馬強(qiáng) 陳海蓮 馬曉珍

摘要：氣象現(xiàn)代化建設(shè)快速發(fā)展，地面氣象觀測的新設(shè)備、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，DSC1型稱重式降水傳感器解決了固態(tài)、液態(tài)及混合降水?dāng)?shù)據(jù)的自動(dòng)觀測任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了降水觀測資料的客觀性、及時(shí)性及連續(xù)性。同時(shí)，減輕了地面氣象觀測員的工作量。為了對(duì)該稱重式降水傳感器有較全面的認(rèn)識(shí)，本文介紹了稱重式降水傳感器的組成及工作原理，分析其常見故障及相應(yīng)的處理方法，以供工作中參考。

關(guān)鍵詞：稱重式降水傳感器;測量原理;故障;處理方法

地面氣象觀測工作中對(duì)降水量的觀測是一項(xiàng)重要的觀測內(nèi)容，它為氣象災(zāi)害防御、天氣預(yù)報(bào)及科學(xué)研究等提供了基礎(chǔ)性資料。[1]隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，地面觀測工作也逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，比如，溫度、風(fēng)、地溫、降水等氣象要素都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)觀測。提高了氣象觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性及連續(xù)性。避免了人工觀測時(shí)的實(shí)效性差、時(shí)空密度不足等諸多弊端。DSC1型稱重式降水傳感器實(shí)現(xiàn)了固態(tài)、液態(tài)及混合降水的全自動(dòng)、全天候的無人值守降水觀測，[2]提高了降水觀測資料的準(zhǔn)確性、實(shí)效性及連續(xù)性。為開展冰雪天氣過程氣象服務(wù)提供支撐，為氣象防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急保障提供快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息。同時(shí)，也減輕了地面氣象觀測員的工作量。

1 DSC1稱重式降水傳感器的組成及工作原理

1.1 DSC1型稱重式降水傳感器的組成

組成部件主要有承水口、外殼、內(nèi)筒、載荷元件及信號(hào)處理單元、底座組件、防風(fēng)圈等。比較適合安裝在高海拔氣候條件差的氣象站進(jìn)行連續(xù)固態(tài)、液態(tài)及混合降水的觀測。在啟用稱重式降水傳感器觀測前，該儀器必須具有氣象計(jì)量檢定資格的機(jī)構(gòu)完成檢定，并檢定合格，否則該儀器不能使用。[3]

1.2 測量原理

DSC1型稱重式降水傳感器測量原理，[4]是采用電阻應(yīng)變的技術(shù)，載荷元件受壓發(fā)生形狀變化，使它的內(nèi)部電阻橋的阻值隨即發(fā)生變化;電子單元連續(xù)采樣并且將采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的溫度補(bǔ)償后得到質(zhì)量數(shù)據(jù)，信號(hào)處理單元采樣質(zhì)量數(shù)據(jù)并通過運(yùn)算分析，得到分鐘降水量與小時(shí)、日的累計(jì)降水量等值，信號(hào)處理單元還會(huì)進(jìn)行對(duì)各類降水量值進(jìn)行質(zhì)量控制儲(chǔ)存及傳輸?shù)取?/p>

2 日常維護(hù)

2.1 維護(hù)要求

值班人員嚴(yán)格按照《DSC1型稱重式降水傳感器使用手冊(cè)》要求按時(shí)檢查、維護(hù)設(shè)備等。在對(duì)DSC1型稱重式降水傳感器維護(hù)前，首先斷開電源，然后拔下數(shù)據(jù)線。維護(hù)完畢后，在接上數(shù)據(jù)線與電源線;如發(fā)現(xiàn)內(nèi)筒里的液體較多或雜物過多時(shí)，應(yīng)該及時(shí)清空，重新添加適量的防凍液與抑制蒸發(fā)油;內(nèi)筒中的防凍液與抑制蒸發(fā)油太少時(shí)，添加防凍液和抑制蒸發(fā)油;每年春季應(yīng)該對(duì)稱重式降水傳感器進(jìn)行防雷安全檢查（接地電阻值≤4Ω）。特別注意在收取與安放內(nèi)筒時(shí)，必須要注意保護(hù)傳感器的設(shè)備，在取下內(nèi)筒之前務(wù)必將設(shè)備的保護(hù)支架安裝復(fù)原，待內(nèi)筒安放好后再將保護(hù)支架取出。

