蒸發傳感器的維護及異常處理

柴德美+丁媛

摘要 介紹WUSH-TV2型超聲蒸發傳感器的工作原理、維護方法，對實際工作中遇到的故障進行分析，提出合理的保障維護方法。

關鍵詞 蒸發傳感器；工作原理；維護；異常處理

中圖分類號 P414.8 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739（2016）23-0232-01

在氣象學中蒸發量是指在一定時間間隔內，蒸發器中蒸發水層的深度，通常以毫米為單位，常用的蒸發器有小型蒸發器以及E-601B型蒸發器[1]。近幾年來，氣象科技水平不斷提高，測量儀器自動化程度不斷提高，蒸發傳感器選用超聲蒸發傳感器，運行穩定，測量數據準確，能滿足觀測業務需求。

1 WUSH-TV2型超聲波蒸發傳感器的工作原理

WUSH-TV2型蒸發器借助于超聲測距原理實現高精度的蒸發量測量，通過超聲波傳感器對測量前后的水面高度差進行測量，并轉化成電信號，并結合溫度校正功能，實現蒸發量的精準檢測。WUSH-TV2型超聲波蒸發傳感器的分辨率為0.1 mm，其誤差為±1.5%，測距范圍在0～100 mm之間。該傳感器可以連續測量水面蒸發的情況，并自動計算出1 d內每小時的蒸發量情況，當遇到降水導致日蒸發出現負值時，將按照“0.0”蒸發量處理[2]。

2 WUSH-TV2型超聲波蒸發傳感器的日常維護

（1）用水的具體要求。為了盡量保證蒸發器測量數據的準確性，在蒸發器用水方面盡量選用當地自然水體，如江水、河水或湖水，如取用自然水獲取有困難，用清潔的飲用水也可以。無論使用何種水源，都應當確保水質清潔無雜物，表面無青苔、小蟲等漂浮雜物。通常情況下，每個月換1次水即可，換水時務必將蒸發桶清洗干凈，且換用水體盡量和原水體水質情況保持一致。

（2）為了防止冬季結冰期對蒸發器造成凍裂損害，應當在結冰期停止觀測，并將儀器內的水全部排凈。

（3）在汛期前后進行滲水情況檢查，并進行水位的合理調節。在調節水位高度時，應當保證測量桶水位刻度線與蒸發桶的溢流口下沿基本保持持平，或者前者高于后者5 mm以內。如果蒸發桶內的水位接近其溢流口時，或即將高于不銹鋼測量桶高水位刻度線時，應及時將水移出；如果蒸發桶內水位過低（以溢流口向下10 cm為標準）則應及時加水補充[3]。通常情況下，應當確保蒸發桶內的水面與水圈內的水面基本持平。

3 WUSH-TV2型超聲波蒸發傳感器使用中出現的問題

3.1 正常維護時出現監測值缺失

在正常設備維護時，如操作不當則會出現監測值缺失問題。具體案例：6月15日上午進行蒸發桶清洗操作，出現10：00—11：00的數據缺失問題，其原因在于在正常維護時，未進入維護模式，致使設備在維護過程中仍然進行蒸發數據監測，從而造成數據缺失。正確的處理方法：在進行正常設備維護時，事先將采集器設置為維護模式，待維護完畢過后，再將其設置為工作狀態。

3.2 蒸發桶清洗后，蒸發監測值偏離正常值，出現偏小數據

具體案例：6月23日10：00進行蒸發桶清洗操作后，11：00—20：00的數據明顯小于正常值。經過現場排查及分析，發現問題出于連通管內存在氣泡，導致監測值不準。具體應對措施：先將采集器的模式設置為維護模式，通過測量桶加水方式使連通管內氣泡排出后，再將采集器設置回正常工作狀態。

3.3 強降水引發的蒸發量偏大

7月18日9：00—10：00降水強度較大，9：00為21.6 mm，10：00為18.3 mm，對應時次蒸發9：00為2.4 mm，10：00為2.8 mm。由于強降雨天氣環境下，空氣濕度非常大，蒸發量幾乎為0，應當按照“0.0”處理。處理方法：當水位即將高于不銹鋼測量桶高水位刻度線時，通過人工方式將水移出，并在系統中手動修改監測結果為“0.0”[4]。

3.4 清潔維護雨量傳感器造成的蒸發量異常

6月27日9：15—9：32清潔維護雨量傳感器，10：00蒸發量錯誤。排查分析，發現是由于清潔過程中未將雨量信號線斷開，采集器將其作為降水量進行監測計算，導致監測結果出現嚴重偏差。處理方法：清潔維護雨量傳感器時斷開雨量信號線。

4 WUSH-TV2型超聲波蒸發傳感器異常時數據處理

在不同的情形下，應當對異常數據區別對待處理。如某時次數據異常，在其前后2 h數據正常情況下，可通過內插法求得，并不影響當日蒸發量正常統計；如果其前后2 h的數據也異常，此時如有人工測試數據，則可選用當時段的人工測試結果作為監測數據，如果沒有人工監測數據，則該時次的數據按照缺測處理。

5 結語

蒸發量與輻射、風向、風速、溫濕度有很大的關系，但超聲波蒸發傳感器和測量筒放入小百葉箱中，減少了溫度及風對蒸發傳感器的影響，使得測量數據更穩定可靠。

6 參考文獻

[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003：64-67.

[2] 胡玉峰.自動氣象站原理與測量方法[M].北京：氣象出版社，2004：40-41.

[3] WUSH-TV2型超聲波蒸發傳感器用戶手冊[Z].無錫：江蘇省無線電科學研究所有限公司，2012.

[4] 潘艷秋.自動氣象站大型蒸發異常分析及處理[J].現代農業科技，2013（21）：237.