而是沿管壁溢出,在虹吸高度附近的记录有微微下降现象,或是记录划平线,这种现象我们也可以称之为虹吸管滴水。

该现象在降水强度小时最容易出现。

(1)原因分析
a.虹吸管弯曲处不清洁或有杂物堵塞住虹吸口;
b.虹吸管弯曲处曲率不合适,弯曲处太扁。

(2)排除方法
a.取下虹吸管,用洗洁精清洗虹吸管弯曲处,然后用清水冲洗直至清洁明亮为止(虹吸管首次使用时,应当清洗干净);
b.如果是虹吸管弯曲处不合适,应及时更换合格产品。

平时巡视仪器时,应注意此现象,特别是降水强度不大的时候,必要时应采取人工强迫虹吸,确保每一整点记录不缺测。

2.2 虹吸中断
指虹吸后迹线不能回到0线处,部分水量从虹吸管缩回到浮子室。

(1)原因分析
a.虹吸管与斜侧管相接处的密封橡皮垫圈,因时间长久老化失效而产生漏气;
b.门盖不严,风吹向虹吸管口,从管口产生向上压力,致使虹吸尚未终止,部分水量又压回浮子室内;
c.虹吸管长管部分不清洁,或内壁不平整,在虹吸过程中,管壁附近有气泡。

(2)排除方法
a.更换密封橡皮垫圈,如果是虹吸管与侧管铜套螺帽之间的火漆脱落,则将火漆加封稳固;
b.每次观测完后必须把雨量计的门关严,防止风从门缝串入虹吸管内;
c.定期清洗虹吸管,如果是内壁不平整时应及时更换虹吸管。

2.3 虹吸提前或落后
所谓虹吸提前是指降水虹吸时笔尖的记录迹线不到10mm便开始虹吸,虹吸落后是指超过10 mm才开始虹吸。

(1)原因分析
a.虹吸管受到震动变位,位置偏低就会产生虹吸提前,位置偏高虹吸就会落后;
b.上次虹吸后,水体在虹吸管内弯曲处分向两边,出水口与进水口之间有一段空气,管内形成半真空,如遇大雨则极易出现提前虹吸。

(2)排除方法
a.第一种情况重新调准虹吸管位置即可;
b.第二种情况多是虹吸管不合格,应及时更换虹吸管。

2.4 记录迹线下降
它是指无论有雨或无雨的日子里,记录迹线出现连续下降的现象。

(1)原因分析
a.自然蒸发或换纸不当;
b.浮子或是浮子室漏水;
c.浮子室底的放水螺丝未拧紧,或橡皮垫圈老化失效而产生漏水;
d.虹吸管与斜侧管处密封不严产生漏水。

(2)排除方法
a.换纸操作应正确;
b.如浮子漏水,则找到漏点,排出水份并待完全干燥后,用烙铁焊好漏处并用砂纸打平,浮子室如有裂缝、放水螺丝橡皮垫圈老化破裂则应更换新的;
c.虹吸管与斜侧管处密封不严产生漏水情况的处理方法与同虹吸中断时相同。

2.5 虹吸迹线偏斜
指虹吸迹线不垂直,同时带来时间误差,影响每一个整点降水量统计及15:00时段年最大降水量的挑选。

(1)原因分析
a.换纸不当;
b.浮子室或钟轴不垂直或是浮子杆与支架不垂直。

(2)排除方法
a.纠正换纸不当的操作方法;换纸时要注意把自记纸紧卷在钟筒上,两端的刻度线对齐,底边紧靠钟筒下缘;
b.浮子与钟轴不垂直,则应视倾斜方向,在钟轴底部可加薄的金属垫片加以校正。

2.6 记录迹线跳跃或间断
它是指因机械摩擦太大而出现的记录迹线不连续不圆滑的跳跃现象,如图1,图2所示,或在上升、下降过程中迹线不同时出现。

图1 记录线不连续
图2 记录线跳跃
(1)原因分析
a.笔尖太利以致刮纸或笔尖压力过太;
b.浮子杆不垂直或表面有锈蚀,使笔杆上下移动摩擦增大;
c.浮子室上部支架横梁小孔与浮子室顶盖小孔未对正;
d.浮子室本身安装不水平,使浮子室上升时受到摩擦力。

(2)排除方法
a.笔尖刮纸可用油石或牛皮纸磨圆滑些,如因笔尖堵塞,可用针尖或稍硬的纸疏通缝隙,清除杂质,新笔尖在使用之前,应先用酒精清洗后再换上,若笔尖压力过大,可以调
节笔杆根部螺丝;
b.如果是笔档有锈蚀或氧化物,则应刮除,每次清洗完仪器后,应用干净软布擦干仪器表面水份,在钟轴、笔杆、浮子室顶盖上的直柱涂抹一些铅笔灰或钟表油,减少钟筒、笔杆及浮子左右、上下活动的摩擦力;
c.第3种情况只要把支架横梁扭转一个角度,使浮子上下滑动顺利,固定好螺丝即可;
d.浮子室本身安装不水平亦会导致记录迹线跳跃或间断,这时则应从整个仪器及浮
子室的水平去检查纠正。

另外,仪器安装不水平是产生多数故障现象的一个共同原因。

仪器如不水平,势必会
造成虹吸管倾斜,有时也会引起虹吸失灵或中断;如向左倾斜,虹吸管高度降低则易提前,反之则易推迟。

仪器失去水平后,承水器口的水平面积改变,浮子室的水平面积增大,仪器的放大倍率则会随倾斜度的增大而减小,导致自记纸的的计量刻度与承水器
口面积比例失调,记录失去准确性,如发现记录不正常时,首先应排除仪器安装不水平
的状况后再去检查其他部位的情况。

3 结束语
仪器的正常维护和使用,是保证每次SS观测质量的关键所在,安装维护不当会使降
水资料失真和产生误差,对降水要素的准确性、代表性、可比性带来影响。

只有在
平时工作中,掌握好仪器的构造特点,出现异常情况时及时处理,才能避免错情的发生。

参考文献:
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.
[2]谭海涛,王贞龄,余品伦,等.地面气象观测[M].北京:气象出版社,1986.。