2.2 DSC1型稱重式降水傳感器維護(hù)的內(nèi)容

主要維護(hù)一下幾個(gè)方面：一是每日按時(shí)進(jìn)行檢查內(nèi)筒內(nèi)液面高度與供電情況，口沿以外的積雪、沙塵等雜物應(yīng)及時(shí)清除，如果遇到盛水口沿被積雪覆蓋，應(yīng)立即將口沿積雪掃入桶內(nèi)，口沿以外的積雪及時(shí)清除;二是每次較大降水天氣結(jié)束后，應(yīng)該進(jìn)行檢查，防止內(nèi)筒內(nèi)的液體溢出;三是每月檢查承水口的水平、高度及防雷接地等情況，確保所采集到的降水?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可靠性。

3 常見故障分析與處理

3.1 無降水現(xiàn)象而有降水?dāng)?shù)據(jù)

（1）原因分析：鳥、蟲或霧造成降水?dāng)?shù)據(jù);人工調(diào)試儀器造成降水?dāng)?shù)據(jù);大風(fēng)、沙塵等天氣造成降水?dāng)?shù)據(jù);設(shè)備故障造成降水?dāng)?shù)據(jù)。

（2）處理方法：每個(gè)正點(diǎn)時(shí)次應(yīng)該及時(shí)刪除該時(shí)段內(nèi)的全部分鐘與小時(shí)降水量，并將情況在值班日記中進(jìn)行備注說明。

3.2 出現(xiàn)微量降水，而無降水?dāng)?shù)據(jù)

（1）原因分析：出現(xiàn)微量降水時(shí)，因傳感器自身靈敏度不夠高，無法進(jìn)行及時(shí)判別造成的。

（2）處理方法：在人工觀測時(shí)次，錄入微量降水（0.0），再進(jìn)行傳輸正確的長Z文件，該情況在氣薄—1備注欄說明。

3.3 降水量值總是0

（1）原因分析：盛水桶已滿，發(fā)生了溢出現(xiàn)象;載荷元件受沖擊損壞。

（2）處理方法：清空盛水桶，重新添加適量防凍液與抑制蒸發(fā)油或者更換載荷元件，就能使傳感器恢復(fù)正常。

3.4 稱重式傳感器輸出口與雨量線連接，測得其正常，但臺(tái)站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件中無數(shù)據(jù)

（1）原因分析：雨量數(shù)據(jù)線與傳感器輸出口連接處可能接觸不良;兩根線纜可能短接。

（2）處理方法：重新擰緊雨量線與輸出口的連接線，脈沖口通斷信號(hào)指示燈亮，表明已經(jīng)連通，否則不通;對(duì)儀器進(jìn)行蓄電池供電，用兩根線纜對(duì)接，是否有點(diǎn)火星，如有則為線纜短接，沒有，則為線纜正常。

3.5 處理單元運(yùn)行指示燈不亮或者閃爍不正常

（1）原因分析：供電電壓不足或者處理單元設(shè)備故障。

（2）處理方法：測量處理單元設(shè)備供電電壓，確保供電電壓在9—15伏。如電壓過低，應(yīng)該更換蓄電池;如正常，可能單元元件損壞，更換處理;如運(yùn)行燈閃爍異常，一定是單元元件損壞，更換處理。

4 小結(jié)

DSC1型稱重式降水傳感器實(shí)現(xiàn)了固態(tài)、液態(tài)及混合降水全自動(dòng)、全天候無人值守降水觀測任務(wù)，提高了降水觀測資料的準(zhǔn)確性、實(shí)效性及連續(xù)性。為開展冰雪天氣過程氣象服務(wù)提供支撐，為氣象防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急保障提供快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息。同時(shí)，也減輕了地面氣象觀測員的工作量。

參考文獻(xiàn)：

[1]地面氣象觀測.北京：氣象出版社，2003，7.

[2]降水量觀測規(guī)范：SL21-2006[S].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[3]鞏宏亞，謝萬軍，等.淺談稱重式降水傳感器[J].甘肅科技，2013.29（1）：61.

[4]氣象裝備保障手冊(cè).北京：氣象出版社，2011，5.