郗秉韜　于剛義

摘 要：隨著綜合觀測(cè)自動(dòng)化建設(shè)的快速發(fā)展，氣象臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)采集的時(shí)空分辨率得到提高，傳輸更加及時(shí)。降水量自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)能客觀反映出夏季局地性天氣的分布特征，對(duì)及時(shí)掌握局地災(zāi)情、防災(zāi)減災(zāi)具有重要作用。通過總結(jié)雨量傳感器的故障排除工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合氣象資料一體化業(yè)務(wù)規(guī)程，概述了自動(dòng)站雨量傳感器的一般故障排除方法以及異常數(shù)據(jù)的處理、更正方法，希望能為臺(tái)站的業(yè)務(wù)提供參考。

關(guān)鍵詞：雨量傳感器；雨量計(jì)；故障排除；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號(hào)：P414.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.029

雙翻斗式雨量傳感器是自動(dòng)氣象站用于測(cè)量降水量和降水強(qiáng)度的重要傳感器，雨量傳感器故障影響著降水觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)中，需要及時(shí)對(duì)已自動(dòng)上傳的異常降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行更正。要確保雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，就要對(duì)雨量傳感器進(jìn)行及時(shí)、認(rèn)真地校準(zhǔn)和維護(hù)。

1 工作原理

自動(dòng)站雨量傳感器中的翻斗是一個(gè)形狀為等腰三角形的容器，中間用隔板隔成2個(gè)直角形的斗，斗底中心位置下端有不銹鋼轉(zhuǎn)軸。由于重心在回轉(zhuǎn)軸的上方，所以翻斗總是傾向某一側(cè)。當(dāng)降水流入翻斗達(dá)到某一值，上翻斗傾倒，雨經(jīng)過上匯集斗節(jié)流管流入計(jì)量翻斗后，計(jì)量翻斗再把雨水傾倒入計(jì)數(shù)翻斗，使計(jì)數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次。計(jì)數(shù)翻斗在翻轉(zhuǎn)時(shí)，磁鋼對(duì)干簧管掃描一次，干簧管因磁化而閉合一次。這樣，降水量每達(dá)到0.1 mm時(shí)，就送出閉合一次的開關(guān)信號(hào)。開關(guān)信息通過電纜接入室內(nèi)采集器，采集器連續(xù)記下開關(guān)信息的頻數(shù)，這樣就可以根據(jù)開關(guān)信息頻數(shù)看出降水強(qiáng)度和降水時(shí)刻。

2 故障現(xiàn)象、故障排除方法和記錄處理方法

2.1 故障一

故障現(xiàn)象：有降水時(shí)無降水觀測(cè)記錄。降水時(shí)段內(nèi)，降水傳感器自動(dòng)采集的分鐘降水量均為0，但備份站降水量較大或人工判斷雨量明顯大于0.1 mm。

故障排除方法：造成這種故障的一般原因是小漏斗堵塞、磁鋼失效、干簧管損壞、翻斗不翻、通訊線路接觸不良或中斷以及集水器堵塞，水流下不去等。

處理方法：檢查集水器的積水情況，如果有積水，則取下過濾網(wǎng)清洗，疏通漏水孔；如果沒有，則檢查傳感器的數(shù)據(jù)線連接。檢查翻斗是否翻動(dòng)靈活，如果有記錄，且翻動(dòng)次數(shù)與記錄一次，則說明正常；如果翻斗翻動(dòng)不靈活，則檢查刀口是否變形，“V”形槽是否有異物。檢查電纜是否接插牢固，電纜是否斷路。

記錄處理方法：故障時(shí)段降水觀測(cè)記錄按照稱重雨量傳感器數(shù)據(jù)、備份自動(dòng)站翻斗雨量傳感器數(shù)據(jù)的順序代替。無自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備備份的臺(tái)站，在定時(shí)觀測(cè)時(shí)次人工測(cè)量降水量時(shí)，相應(yīng)分鐘、小時(shí)數(shù)據(jù)均按缺測(cè)處理。已經(jīng)上傳的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)需及時(shí)編發(fā)更正報(bào)，并通過元數(shù)據(jù)提交詳細(xì)備注說明。

2.2 故障二

故障現(xiàn)象：降水記錄滯后。降水天氣現(xiàn)象停止后，自動(dòng)站雨量存在一個(gè)或幾個(gè)分鐘降水量大于0.1 mm數(shù)據(jù)。

故障排除方法：這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是集水器或小漏斗被堵塞，造成降水流入翻斗較慢，雨較大時(shí)，甚至有積水現(xiàn)象，在降水停止后常見有降水記錄出現(xiàn)。

處理方法：用細(xì)鐵絲疏通漏斗小孔，并清洗雨量傳感器。

2.3 故障三

故障現(xiàn)象：如果滯后降水量較少（一般小于0.3 mm），且滯后時(shí)間不超過2 h，可將該量累加到降水停止的那分鐘和小時(shí)時(shí)段內(nèi)，并修改時(shí)次累計(jì)降水量，及時(shí)通過編發(fā)更正報(bào)或數(shù)據(jù)查詢與質(zhì)疑提交正確的降水量數(shù)據(jù)，通過元數(shù)據(jù)提交詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理備注信息。降水記錄與實(shí)際值相差較大，自動(dòng)雨量傳感器采集的過程降水量與備份站或人工測(cè)量的定時(shí)降水量差值較大，一般誤差達(dá)4%以上。

故障排除方法：檢查雨量傳感器是否水平、集水器和漏斗是否堵塞、計(jì)數(shù)翻斗是否沉積雜質(zhì)、翻斗翻動(dòng)是否靈活、計(jì)數(shù)翻斗是否有滴水現(xiàn)象等。

記錄處理方法：如果能判斷出是翻斗雨量記錄的降水量明顯錯(cuò)誤，則觀測(cè)記錄按2.1中規(guī)定的次序代替，否則保留相應(yīng)分鐘、小時(shí)降水量。

2.4 故障四

故障現(xiàn)象：無降水天氣現(xiàn)象出現(xiàn)降水記錄。無降水天氣現(xiàn)象時(shí)，自動(dòng)雨量傳感器采集到大于0.1 mm的降水?dāng)?shù)據(jù)。

故障處理方法：主要原因有雨量傳感器固定不穩(wěn)、電纜接觸不良或有短路現(xiàn)象、清洗雨量器操作失誤等。

處理方法：一般維護(hù)時(shí)，應(yīng)拔下電纜插頭，防止翻斗翻動(dòng)；清洗儀器后，應(yīng)將儀器晾干；儀器應(yīng)安裝牢固，電纜插頭應(yīng)除去氧化物，防止接觸不良。

記錄處理方法：刪除非降水時(shí)段內(nèi)分鐘和相應(yīng)小時(shí)的降水量數(shù)據(jù)，對(duì)于已經(jīng)上傳的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)次，要及時(shí)通過編發(fā)更正報(bào)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)更正，刪除非降水量數(shù)據(jù)時(shí)不需要提交元數(shù)據(jù)相關(guān)備注信息。

3 結(jié)論

自動(dòng)站降水量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性在很大程度上取決于雨量傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，只有正確維護(hù)儀器設(shè)備，正確處理異常記錄，才能保證獲取的氣象資料真實(shí)、準(zhǔn)確。

〔編輯：王霞〕