自动气象站雨量传感器工作原理及故障分析

自动气象站雨量传感器工作原理及故障分析

发表时间：2019-01-24T14:02:05.407Z 来源：《科技研究》2018年11期作者：王彩凡

[导读] 对雨量传感器的运行故障进行分析探讨，最后还给出了一些雨量传感器的日常维护建议，以供同行参考。

（白银市气象局甘肃白银 730900）

摘要：本文主要根据白银市气象局新型自动气象站运行实际，首先阐述了自动气象站雨量传感器工作原理，对雨量传感器的运行故障进行分析探讨，最后还给出了一些雨量传感器的日常维护建议，以供同行参考。

关键词：雨量传感器；工作原理；故障；日常维护

引言

近年来，随着社会经济的不断发展，各级气象部门均开始广泛使用新型自动气象站。白银市气象局自新型自动气象站运行以来，整个气象观测业务基本上实现了智能化、自动化操作，所取得的气象观测数据也更加精准化以及系统化，同时大大提升了新型自动站地面气象测报业务效率。但是，新型自动气象站在长期运行中，有些测报仪器也会因为各种因素的影响而出现故障问题，从而对地面气象观测工作的顺利开展造成不利影响。雨量传感器作为新型自动气象站不可或缺的部分，该仪器主要对降水量进行测量，同时监测雨强的变化情况，雨量传感器观测数据在天气预报、人工影响天气、防汛抗灾等业务中发起到至关重要的作用。本文主要对自动气象站雨量传感器工作原理及故障进行分析探讨，以确保雨量传感器能够可始终正常运行，提升雨量观测数据的准确性和完整性。

1.雨量传感器工作原理

当前，大部分新型自动站的雨量传感器主要使用翻斗式雨量仪器进行测报业务。翻斗式雨量传感器主要各类部件共同构成：承水器、上翻斗、汇集翻斗、计数翻斗、干簧管、计量翻斗等一些部件。通常，承水器所收集的雨水会借助于漏斗至上翻斗，假如雨量达到一定量的时候，则水自身重力会致使上翻斗发生转动现象，流入汇集翻斗，在进入计数翻斗的时候，强度不同的雨水量或均匀配置。假如计量翻斗内的雨量是0.1mm,那么计数翻斗会转动1次，并且这个时候干簧管往往会进行一次扫描，而干簧管的接点会在磁化的作用下出现1次短暂关闭的情况。雨量每至0.1mm,便会进行1次信号输送，采集器通常会对相应的降水量自动加以记录。

2.雨量传感器故障分析

2.1有降水天气出现但雨量记录不正常

在自动气象测报业务中，假如事实上有降水天气出现，但是传感器却无降水记录存在，这个时候需要第一时间对传感器进行认真检查。若降水量特别小，而传感器几乎没有任何记录，则极有可能是由于雨量传感器的计量精度仍然较差，亦或是集水装置有误差存在，应该对翻斗的灵活性进行逐渐增强；若降水量比较大，而雨量传感器数据记录显示仍然不正常，则应该对雨量传感器进行认真检查。观察其内部有无堵塞状况，并且及时对堵塞部位进行清理。通常比较容易出现堵塞的位置小水口和小漏斗处等，一旦这些地方出现堵塞，则可能会导致降水完全没有办法至翻转翻斗内，从而导致计量翻斗无法开展计量工作。还应该对翻斗性能进行认真检测，观察其是否存在形变，从而导致翻斗翻转缺乏稳定性，造成计数有异常现象，一旦检查发现有变形存在，应该及换新。假如雨量传感器内部未出现任何故障问题，那么便应该认真观察和雨量传感器进行连接的电缆电路、磁钢、信号系统以及干簧管等设备，观察其是否均可以保持正常运行状态，假如出现了故障，就需要及时维修维护或者换取新的仪器，确保雨量传感器能够稳定运行。

2.2无降水现象出现但传感器却有雨量记录显示

在降水测报业务中，有时候会出现实际无降水天气现象出现但是传感器却有雨量记录显示的故障，一般发生此类状况的主要原因涵盖下述几点：（1）人工对传感器进行调试造成的；（2）传感器紧固性较差导致的；（3）在对仪器进行清洁维护时，未充分进行干燥处理，残留的积水引起；（4）线路接触不良导致计数翻斗翻转比较自由。进而引起数据异常问题；（5）其它原因（大风、昆虫、树叶、沙尘、等）造成的。一般而言，针对无降水现象出现但传感器却有雨量记录显示的故障的处理方法是：将该时段所有的小时降水量以及分钟降水量都加以清除，并且需要在测报值班记录中作出相应备注。

2.3漏斗堵塞或固态降水边降边化异常

在气象台站雨量观测业务开展过程中，有时候会出现漏斗堵塞或者是固态降水边降边化的异常情况。假如气象台站记录的过程总量与备份站测量到的量的差值百分率同别的正常时间段相符，则应该按照正常情况进行处理。假如传感器记录到的降水量滞后严重或者明显偏小，那么该时段的分钟以及小时降水量均可以通过备份站传感器的记录加以代替；假如无备份站记录，那么所对应的降水天气现象出现过程中的小时降水量和分钟降水量均需要按缺测处理。

3.雨量传感器日常维护建议

3.1加强传感器的检查维护

工作人员应定期对雨量传感器进行检查维护，仔细查看雨量传感器的各个元器件是否存在灰尘、树叶等杂质，承水器内是否村子蜘蛛网或者虫渍等，翻斗内是否有泥沙残留，平时需要定期进行清理，需要强调的是在对翻斗进行清洁维护的时候，最好采取软毛刷将其表面的污渍清理干净，勿用手直接同翻斗以及漏斗的内壁进行接触，避免其因粘上污渍而对雨量的计量带来不良影响；为了防止灰尘杂质沾到了轴承上，禁止在轴承上添加油；在雨量较少时节或者无降水天气现象的时候，最好在雨量筒上添加1个盖，但需要记住一定要在出现降水天气之前将其打开。再者，每月应至少应查看1次翻斗与干簧管是否处于紧密相连的状态，还要保证干簧管性能的稳定性，促使器口不会出现变形；在检查传感器时若翻斗存在转动不灵活的问题，需要及时利用清水对轴承加以清洁或者更换新的仪器。恶劣天气应及时查看雨量传感器是否存在故障问题，季节转换时或者雷电、强降雨等强对流天气多发季节，应依据相关技术要求对传感器、电线、避雷装置等设备以及配套设施进行仔细查看，确保雨量传感器的可用性。

3.2注意仪器精密度的对比

在采用新雨量传感器的时候，工作人员通常需要严格对传感器的精密度作出比对，尤其是新雨量传感器刚刚启用时、使用一个月之后碰到的首次大雨时和冬季首次使用时需要特别注意。在进行对比时，若出现±4%以上的误差，那么应该第一时间检测雨量传感器，观察仪