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等容積的三角斗室。它是一個機械雙穩(wěn)態(tài)結構，當一個斗室接水時，另一個斗室處于等待狀態(tài)。當所接雨水容積達到預定值0.2mm時，由于重力作用使自己翻倒，處于等待狀態(tài)，另一個斗室處于接水工作狀態(tài)。當其接水量達到預定值時，又自己翻倒，處于等待狀態(tài)。在翻斗側壁上裝有磁鋼，它隨翻斗翻動時從干舌簧管旁掃描，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開關信號（脈沖信號）。

　　常見問題：處理方法

　　翻斗雨量傳感器的結構由承水器、上翻斗、計量翻斗、計數(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，然后進入計量翻斗計量，計量翻斗翻動一次為0.1mm降水量，接著雨水由計量翻斗倒入計數(shù)翻斗。計數(shù)翻斗的中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼的上面裝有干簧管，計數(shù)翻斗翻轉時，與它相關的磁鋼對干簧管掃描一次，干簧管因磁化而瞬間閉合一次。這樣，降水每次達到0.1mm時，就送出一個脈沖信號，采集器存儲0.1mm的降水量。翻斗雨量傳感器的測量原理是由雨量傳感器感應量的大小轉化為干簧管輸出的開關信號，經(jīng)采集器整理后進入計算機，計算機軟件按地面觀測規(guī)范中雨量計算方法計算降水量大小，并按規(guī)定格顯示。翻斗雨量傳感器測量降水量的過程是通過多個部件功能結合來完成的，任何一處的故障都會導致儀器工作失常，實際工作中發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會出現(xiàn)幾種常見問題。

　　1 雨量傳感器幾個關鍵元件損壞引起測量的降水量異常

　　自動氣象站中液態(tài)降水量的測量是通過計數(shù)翻斗中的磁鋼掃描干簧管產(chǎn)生開關信號的次數(shù)來統(tǒng)計的，干簧管開關信號送一次，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，則會發(fā)生連擊即多發(fā)送信號或漏擊即少發(fā)送信號的情況，會出現(xiàn)雨量傳感器測量的降水量與實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，觀測計數(shù)翻斗和萬用表，當計數(shù)翻斗翻轉一次時，則萬用表會有一個電壓信號產(chǎn)生，若干簧管發(fā)生連擊或漏擊，則萬用表上會有多個電壓信號或無信號發(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，可暫時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)部的機械原因引起測量的降水量異常

　　液態(tài)降水量的測量是由上、下翻斗翻動使干簧管產(chǎn)生開關信號，通過采集器自動累記信號個數(shù)，每個開關信號記錄0.1mm降水量的過程。當上、下翻斗翻轉不靈出現(xiàn)阻滯感時，均會導致翻斗翻轉的速度改變，而液態(tài)降水量測量的計量是以單位時間內(nèi)計數(shù)翻斗的翻轉次數(shù)而累計的，因此由這種機械不靈敏引入的測量誤差也是雨量傳感器測量的降水量與實際測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)降水量測量值恒定小于實際降水值，故障現(xiàn)象為各翻斗的軸承間距過大或過小，翻斗轉動有阻滯感。此種情況解決方法為：定期（一般一個月）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，，應更新軸承部件，如翻斗軸損壞，則更新翻斗，更新時手不能接觸翻斗內(nèi)側，因為手上經(jīng)常會有油漬和灰塵，造成翻斗內(nèi)側表面張力變化，因此翻斗承載水量發(fā)生變化，導致雨量超差。在進行翻斗調(diào)整時應注意其基點調(diào)整，調(diào)整方法為，旋動計量翻斗的兩個定位螺釘，將一個定位螺釘旋動一圈，其差值改變量為3%左右，如果兩個定位螺釘都往外或往里旋動一圈，其差值改變量為6%左右，差值為[（排水量—記數(shù)值）/排水量×99%]，若差值為負則向外旋轉，為正時向里旋轉，例為負2%時，可將其中一個定位螺釘往外旋動2/3圈;為正6%時，可將兩個定位螺釘都往里旋動一圈。檢驗基點調(diào)整是否合適的標準為，取10 mm液態(tài)水緩慢倒入翻斗雨量傳感器的承水口，若測量值與10 mm相差不超過±4%，則符合標準。在日常工作中，每次降水過后，也要注意雨量傳感器測量的降水量與實際測量值是否超過±4%，如有多次超過的情況，也應及時進行基點的調(diào)試。

　　3 雨量傳感器短路或開路引起測量的降水量異常

　　雨量傳感器線路板短路表現(xiàn)為傳感器顯示雨量與實際降水量偏差較大，經(jīng)檢驗，萬用表接輸出端有電壓顯示，且無元件損壞，也無翻斗翻轉有阻滯感的現(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，無雨量顯示，萬用表接輸出端，無電壓信號產(chǎn)生，且排除了關鍵元件損壞，及翻斗翻轉不正常的現(xiàn)象，解決方法為：應檢查三芯線纜頭有無接觸不良或者斷路，以及雨量計到采集器的線纜有無異常。

　　4 雨量傳感器外部維護保養(yǎng)不及時引起測量的降水量異常

　　對翻斗雨量傳感器的維護保養(yǎng)是降水量準確性得以保證的基礎，若過濾網(wǎng)管道堵塞或節(jié)流管的不暢通，均會導致降水量小于實際值。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，在無雨或少雨時可加蓋，防止污染，但注意降水前及時打開。

　　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)準確的前提，是每個氣象工作人員的基本任務，了解導致儀器不能正常工作的各種常見問題及解決方法，結合觀測規(guī)范，就能提高數(shù)據(jù)的準確性，更有質(zhì)量的完成本職工作。