氣象儀器在避暑旅游和為農(nóng)服務(wù)中的作用

李炳昆　張昱　李亮　亢云龍　田琳　馬昊天

摘要 SL3-1翻斗式雨量傳感器適用于農(nóng)、林、旅游和氣象等部門開(kāi)展液態(tài)降水測(cè)量工作，因?yàn)榻邓堑貐^(qū)旅游和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要影響因素之一，所以翻斗式雨量傳感器的正確使用和故障排查尤其重要。

關(guān)鍵詞 氣象儀器;避暑旅游;為農(nóng)服務(wù)

中圖分類號(hào)：P414.9 文章標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.042

1 撫順氣候特征

撫順氣候特點(diǎn)是四季分明，春秋季短，夏熱、多雨、為雨熱同季，冬季漫長(zhǎng)寒冷，溫差較大。撫順市年平均日照時(shí)數(shù)為2 358 h，年平均氣溫為6.3℃，最冷月為1月，平均氣溫為-15.1～-13.6℃，最熱月為7月，平均氣溫為22.4～23.6℃。撫順市年降水量為781.3 mm，一年的降雨主要集中在6—8月。

2 撫順旅游與農(nóng)業(yè)概況

撫順地處長(zhǎng)白山余脈，呈東南高、西北低之勢(shì)，是遼寧省重要水源保護(hù)地，境內(nèi)平均海拔80 m。撫順地處中溫帶，屬大陸性季風(fēng)氣候，一年四季分明，夏季通常日晴夜雨，日平均氣溫25℃左右。境內(nèi)山巒連綿起伏，水源充沛，土壤肥沃，森林覆蓋率達(dá)68%，林區(qū)負(fù)氧離子高達(dá)50 000個(gè)/cm3。撫順全市土地總面積為1 127 102.68 hm2，其中農(nóng)用地為1 020 240.11 hm2，占全市土地總面積的90.52%，主要以林地和耕地為主，分別占土地總面積的72.45%和16.38%[1]。

氣溫、濕度、降水等氣象要素與撫順旅游與農(nóng)業(yè)息息相關(guān)，尤其是降水的影響尤為關(guān)鍵，翻斗式雨量傳感器是全市雨量采集的重要?dú)庀髢x器，遍布全市各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和重要農(nóng)產(chǎn)品種植基地共計(jì)119套，翻斗式雨量傳感器的正確使用和日常維護(hù)尤為重要[2]。

3 翻斗雨量傳感器技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)原理

SL3-1型翻斗式雨量傳感器是現(xiàn)在普遍使用的液態(tài)降水采集儀器，儀器感應(yīng)器用二芯電纜連接，輸出機(jī)械觸點(diǎn)信號(hào)（干簧管）。傳感器的承水口直徑是200 mm，測(cè)量最小分度是0.1 mm降水量，最大允許誤差是±0.4 mm（≤10 mm）或者±4%（>10 mm）。

傳感器由盛水器、網(wǎng)罩、漏斗、上翻斗、匯集漏斗、計(jì)數(shù)翻斗、水平泡、調(diào)整六角螺絲、地盤、干簧管、紅黑接線柱、計(jì)量翻斗、容量調(diào)節(jié)翻斗、定位螺釘、小防堵網(wǎng)、清洗拆卸螺帽、大防堵網(wǎng)和筒身構(gòu)成。主要工作過(guò)程是：雨水進(jìn)入承水口，匯集后進(jìn)入上翻斗，然后進(jìn)入計(jì)量翻斗計(jì)量，計(jì)量翻斗翻動(dòng)一次記錄0.1 mm降水量，降水隨之進(jìn)入計(jì)數(shù)翻斗。在計(jì)數(shù)翻斗中部有一個(gè)小磁鋼，磁鋼上面裝有干簧管，計(jì)數(shù)翻斗翻轉(zhuǎn)一次，干簧管被磁鋼吸引閉合一次，由此送出一個(gè)0.1 mm降水信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集器發(fā)送到觀測(cè)軟件終端，顯示0.1 mm降水出現(xiàn)。

4 翻斗雨量傳感器檢查和調(diào)試方法

4.1 外觀檢查

從包裝箱小心取出儀器，檢查外部和內(nèi)部零件是否存在損壞，拆掉防止運(yùn)輸過(guò)程中因震動(dòng)而固定保護(hù)儀器的牛皮筋，仔細(xì)查看各管道是否暢通，翻斗翻轉(zhuǎn)是否靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)軸前后游動(dòng)是否順暢，注意游動(dòng)間隙不能0.5 mm，而且不要用手直接接觸翻斗內(nèi)壁[3-4]。

