雨量記錄儀中雨量計的工作原理及常見故障解決方法
來源： http://www.de147.cn/ 類別：實用技術 更新時間：2013-03-06 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網提供】 隨著夏季汛期的到來，經常需要查看一定范圍內的降水資料。但往往一場短時強降水結束后，一些降水較強地區(qū)的站點降雨量沒有雨量或是雨量很小，還有就是降雨基本結束，一些地區(qū)還有很長時間的降水記錄。這些不真實的降水數據都會影響對區(qū)域降水量的統計，降水分布以及防汛抗旱和政府部門的決策。因此區(qū)域站保障雨量記錄儀中雨量計正常運行，是日常業(yè)務重要工作。
現用雨量計及其工作原理：目前市國家級氣象站和區(qū)域自動站主要使用的雨量記錄儀中雨量計是雙翻斗雨量計和單翻斗雨量計。雙翻斗雨量計作為主要的測量降水的傳感器被廣泛的使用在的國家級氣象站中。雙翻斗雨量計的優(yōu)點是它有控制降水流量的部件，使強度不同的自然降水調節(jié)為比較均勻的降水，減少了由于降水強度不同所造成的誤差。單翻斗雨量計的優(yōu)點是水流路徑短，具有融雪功能冬天可以測量固態(tài)降水，方便維護等。下面對兩類雨量計及其工作原理進行簡單描述。
雙翻斗雨量計及工作原理：雙翻斗雨量計的傳感器部分主要包括進水漏斗、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數翻斗和干簧管組成，降水從承水器通過進水漏斗然后進入上翻斗，當上翻斗流入一定量的雨水后翻斗翻轉將雨量倒入匯集漏斗，另一漏斗開始接水。降水通過匯集漏斗流入計量翻斗，當計量翻斗流入一定量的降水后便會翻轉將降水流入計數翻斗中，計數翻斗便會翻動一次，每翻動一次便掃描一次干簧管，使干簧管連通，發(fā)出一個開關信號(或脈沖信號，1脈沖定位0.1mm)，并傳輸到采集器當中。
單翻斗融雪雨量計：單翻斗融雪雨量計的傳感器部分主要由計數翻斗和干簧管組成。融雪雨量計的測量原理和雙翻斗雨量計基本一致，也是采用計數翻斗翻動對干簧管進行掃描測量雨量的。此外還多了一個加熱元件，當氣溫低于4℃時開始啟用，可以通過加熱的形式將冬天的降雪融化測量降水量。有優(yōu)點有采用單翻斗，維護次數少，適合野外無人值守自動站；冬季可以測融雪降水量。不足雨量計需要單獨對加熱元件供40V的直流電，增加自動站供電系統復雜性；在精度上低于雙翻斗雨量計。
目前主要使用雨量記錄儀的雨量計主要出現的故障及解決方法：朝陽大部分的雨量記錄儀采用雙翻斗雨量計下面主要談一談雙翻斗雨量計主要出現的問題和解決方法。日常運行中常出現的問題：漏斗堵塞，從朝陽自動站維護記錄上來看引起雨量數據不正常70%的原因是由于漏斗堵塞造成的。最容易發(fā)生堵塞的漏斗是匯集漏斗，其主要功能是控制雨水的流量，將分布不均降雨量調控成為較均勻的降水，但此處雨量流速減緩經常導致泥沙堆積堵塞漏斗的出水口處，使得雨量變得不正常。此外承水器和上翻斗之間的進水漏斗也會被泥沙堵住導致雨水流通不暢。該類問題出現的表征是每5分鐘監(jiān)測的雨量數明顯小于周圍測站，或是降水過程已基本結束但是該測站每過一段時間都會有微量降水產生。一般在出現該問題時首先檢查雨量計各個漏斗是否有堵塞的現象。
