楊彥忠

寧夏涇源縣氣象局

DSH1 型稱重式降水傳感器是通過對質(zhì)量變化的快速響應(yīng)測量降水量。 它實現(xiàn)了固態(tài)、液體和混合性降水的自動化觀測，能夠克服目前氣象臺站固態(tài)降水人工觀測造成的時效性差、觀測頻次低、時空密度不足，不能全面、連續(xù)反映降雪過程變化等諸多弊端。有利于提高固態(tài)降水觀測的準(zhǔn)確性和效率，減輕觀測人員的工作量，同時有利于推進(jìn)我國固態(tài)降水觀測的自動化進(jìn)程，提高固態(tài)降水觀測的時效性，提高地面氣象觀測能力，提高應(yīng)急服務(wù)的能力。 在這個意義上就必須搞清楚稱重式降水傳感器。

一、DSH1 型稱重式降水傳感器工作原理及特點

稱重式降水傳感器實現(xiàn)了固態(tài)、液體和混合性降水的自動化觀測，能夠克服目前氣象臺站固態(tài)降水人工觀測造成的時效性差、觀測頻次低、時空密度不足，不能全面、連續(xù)反映降雪過程變化等諸多弊端，稱重式降水傳感器是實現(xiàn)降水自動化觀測的智能傳感器，它具有較高運行可靠性，能為冬季降水量預(yù)報和服務(wù)提供高質(zhì)量的觀測資料。有利于提高固態(tài)降水觀測的準(zhǔn)確性和效率，減輕觀測人員的工作量，同時有利于推進(jìn)我國固態(tài)降水觀測的自動化進(jìn)程，提高地面氣象觀測能力。

該傳感器既能滿足現(xiàn)行氣象觀測業(yè)務(wù)要求，輸出脈沖量接入現(xiàn)有的自動氣象站，又符合智能氣象傳感器的發(fā)展趨勢，輸出數(shù)字信號，接入新一代自動氣象站或終端微機，該傳感器具有RS232(或RS485)通訊接口。使觀測結(jié)果客觀化、觀測資料連續(xù)化，減少臺站觀測人員的工作量， 進(jìn)一步提高觀測質(zhì)量和觀測效率，能夠為專業(yè)部門和公眾提供更多有價值的氣象信息和觀測產(chǎn)品。

稱重式降水傳感器的測量原理是通過對質(zhì)量變化的快速響應(yīng)測量降水量。 稱重測量技術(shù)主要有兩種，一種是基于電阻應(yīng)變技術(shù)術(shù)：敏感梁在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而得到降水的質(zhì)量；另一種是振弦技術(shù)：以弦絲為彈性部件， 根據(jù)其所受拉力與振動頻率的對應(yīng)關(guān)系，通過相應(yīng)的測量電路得到降水的質(zhì)量。

稱重式降水傳感器主要有以下特點： 測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性較高、數(shù)據(jù)實時性強、無需內(nèi)部加熱、沒有活動的部件、對溫度和風(fēng)的噪聲進(jìn)行過濾。 同時實現(xiàn)固態(tài)降水的自動化觀測，安裝維護(hù)方便。 可有效提高降雪測量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和時效性。

二、DSH1 型稱重式降水傳感器觀測與日常維護(hù)

1.稱重式降水傳感器觀測

各省（區(qū)、市）氣象局觀測業(yè)務(wù)主管機構(gòu)，應(yīng)根據(jù)本省降雪出現(xiàn)的平均時間和分布情況，要求統(tǒng)一啟用稱重式降水傳感器（個別高山站除外），同時停止翻斗雨量傳感器的觀測。

啟用前，應(yīng)進(jìn)行安裝調(diào)試、現(xiàn)場測試，測試結(jié)果應(yīng)在當(dāng)日觀測記錄備注欄中備注。測試合格后應(yīng)按要求添加相應(yīng)的防凍液和抑制蒸發(fā)油。

在稱重式降水傳感器停用期間， 應(yīng)將內(nèi)筒清空，清潔后加蓋。

2.稱重式降水傳感器的維護(hù)

值班人員應(yīng)嚴(yán)格按照《地面氣象觀測規(guī)范》要求，按時巡視、檢查和維護(hù)設(shè)備、場地及電源供電情況等。

(1)每日檢查內(nèi)筒內(nèi)液面高度和供電情況。

(2)每日定時進(jìn)行儀器小清潔，口沿以外的積雪、沙塵等雜物應(yīng)及時清除， 如遇有盛水口沿被積雪覆蓋，應(yīng)及時將口沿積雪掃入桶內(nèi)，口沿以外的積雪及時清除。

