翻斗雨量傳感器常見問題及處理方法

　　工作原理：

　　承水口收集的雨水，經(jīng)過上筒（漏斗），注入計(jì)量翻斗——翻斗是用工程塑料注射成型的用中間隔板分成兩個(gè)等容積的三角斗室。它是一個(gè)機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個(gè)斗室接水時(shí)，另一個(gè)斗室處于等待狀態(tài)。當(dāng)所接雨水容積達(dá)到預(yù)定值0.2mm時(shí)，由于重力作用使自己翻倒，處于等待狀態(tài)，另一個(gè)斗室處于接水工作狀態(tài)。當(dāng)其接水量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，又自己翻倒，處于等待狀態(tài)。在翻斗側(cè)壁上裝有磁鋼，它隨翻斗翻動(dòng)時(shí)從干舌簧管旁掃描，使干舌簧管通斷。即翻斗每翻倒一次，干舌簧管便接通一次送出一個(gè)開關(guān)信號(hào)（脈沖信號(hào)）。

　　常見問題：處理方法

　　翻斗雨量傳感器的結(jié)構(gòu)由承水器、上翻斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗等組成。其工作過程是液態(tài)降水由承水口匯集入上翻斗，然后進(jìn)入計(jì)量翻斗計(jì)量，計(jì)量翻斗翻動(dòng)一次為0.1mm降水量，接著雨水由計(jì)量翻斗倒入計(jì)數(shù)翻斗。計(jì)數(shù)翻斗的中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼的上面裝有干簧管，計(jì)數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)時(shí)，與它相關(guān)的磁鋼對(duì)干簧管掃描一次，干簧管因磁化而瞬間閉合一次。這樣，降水每次達(dá)到0.1mm時(shí)，就送出一個(gè)脈沖信號(hào)，采集器存儲(chǔ)0.1mm的降水量。翻斗雨量傳感器的測(cè)量原理是由雨量傳感器感應(yīng)量的大小轉(zhuǎn)化為干簧管輸出的開關(guān)信號(hào)，經(jīng)采集器整理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)軟件按地面觀測(cè)規(guī)范中雨量計(jì)算方法計(jì)算降水量大小，并按規(guī)定格顯示。翻斗雨量傳感器測(cè)量降水量的過程是通過多個(gè)部件功能結(jié)合來完成的，任何一處的故障都會(huì)導(dǎo)致儀器工作失常，實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)幾種常見問題。

　　1 雨量傳感器幾個(gè)關(guān)鍵元件損壞引起測(cè)量的降水量異常

　　自動(dòng)氣象站中液態(tài)降水量的測(cè)量是通過計(jì)數(shù)翻斗中的磁鋼掃描干簧管產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的次數(shù)來統(tǒng)計(jì)的，干簧管開關(guān)信號(hào)送一次，代表產(chǎn)生了0.1mm的降水量，若干簧管或磁鋼元件性能失常，則會(huì)發(fā)生連擊即多發(fā)送信號(hào)或漏擊即少發(fā)送信號(hào)的情況，會(huì)出現(xiàn)雨量傳感器測(cè)量的降水量與實(shí)際降水值誤差較大的異?，F(xiàn)象，這種因素產(chǎn)生的雨量誤差，多表現(xiàn)為降水量誤差值異常偏大或偏小，往往是突發(fā)現(xiàn)象，判斷這種誤差的方法是：用萬(wàn)用表連接雨量傳感器輸出端，向雨量傳感器中注入一定量的降水，觀測(cè)計(jì)數(shù)翻斗和萬(wàn)用表，當(dāng)計(jì)數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次時(shí)，則萬(wàn)用表會(huì)有一個(gè)電壓信號(hào)產(chǎn)生，若干簧管發(fā)生連擊或漏擊，則萬(wàn)用表上會(huì)有多個(gè)電壓信號(hào)或無(wú)信號(hào)發(fā)生，這種情況說明干簧管或磁鋼已損壞。在做雨量傳感器檢查時(shí)，可暫時(shí)斷開雨量傳感器與采集器的連接，防止人為原因造成雨量記錄。此種情況解決方法為：更換干簧管或磁鋼。