雨量記錄儀的計數元件故障，計數元件故障占朝陽雨量數據不正常的20%，導致該故障的主要原因有三種情況：1，干簧管損壞，該問題出現一般是由于在維護期間旋轉接線柱損壞干簧管，或是干簧管到了使用年限。2，出水漏斗堵塞，出水漏斗主要位于計數翻斗的下方，泥沙也會在此沉積堵塞出水口，當出水漏斗中的水積滿時，計數翻斗會漂浮在水面上無法翻轉。3，計數漏斗銹住無法翻轉，在日常的維護中還發(fā)現，干簧管處于正常狀態(tài)計數漏斗下方也無積水，但仍有降雨過后雨量為零的情況。導致此原因可能是計數翻斗和雨量計的接觸點銹住無法翻轉，此類問題雖然在維護中只出現過一次，但要對這種問題引起注意。上述三種問題出現表征是測站監(jiān)測的雨量數始終為零。一般在降雨量為零的時候對雨量計檢查首先查看出水漏斗是否積水使計數漏斗漂于水面；然后在翻動計數漏斗時用萬用表測接線柱兩端是否有閉合現象，最后再在進水口加入少量的水查看計數翻斗是否翻轉。
雨量記錄儀故障的解決方法：解決漏斗堵塞問題一般是清理雨量桶底座周邊塵土，將雨量傳感器卸下用鐵絲等疏通出水口，并用清水和毛刷，清洗漏斗和雨水流過的路徑，加強對雨量計的巡視和清洗工作。計數元件故障問題一般解決方法是清理出水漏斗，給計數翻斗和雨量計的接觸點加一點潤滑油和更換干簧管。以上問題是朝陽局在日常維護雨量計時常出現的問題和解決方法，加強對雨量計的維護，每次降水時及降水過后及時分析區(qū)域內的降水分布，對有疑議的自動站進行檢查。在日常維護中多進行巡視和定期清理各部件，會增加雨量數據的準確性。也為今后天氣預報服務和防汛抗旱服務提供可靠數據。從上述分析漏斗堵塞是翻斗式雨量計主要容易出現故障的地方，尤其是雙翻斗式雨量計，需要人員加強日常維護。在相對平緩的降水過程中，單、雙翻斗雨量計都有較高精度。單翻斗雨量計雖然在精度上低于雙翻斗雨量計，但是維護量較小，可用于日常不利于維護的地方。
現用雨量計及其工作原理：目前市國家級氣象站和區(qū)域自動站主要使用的雨量記錄儀中雨量計是雙翻斗雨量計和單翻斗雨量計。雙翻斗雨量計作為主要的測量降水的傳感器被廣泛的使用在的國家級氣象站中。雙翻斗雨量計的優(yōu)點是它有控制降水流量的部件，使強度不同的自然降水調節(jié)為比較均勻的降水，減少了由于降水強度不同所造成的誤差。單翻斗雨量計的優(yōu)點是水流路徑短，具有融雪功能冬天可以測量固態(tài)降水，方便維護等。下面對兩類雨量計及其工作原理進行簡單描述。
雙翻斗雨量計及工作原理：雙翻斗雨量計的傳感器部分主要包括進水漏斗、上翻斗、匯集漏斗、計量翻斗、計數翻斗和干簧管組成，降水從承水器通過進水漏斗然后進入上翻斗，當上翻斗流入一定量的雨水后翻斗翻轉將雨量倒入匯集漏斗，另一漏斗開始接水。降水通過匯集漏斗流入計量翻斗，當計量翻斗流入一定量的降水后便會翻轉將降水流入計數翻斗中，計數翻斗便會翻動一次，每翻動一次便掃描一次干簧管，使干簧管連通，發(fā)出一個開關信號(或脈沖信號，1脈沖定位0.1mm)，并傳輸到采集器當中。