(3)每周檢查承水口水平、高度情況。

(4)每次較大降水過程后及時檢查，防止溢出。

(5)降水過程中注意分析判斷降水量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，如有疑問，應(yīng)及時進(jìn)行現(xiàn)場測試。

(6)每月檢查防雷接地情況。

(7)預(yù)計將有沙塵天氣但無降水，應(yīng)及時將桶口加蓋；沙塵天氣結(jié)束后及時取蓋。

(8)降水過程中，因降水量較大可能超過量程時，應(yīng)在降水間歇期及時排水。

三、DSH1 型稱重式降水傳感器維護(hù)注意事項

1.當(dāng)內(nèi)筒內(nèi)的液體較多或雜物過多時，應(yīng)清空，然后添加相應(yīng)的防凍液和蒸發(fā)抑制油。

2.當(dāng)內(nèi)筒內(nèi)的防凍液和蒸發(fā)抑制油過少時，應(yīng)適量添加。

3.維護(hù)之前應(yīng)先斷開稱重式傳感器電源，拔下數(shù)據(jù)線。 維護(hù)完畢后，再接上電源線和數(shù)據(jù)線。

4. 每年春季應(yīng)對稱重式降水傳感器進(jìn)行防雷安全檢查。

四、DSH1 型記錄的處理

稱重式降水傳感器接入現(xiàn)行自動氣象站時使用脈沖輸出，觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式和記錄處理方法同翻斗雨量傳感器。

降水過程中，伴隨有沙塵、樹葉等雜物時，按正常降水記錄處理；液態(tài)降水溢出或固態(tài)降水堆至口沿以上，或降水過程中取水，則該時段降水按缺測處理。

無降水時，沙塵、樹葉等雜物或偶然跳變造成的降水?dāng)?shù)據(jù)，應(yīng)及時刪除。

五、DSH1 型存在的問題及建議

自2012 年10 月涇源局安裝DSH1 型稱重式降水傳感器以來，我們對其進(jìn)行了認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)部分問題，需要在今后的工作中加以注意。

1.稱重式降水傳感器有時在天氣晴朗、微風(fēng)，而且在每日的同一時刻， 會無故響應(yīng)0.1 毫米的降水（而且常常出現(xiàn)）。我們一直在觀察和思考造成這個問題的原因，可能是運行不穩(wěn)定、抗干擾能力弱的缺點。對記錄需要人工及時刪除并備注。

2. 另外我們發(fā)現(xiàn)接稱重式降水傳感器防雷線對該儀器有不同程度的干擾， 常常沒有原因的響應(yīng)0.1毫米降水，最后我們把防雷線分開（剪斷），發(fā)現(xiàn)干擾減低。

3.日降水量在0.0～0.1 毫米時，固態(tài)降水與人工測量誤差較大，反映出固態(tài)降水設(shè)備在對0.0～0.1 毫米量級的降水事件反映不靈敏。

4. 稱重式降水傳感器開始記錄數(shù)據(jù)時間滯后于天氣現(xiàn)象開始時間。 固態(tài)降水有一定時間滯后，由于固態(tài)降水使用盛水桶收集降水，收集口邊緣會有少量雪存積，這部分只有掉入盛水桶后，降水量才被計算入內(nèi)。

5.有大風(fēng)的降水過程，監(jiān)測有一定誤差。 風(fēng)速較大，由于收集口較小，進(jìn)入收集口的雪量相應(yīng)減小，因此固態(tài)降水觀測值比人工觀測值要偏小。

6.在風(fēng)速較大，無降水的過程，如果伴有沙塵天氣，為防止沙塵落入，造成其儀器的響應(yīng)，我們還應(yīng)及時加蓋。

7.DSH1 型稱重式降水傳感器自身的防風(fēng)功能尚不完善，在瞬時風(fēng)速較大時造成測量原件震蕩導(dǎo)致測量出現(xiàn)偏差，也直接影響降水采集的準(zhǔn)確性，使儀器出現(xiàn)漏采集現(xiàn)象，當(dāng)然個別時次的小時降水量不同也屬正常。同時該儀器使用過程中存在運行不穩(wěn)定、抗干擾能力弱的缺點，我們建議增加抗干擾紅外收發(fā)模塊。

結(jié)束語：

雖然稱重式降水傳感器也有不足之處，但它能夠克服目前氣象臺站固態(tài)降水人工觀測造成的時效性差、觀測頻次低、時空密度不足，不能全面、連續(xù)反映降雪過程變化等諸多弊端，有利于提高固態(tài)降水實時觀測效率，有利于我國降雪區(qū)起預(yù)警作用，有利于推進(jìn)我國固態(tài)降水觀測的自動化進(jìn)程。為防災(zāi)、救災(zāi)，政府決策提供有力依據(jù)，同時提高地面氣象觀測能力。