雨量传感器的误差故障分析及解决方法

摘要 遥测雨量传感器是自动站中最容易出现故障的部分，就气象站雨量传感器误差产生的原因进行了分析，并且针对不同的误差原因提出了解决办法。

关键词 自动站；雨量传感器；误差；故障分析；解决方法

中图分类号 P415.1+2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2012）03-0062-01

驻马店市气象局观测站2004年开始双轨运行人工站和自动站，自动气象站在2006年正式进行单轨运行。气象自动站由传感器、电缆信号线、采集器、计算机及电源、通讯部分组成，具有数据采集计算处理、存储和编发报功能，能够连续采集每分钟的气压、气温、降水等气象要素，极大地减轻了地面测报人员的劳动量，提高了气象要素的的精确性、完整性和连续性。但自动气象站由于自身原因和外界影响，雨量传感器部分最容易出现故障和问题，就需要气象工作者及时发现和排除故障[1-5]。在2006年驻马店市气象局观测站在连续2次大降水过程观测中，遥测翻斗雨量器出现比实际观测值大的偏差现象，经分析后解决了该问题。

1 室外雨量传感器部分的常见故障及解决办法

1.1 无雨量记录

（1）集雨器下水口和漏斗被杂物堵塞。长时间不清洁仪器，灰尘和树叶等杂物会堵塞集雨器下水口和漏斗，使雨水积在集雨器内不能下流，翻斗不会翻动计数雨量。解决办法：清除堵塞物即可以排除。

（2）电缆信号线接线松动或断线。取下雨量筒，一是检查接线柱螺母与电缆线连结是否牢固，如果螺母松动或线头脱开就造成线路断路，则不能上传雨量计数信号。解决办法：拧紧螺母，固定好电缆线接头。二是如果接线柱螺钉与电缆线连结完好，就检查从传感器到室内采集器之间的电缆线是否断开。方法可以用万用电表测量，还可以采用短路方法检查，将连结传感器导线的2个接头瞬间短路1次，就是0.1 mm的雨量记录，到室内采集器或计算机查看是否有雨量记录显示，如果有记录说明电缆线是完好的，如果没有则可能因为电缆线断开或破损而断路。解决方法：顺着电缆线检查到断开或断路部分位置，重新接好，扎好防水，注意做好防鼠咬损保护工作。

（3）磁钢性能降低或干簧管损坏。通过以上检查还未检查到故障原因，接着就要检查磁钢性能是否降低，干簧管是否损坏。由于使用时间较长，磁钢磁性减弱，就可能造成少记数或者不计数，干簧管损坏就不能和磁钢吸合，直接造成没有记录。将干簧管适当下压缩小与磁钢的距离，如果有记录就说明磁钢磁性降低了。解决方法：更换新磁钢。对干簧管好坏可以用万用电表来测量检查确定，如果已损坏直接更换新干簧管，即可排除故障。

（4）计数翻斗不能翻动。计数翻斗的宝石轴承吸尘过多或着碎裂就会造成翻斗不能灵活翻动。解决办法：更换新轴承或清洗轴承及转轴即可。

1.2 降水测量值偏大

与人工测量记录比较，遥测雨量传感器记录偏大，原因是上面的计量翻斗不清洁，下翻时雨水粘附，倒水不净。解决办法：用水冲洗计量翻斗，不要用硬物擦洗翻斗，避免造成损坏。

1.3 测量示值不稳定

（1）小雨准确，大雨偏小。原因是漏斗的出水小管里沉积了尘土，造成部分堵塞，雨小时可以正常向下流入，记录正常，而大雨时水流不畅通，一部分降雨量从漏斗上端外溢流失不能流入计量翻斗，从而不能进入计数翻斗记数，记录就会偏小，而且降雨越大，记录越偏小。解决办法：将漏斗的出水小管清洁干净。

（2）记录值不稳定且偏小。主要有2个原因：一是电缆线接头与干簧管接线柱上的螺母松动，造成信号输出时有时无。解决办法：拧紧松动的螺母，固定好电缆线接头。二是计数翻斗上的小磁钢磁性变弱，干簧管不能和翻斗及时吸合，有漏吸合现象，造成计数脉冲减少。解决办法：下调干簧管位置，缩小与小磁钢的距离，或者更换新磁钢。

2 采集器故障分析及解决办法

外面传感器依次检查，如果都正常，就说明故障在采集器上。判断故障的方法是：将雨量器电缆插头从采集器拔出，用短路线对采集器的雨量端口的接线柱进行短路，短路1次就是0.1 mm的雨量记录值，若计算机或采集器显示的降雨量与短路的次数相同，则采集器正常，否则就是采集器出现故障。解决办法：维修雨量接口电路或更换采集器。

3 误差原因分析

3.1 观测时间不同步

自动站采集降水量时间为整点（即00分），而人工站观测降水量时间在51~53分，时间相差近9 min，自动站记录时间长，记录值会偏大，在51~00分时段降雨越大就越明显偏大，当天的合计误差值就越大，因此要以一次降水过程来比较差值，时间段可能就需要跨日统计，如果降水总量误差在许可范围之内，就无需对调仪器进行调整。

3.2 人为读数误差

由于人工观测量取雨量时，存在视线误差、观测时造成雨水不能降入雨量筒和倒水不净等因素，就会导致一定的误差，量取次数越多，误差越大，而自动站测量的雨量值是以分钟记录为元素的连续性累积值，应该是比人工观测雨量更加接近实际。这就要求观测员在量取降水量过程中要细心操作，准确读数，观测迅速，尽量使误差减小到最低限度。

4 结语

在日常观测时，尤其是在自动站单轨业务运行之后，要重视巡视仪器，尽量在降雨前检查一下雨量传感器。即使平时做好自动站雨量传感器的检查维护工作，但由于自动站雨量传感器发生故障、出现问题具有突然性，因此在加强平时维护的同时，在降雨前检查一下，尤其是长时间无降水，不能确定雨量传感器是否正常，在降水来临前打开筒身，检查仪器内部情况，及时清翻斗上累积灰尘，疏通排水孔，保证仪器处于良好工作状态。检查时要将信号线断开一支后才可进行。在日常工作中，加强仪器巡视，只有及时发现和处理问题，保证遥测雨量器具有良好的性能，才能确保获得雨量数据的真实性、准确性。

5 参考文献

[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[2] 江苏无线电科学研究所.ZQZ-CⅡ型自动气象站用户手册[M].北京：气象出版社，2004.

[3] 中国气象局.地面气象测报业务系统软件操作手册[M].北京：气象出版社，2005.

[4] 朱建华，陈海辉.浅谈DZZ1-2型自动气象站故障排查探析[J].中国信息科技，2009（21）：150-151.

[5] 樊改娥，高香元，刘培娥.浅析自动气象站故障[J].科技情报开发与经济，2008，18（23）：217-218.