4.2 連機(jī)檢查

傳感器上有一紅和一黑兩個(gè)信號(hào)接線柱，用二芯導(dǎo)線與萬(wàn)用表連接，并將萬(wàn)用表旋鈕調(diào)節(jié)至蜂鳴檔。然后，將計(jì)數(shù)翻斗和計(jì)量翻斗撥到同一傾斜方向，將清水以1 mm/min左右的降水強(qiáng)度緩緩注入感應(yīng)器漏斗之中，檢查計(jì)數(shù)翻斗是否存在不發(fā)信號(hào)或者多發(fā)信號(hào)的狀況，如果每翻動(dòng)一次且只發(fā)出一個(gè)信號(hào)視為正常。

4.3 調(diào)試方法

傳感器出廠時(shí)已經(jīng)完成調(diào)試，一般可以直接使用，但運(yùn)輸途中可能會(huì)出現(xiàn)螺絲松動(dòng)或橡皮筋脫落等問(wèn)題，所以最好用雨量傳感器校準(zhǔn)儀測(cè)試一次，如果測(cè)量誤差在±0.4mm（≤10mm）或±4%（>10 mm）時(shí)應(yīng)調(diào)整儀器基點(diǎn)。可參照翻斗式雨量傳感器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行定位螺釘?shù)恼{(diào)整。

5 翻斗雨量傳感器安裝維護(hù)和故障排查

5.1 安裝

氣象站使用SL3-1翻斗式雨量傳感器，應(yīng)按照《地面氣象觀測(cè)場(chǎng)規(guī)范化建設(shè)圖冊(cè)》的要求安裝在指定位置。底盤用三個(gè)螺釘固定在混凝土底座或特質(zhì)金屬底座上，首先調(diào)整水平螺釘，將儀器調(diào)整至水平位置，水泡在中心圓圈內(nèi)，然后擰緊螺栓上的螺帽，再反復(fù)調(diào)整水平泡至中央位置，切記不要用力過(guò)猛，防止損壞底盤底腳，二芯信號(hào)電纜通過(guò)底座直接穿入雨量筒內(nèi)，并連接至傳感器紅黑接線柱上。

安裝過(guò)程中要小心輕放，防止撞擊，尤其是雨量筒口不可以變形，保持雨量筒穩(wěn)定水平，可時(shí)常用游標(biāo)卡尺和水平尺檢測(cè)。

5.2 維護(hù)

為防止塵土、樹(shù)葉、泥土和昆蟲(chóng)及其他異物堵塞盛水器，在雨量筒紗網(wǎng)上安置大防堵網(wǎng)和網(wǎng)罩，每日巡視觀測(cè)場(chǎng)和儀器時(shí)應(yīng)及時(shí)清理網(wǎng)罩上的雜物，保持網(wǎng)罩清潔。若灰塵較多，可擰松螺帽拿下網(wǎng)罩清洗，并擦拭盛水器口徑和內(nèi)表面，保證出水順暢，同時(shí)在漏斗內(nèi)部也安裝了一個(gè)防堵網(wǎng)，起到一定的阻止異物進(jìn)入筒內(nèi)的作用。

翻斗部件的盛水斗室如有泥沙，應(yīng)立即用清水沖洗干凈，手指不可以觸碰翻斗和計(jì)量翻斗斗室內(nèi)壁，防止油污和臟污影響翻斗的雨量計(jì)量精準(zhǔn)度。翻斗部件在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中如有阻塞感，應(yīng)用清水清洗翻斗細(xì)軸兩端軸頸和寶石軸承的孔，特別是風(fēng)沙較多的氣象站要多注意這方面的問(wèn)題，如果清洗不見(jiàn)效，可以斷定是寶石磨損，立即更換軸承部件;如果翻斗細(xì)軸損壞，應(yīng)立即更換翻斗。因?yàn)楦鼡Q空間較小，更換時(shí)注意不要損壞其他部件。寶石的軸承保持原有狀態(tài)即可，切勿加油，以免過(guò)多吸塵使塵土量和硬度更高，加大摩擦力導(dǎo)致寶石軸承過(guò)早損壞。

