翻斗式雨量傳感器的故障分析

李永順

（青海省海西州氣象局，青海 德令哈 817099）

引言

自動氣象站已廣泛應用于各種相關行業，如：農業、環保、交通、能源、水文等領域，在應對氣候變化的研究、人民日常生活保障、防治自然災害等方面，都有著非常廣泛的應用。降水作為一個及其重要的氣象要素，對降水的準確測量應引起高度的重視。現在降水量的觀測已實現自動化觀測，由SL3—1型翻斗式雨量傳感器來完成，該儀器由上海氣象儀器廠有限公司生產，在自動氣象站中得到了廣泛的應用，主要用于降水量的自動觀測，但是存在的一些故障是造成降水量異常或缺測的主要原因。本文對SL3—1型翻斗式雨量傳感器常見的故障進行了分析，為正在使用翻斗式雨量傳感器的部門提供一定的參考。

1 雨量傳感器的工作原理

SL3—1型翻斗式雨量傳感器由承水器、漏斗、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數翻斗和干簧管等器件組成（見圖1）。承水器（口徑為20cm）收集的降水通過漏斗進入上翻斗，當將水達到一定量時上翻斗翻轉，然后進入匯集漏斗。經匯集漏斗降水進入計量翻斗，當計量翻斗承受的降水量為0.1mm時，計量翻斗翻轉把降水倒入計數翻斗，當計量翻斗每翻轉一次，計數翻斗相應地翻轉一次。在計數翻斗的中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼的上面裝有一對干簧管。當計數翻斗翻轉一次就對干簧管掃描一次，送出一個閉合信號，就相當于0.1mm的降水量，輸出的信號由紅黑接線柱引出接入到采集器中，依據此原理來測量地面降水量。

2 雨量傳感器的故障分析

2.1 雨量傳感器堵塞

圖1 SL3—1型翻斗式雨量傳感器的結構

因承水器、漏斗、匯集漏斗及計數翻斗的堵塞引起的故障特別多，該情況發生時，雨量表現為無數據或比實際值要偏小，因此在日常維護時，要注意雨量傳感器的承水器、漏斗、匯集漏斗及計數翻斗是否有蜘蛛網、泥沙和雜物堵塞，當發現有堵塞及時用針狀物通順，并用清水進行清洗。清洗時邊沖邊用小毛刷將泥沙刷干凈，對上翻斗和計量翻斗沖洗時切勿用手指觸摸，以防油污而影響翻斗的計量精度。

2.2 翻斗翻轉不靈活或卡死

翻斗翻轉不靈活或卡死，表現為降水量偏小或無數據，在檢查維護時，將雨量信號線從采集器中卸下，取下外筒用量杯量取一定的降水量緩慢倒入漏斗中，觀察翻斗部件有無阻滯感，翻斗是否卡死。如發現翻斗部件有阻滯感或翻斗卡死，說明軸承部件磨損或銹蝕嚴重，需要更換新的軸承部件。

2.3 干黃管故障

干簧管損壞時雨量直接無數據，檢查時將雨量信號線從采集器中卸下，取下外筒用萬用表的通斷檔（蜂鳴檔）測量接線柱上的通斷情況，正常情況下，當計數翻斗每翻轉一次，萬用表應導通一次發出“滴滴”聲 ，如發現計數翻斗翻轉而萬用表無導通，說明干簧管損壞，需要更換新的干簧管。

2.4 計數翻斗磁鐵磁力減弱或失效

計數翻斗磁鐵的磁力減弱或失效出現故障時，雨量數據表現為偏少，在檢查維護時，用萬用表通斷檔測量其導通情況(注意將信號線從采集器中卸下 )。將計數翻斗處于水平狀態，此時干簧管處于短路狀態，萬用表表現為導通，否則是磁鐵磁力減弱或失效而不吸合干簧管。

2.5 信號線纜的檢查

雨量傳感器輸出的信號通過2根線傳輸到采集器中，通過采集器得出雨量數據。信號線纜的斷裂表現為降水量直接無數據，檢查時一方要卸下采集器上的雨量信號線，將兩根信號線聯接到一起，用萬用表的通斷檔在雨量傳感器的一方測量兩根信號線是否導通，若萬用表導通則信號線纜正常，若不導通，則視為線纜故障需更換。

2.6 雨量傳感器超差

雨量傳感器超差表現為雨量比實際值偏大或偏小，正常情況下與標準值相比誤差應在：±0.4mm（≤10mm）或±4%（＞10mm），若超過此范圍視為超差，因此不定時地對雨量傳感器進行校準，保證其正常范圍內，校準可用福建省風光物資技術開發公司的JJS2型雨量校準儀。調試方法：將容量調節螺釘中的一個旋轉一圈，其測量誤差值的變動量為3%左右，若將兩個容量調節螺釘同時向內（順時針）或向外（逆時針）旋轉一圈，其差值變動量為6%或-6%。

2.7 雨量傳感器安裝不水平

SL3—1型翻斗式雨量傳感器在安裝后一定要保持水平，如果不水平會造成測量的降水量比實際值要偏小，因此不定期地打開外筒查看傳感器底座上的水平泡的氣泡是否處于正中間或用水平尺對器口進行測量是否水平。因此在每次巡視觀測場和儀器時注意觀察雨量傳感器的水平情況。

2.8 周邊環境對雨量傳感器的影響

有些自動氣象站安裝在戶外，容易受到高大樹木或建筑物的影響，測得的降水誤差相對偏大，因此對氣象站址的選擇盡量避開障礙物對儀器的影響。雜草生長旺盛的臺站，注意草高不得高于20cm，以防過高的草淹沒雨量傳感器而影響降水量。

3 小結

每次降水來臨前，對雨量傳感器一定要進行維護，使雨量傳感器的故障率降低。本文涉及到的故障原因及解決方法很容易理解，對使用雨量傳感器的部門提供參考。

[1]中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003：55.

[2]上海氣象儀器廠有限公司.SL3—1型翻斗式雨量傳感器使用說明書[Z].