　　2 雨量傳感器內(nèi)部的機(jī)械原因引起測(cè)量的降水量異常

　　液態(tài)降水量的測(cè)量是由上、下翻斗翻動(dòng)使干簧管產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)，通過采集器自動(dòng)累記信號(hào)個(gè)數(shù)，每個(gè)開關(guān)信號(hào)記錄0.1mm降水量的過程。當(dāng)上、下翻斗翻轉(zhuǎn)不靈出現(xiàn)阻滯感時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致翻斗翻轉(zhuǎn)的速度改變，而液態(tài)降水量測(cè)量的計(jì)量是以單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)翻斗的翻轉(zhuǎn)次數(shù)而累計(jì)的，因此由這種機(jī)械不靈敏引入的測(cè)量誤差也是雨量傳感器測(cè)量的降水量與實(shí)際測(cè)量值相差較大的原因之一。這種因素引起的誤差表現(xiàn)為液態(tài)降水量測(cè)量值恒定小于實(shí)際降水值，故障現(xiàn)象為各翻斗的軸承間距過大或過小，翻斗轉(zhuǎn)動(dòng)有阻滯感。此種情況解決方法為：定期（一般一個(gè)月）用清水清洗翻斗軸頸和寶石軸承孔（寶石軸承切勿加油），如清洗不見效，可能是寶石軸承磨損或碎裂所致，可用大頭針沿軸承內(nèi)孔輕輕觸劃，如有阻滯感，即寶石磨損，，應(yīng)更新軸承部件，如翻斗軸損壞，則更新翻斗，更新時(shí)手不能接觸翻斗內(nèi)側(cè)，因?yàn)槭稚辖?jīng)常會(huì)有油漬和灰塵，造成翻斗內(nèi)側(cè)表面張力變化，因此翻斗承載水量發(fā)生變化，導(dǎo)致雨量超差。在進(jìn)行翻斗調(diào)整時(shí)應(yīng)注意其基點(diǎn)調(diào)整，調(diào)整方法為，旋動(dòng)計(jì)量翻斗的兩個(gè)定位螺釘，將一個(gè)定位螺釘旋動(dòng)一圈，其差值改變量為3%左右，如果兩個(gè)定位螺釘都往外或往里旋動(dòng)一圈，其差值改變量為6%左右，差值為[（排水量—記數(shù)值）/排水量×99%]，若差值為負(fù)則向外旋轉(zhuǎn)，為正時(shí)向里旋轉(zhuǎn)，例為負(fù)2%時(shí)，可將其中一個(gè)定位螺釘往外旋動(dòng)2/3圈;為正6%時(shí)，可將兩個(gè)定位螺釘都往里旋動(dòng)一圈。檢驗(yàn)基點(diǎn)調(diào)整是否合適的標(biāo)準(zhǔn)為，取10 mm液態(tài)水緩慢倒入翻斗雨量傳感器的承水口，若測(cè)量值與10 mm相差不超過±4%，則符合標(biāo)準(zhǔn)。在日常工作中，每次降水過后，也要注意雨量傳感器測(cè)量的降水量與實(shí)際測(cè)量值是否超過±4%，如有多次超過的情況，也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基點(diǎn)的調(diào)試。

　　3 雨量傳感器短路或開路引起測(cè)量的降水量異常

　　雨量傳感器線路板短路表現(xiàn)為傳感器顯示雨量與實(shí)際降水量偏差較大，經(jīng)檢驗(yàn)，萬(wàn)用表接輸出端有電壓顯示，且無(wú)元件損壞，也無(wú)翻斗翻轉(zhuǎn)有阻滯感的現(xiàn)象，但可發(fā)現(xiàn)雨量筒內(nèi)線路板上聚集有許多水滴，解決方法為：斷開雨量信號(hào)接頭，用干凈的棉布將水滴擦干凈，再將雨量筒調(diào)整好位置，即可正常工作。雨量傳感器開路的表現(xiàn)為降水天氣，無(wú)雨量顯示，萬(wàn)用表接輸出端，無(wú)電壓信號(hào)產(chǎn)生，且排除了關(guān)鍵元件損壞，及翻斗翻轉(zhuǎn)不正常的現(xiàn)象，解決方法為：應(yīng)檢查三芯線纜頭有無(wú)接觸不良或者斷路，以及雨量計(jì)到采集器的線纜有無(wú)異常。

　　4 雨量傳感器外部維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)引起測(cè)量的降水量異常

　　對(duì)翻斗雨量傳感器的維護(hù)保養(yǎng)是降水量準(zhǔn)確性得以保證的基礎(chǔ)，若過濾網(wǎng)管道堵塞或節(jié)流管的不暢通，均會(huì)導(dǎo)致降水量小于實(shí)際值。此種情況解決方法為：在儀器使用季節(jié)，儀器每月至少定期檢查一次，清除過濾網(wǎng)上的塵沙、小蟲等，特別要注意保持節(jié)流管的暢通，在無(wú)雨或少雨時(shí)可加蓋，防止污染，但注意降水前及時(shí)打開。

　　在日常氣象工作中，保證氣象儀器的正常工作是保證氣象數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提，是每個(gè)氣象工作人員的基本任務(wù)，了解導(dǎo)致儀器不能正常工作的各種常見問題及解決方法，結(jié)合觀測(cè)規(guī)范，就能提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更有質(zhì)量的完成本職工作。