單翻斗融雪雨量計：單翻斗融雪雨量計的傳感器部分主要由計數翻斗和干簧管組成。融雪雨量計的測量原理和雙翻斗雨量計基本一致，也是采用計數翻斗翻動對干簧管進行掃描測量雨量的。此外還多了一個加熱元件，當氣溫低于4℃時開始啟用，可以通過加熱的形式將冬天的降雪融化測量降水量。有優(yōu)點有采用單翻斗，維護次數少，適合野外無人值守自動站；冬季可以測融雪降水量。不足雨量計需要單獨對加熱元件供40V的直流電，增加自動站供電系統復雜性；在精度上低于雙翻斗雨量計。
目前主要使用雨量記錄儀的雨量計主要出現的故障及解決方法：朝陽大部分的雨量記錄儀采用雙翻斗雨量計下面主要談一談雙翻斗雨量計主要出現的問題和解決方法。日常運行中常出現的問題：漏斗堵塞，從朝陽自動站維護記錄上來看引起雨量數據不正常70%的原因是由于漏斗堵塞造成的。最容易發(fā)生堵塞的漏斗是匯集漏斗，其主要功能是控制雨水的流量，將分布不均降雨量調控成為較均勻的降水，但此處雨量流速減緩經常導致泥沙堆積堵塞漏斗的出水口處，使得雨量變得不正常。此外承水器和上翻斗之間的進水漏斗也會被泥沙堵住導致雨水流通不暢。該類問題出現的表征是每5分鐘監(jiān)測的雨量數明顯小于周圍測站，或是降水過程已基本結束但是該測站每過一段時間都會有微量降水產生。一般在出現該問題時首先檢查雨量計各個漏斗是否有堵塞的現象。
雨量記錄儀的計數元件故障，計數元件故障占朝陽雨量數據不正常的20%，導致該故障的主要原因有三種情況：1，干簧管損壞，該問題出現一般是由于在維護期間旋轉接線柱損壞干簧管，或是干簧管到了使用年限。2，出水漏斗堵塞，出水漏斗主要位于計數翻斗的下方，泥沙也會在此沉積堵塞出水口，當出水漏斗中的水積滿時，計數翻斗會漂浮在水面上無法翻轉。3，計數漏斗銹住無法翻轉，在日常的維護中還發(fā)現，干簧管處于正常狀態(tài)計數漏斗下方也無積水，但仍有降雨過后雨量為零的情況。導致此原因可能是計數翻斗和雨量計的接觸點銹住無法翻轉，此類問題雖然在維護中只出現過一次，但要對這種問題引起注意。上述三種問題出現表征是測站監(jiān)測的雨量數始終為零。一般在降雨量為零的時候對雨量計檢查首先查看出水漏斗是否積水使計數漏斗漂于水面；然后在翻動計數漏斗時用萬用表測接線柱兩端是否有閉合現象，最后再在進水口加入少量的水查看計數翻斗是否翻轉。
雨量記錄儀故障的解決方法：解決漏斗堵塞問題一般是清理雨量桶底座周邊塵土，將雨量傳感器卸下用鐵絲等疏通出水口，并用清水和毛刷，清洗漏斗和雨水流過的路徑，加強對雨量計的巡視和清洗工作。計數元件故障問題一般解決方法是清理出水漏斗，給計數翻斗和雨量計的接觸點加一點潤滑油和更換干簧管。以上問題是朝陽局在日常維護雨量計時常出現的問題和解決方法，加強對雨量計的維護，每次降水時及降水過后及時分析區(qū)域內的降水分布，對有疑議的自動站進行檢查。在日常維護中多進行巡視和定期清理各部件，會增加雨量數據的準確性。也為今后天氣預報服務和防汛抗旱服務提供可靠數據。從上述分析漏斗堵塞是翻斗式雨量計主要容易出現故障的地方，尤其是雙翻斗式雨量計，需要人員加強日常維護。在相對平緩的降水過程中，單、雙翻斗雨量計都有較高精度。單翻斗雨量計雖然在精度上低于雙翻斗雨量計，但是維護量較小，可用于日常不利于維護的地方。
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