5.3 故障排查

SL3-1翻斗式雨量傳感器是機(jī)械傳感器，數(shù)據(jù)采集方式雖然簡(jiǎn)單但準(zhǔn)確率高，同時(shí)也有常見(jiàn)的故障出現(xiàn)，其中最常見(jiàn)的故障就是雨量缺測(cè)。排查方法如下：（1）檢查雨量筒承水口內(nèi)是否因堵塞存水，雨水無(wú)法進(jìn)入雨量傳感器。（2）打開(kāi)雨量筒，斷開(kāi)紅黑接線柱上的雨量傳感器電纜，用萬(wàn)用表蜂鳴檔接到紅黑接線柱上，同時(shí)從傳感器上端漏斗倒入清水，如果水從匯集漏斗外沿流出，說(shuō)明匯集漏斗孔堵塞;如果水流正常，計(jì)數(shù)漏斗翻動(dòng)后萬(wàn)用表沒(méi)有反應(yīng)，說(shuō)明干簧管失效，需要更換干簧管，這時(shí)應(yīng)完全拆掉雨量傳感器并更換備用傳感器，更換干簧管需要用電焊在合適條件下更換。如果干簧管無(wú)故障，萬(wàn)用表蜂鳴檔會(huì)出現(xiàn)聲音。如果聲音與計(jì)數(shù)翻斗不一致，可能出現(xiàn)計(jì)數(shù)翻斗一側(cè)偏重的問(wèn)題，需要更換計(jì)數(shù)翻斗或?qū)毷S承。（3）將主采集器上的雨量傳感器電纜接線端子拔出，用萬(wàn)用表蜂鳴檔測(cè)量雨量傳感器電纜是否正常。將電纜的任意一段線頭對(duì)接，測(cè)量另一端是否短路，蜂鳴檔發(fā)出聲音后打開(kāi)對(duì)接的線頭，蜂鳴檔立刻停止聲音的話，說(shuō)明電纜沒(méi)有折斷，可繼續(xù)使用;如果折斷，立即更換臨時(shí)電纜。（4）若雨量筒無(wú)堵塞，雨量傳感器各部件檢查正常，二芯信號(hào)電纜正常，應(yīng)判斷是主采集器出現(xiàn)故障，需要?dú)庀笱b備保障部門配合維修或更換。

6 避暑旅游和為農(nóng)服務(wù)中的作用

按地域網(wǎng)格化建設(shè)的區(qū)域自動(dòng)氣象站不僅可以實(shí)時(shí)顯示降水?dāng)?shù)據(jù)，還能為撫順避暑旅游和為農(nóng)服務(wù)方面提供氣象指導(dǎo)意見(jiàn)，做出合理分析。尤其在氣象防災(zāi)減災(zāi)論證方面占據(jù)重要地位。

撫順是農(nóng)業(yè)種植大市，在廣袤的土地上除了種植水稻、玉米等作物，還種植著食用菌、中藥材、山野菜、花卉和苗木等特色作物。作物的生長(zhǎng)需要水分，降水量的大小可以作為科學(xué)評(píng)估作物生長(zhǎng)的重要指標(biāo)之一，在農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究中起到極為重要的作用。

7 結(jié)語(yǔ)

多年來(lái)，氣象部門正在為撫順旅游和農(nóng)事生產(chǎn)做相關(guān)氣候評(píng)價(jià)，將農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究注入更多科學(xué)內(nèi)涵，可進(jìn)一步增加當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，從而促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提升百姓幸福感和獲得感。

參考文獻(xiàn)

[1] 張玉存，王衛(wèi)平.二十世紀(jì)末氣象儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].氣象水文海洋儀器，2001（3）：1–9.

[2] 黃軍.自動(dòng)氣象站常見(jiàn)的異常問(wèn)題及解決方法[J].氣象研究與應(yīng)用， 2006， 27（2）：54–54.

[3] 李菁，慕建利.避暑旅游適宜度評(píng)價(jià)模型的建立和應(yīng)用[A].第32屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)S13氣候環(huán)境變化與人體健康[C].中國(guó)氣象學(xué)會(huì)，2015.

[4] 吳普，周志斌，慕建利.避暑旅游指數(shù)概念模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建[J].人文地理，2014，29（3）：128–134.

責(zé)任編輯：黃艷飛

The Role of Meteorological Instruments in Summer Tourism and Service for Agriculture

LI Bing-kun et al （Fushun Meteorological Bureau， Fushun， Liaoning 113006）

Abstract SL3-1 single tipping-bucket rainfall sensor was suitable for measuring precipitation in agriculture， forestry， tourism and meteorology. Since precipitation is one of the important factors affecting regional tourism and agricultural production， the correct use and troubleshooting of tipping-bucket rainfall sensor were particularly important. It could provide strong support for climatological quality assessment for agricultural products and disaster studies.

Key words Meteorological instruments; Summer tourism; Service for agriculture

作者簡(jiǎn)介 李炳昆（1983–），男，遼寧撫順人，高級(jí)工程師，從事氣象服務(wù)研究。*通信作者，張昱（1981–），女，遼寧撫順人，高級(jí)工程師，碩士研究生，從事農(nóng)業(yè)氣象與氣候研究。

收稿日期 2020–07–03