DSC3型稱重式降水傳感器的日常維護(hù)及常見故障診斷和數(shù)據(jù)誤差分析

陳杰+宋文錦++楊曉波++賀鑫++張麗娟++孫美蓮

摘要 主要介紹了DSC3型稱重式降水傳感器日常維護(hù)和常見故障診斷，以及異常數(shù)據(jù)的處理，并對2015年1月至2016年5月人工觀測與自動(dòng)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出誤差原因，以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和數(shù)據(jù)可用性。

關(guān)鍵詞 DSC3型稱重式降水傳感器；工作原理；日常維護(hù)；故障診斷；觀測數(shù)據(jù)；誤差

中圖分類號(hào) P414.9+5；TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）11-0183-02

DSC3型稱重式降水傳感器是實(shí)現(xiàn)降水自動(dòng)化觀測的智能傳感器。2015年10月，熊岳國家基本觀測站安裝了DSC3型稱重式降水傳感器，經(jīng)過1年的對比觀測，通過對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)出儀器誤差原因，以及一些常見故障的診斷、處理方法，以有效地提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和數(shù)據(jù)的可用率。

1 日常維護(hù)

每日定時(shí)清潔儀器，及時(shí)清除口沿外雜物；檢查內(nèi)筒內(nèi)液面高度和供電情況。當(dāng)內(nèi)筒內(nèi)的防凍液和蒸發(fā)抑制油過少時(shí)，應(yīng)適量添加。及時(shí)清空內(nèi)筒內(nèi)液體或雜物，添加防凍液和蒸發(fā)抑制油。每周檢查承水口水平、高度情況。每月檢查防雷接地情況。維護(hù)前斷開電源，拔下數(shù)據(jù)線。若出現(xiàn)降水量較大，應(yīng)在降水間歇期及時(shí)排水。預(yù)計(jì)將有沙塵天氣但無降水時(shí)，及時(shí)將桶口加蓋[1-4]。

2 常見故障診斷

2.1 查看脈沖口工作是否正常

用筆記本電腦與設(shè)備的調(diào)試串口連接，發(fā)送fr 10000命令，脈沖口連接1個(gè)計(jì)數(shù)器或與自動(dòng)站采集器雨量口連接，等待3～5 s，設(shè)備會(huì)從脈沖口輸出10個(gè)計(jì)數(shù)顯示到計(jì)數(shù)器或自動(dòng)站終端軟件上，且每輸出1個(gè)計(jì)數(shù)有“啪嗒”聲，為脈沖口正常工作；如果有“啪嗒”聲，計(jì)算器和終端軟件無顯示值，要檢查雨量線是否連接正確。

2.2 查看OPD工作是否正常

筆記本電腦與設(shè)備的調(diào)試串口連接，取下保護(hù)罩，用細(xì)鐵絲或其他細(xì)小物使OPD圈的中心快速晃動(dòng)，同時(shí)發(fā)送命令LS，若OPD記錄次數(shù)增加，則說明OPD能夠啟動(dòng)降水的發(fā)生；然后停止OPD圈的中心晃動(dòng)，同時(shí)連續(xù)發(fā)送LS命令，若OPD記錄次數(shù)無增長，說明工作正常。

2.3 查看溫度傳感器和稱重式傳感器工作是否正常

筆記本電腦與設(shè)備的調(diào)試串口連接，發(fā)送LS命令查看實(shí)時(shí)溫度是否異常；查看實(shí)時(shí)重量與當(dāng)前收集容器內(nèi)的液體重量是否相符。當(dāng)內(nèi)筒液體已滿，降水溢出使測得的質(zhì)量不變，載荷元件受沖擊損壞所測得的降水量總為“0”，也需要更好的、新的數(shù)據(jù)處理單元。

2.4 查看設(shè)備狀態(tài)是否正常

筆記本電腦與設(shè)備的調(diào)試串口連接，波特率9600 N 8 1，發(fā)送DMPR命令可以查看設(shè)備狀態(tài)信息化。根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)識(shí)查看設(shè)備狀態(tài)，排除問題，要確保電壓為9～15 V。

2.5 查看接地電阻是否正常

稱重降水傳感器基座的接地線應(yīng)該接入觀測場地網(wǎng)，當(dāng)接地電阻>4 Ω，或接地線未連接或松動(dòng)會(huì)出現(xiàn)無規(guī)律的降水值。接地線連接松動(dòng)，也會(huì)造成降水量偏小、記錄滯后現(xiàn)象發(fā)生。因此，觀測員要經(jīng)常檢查防雷接地情況。

2.6 查看內(nèi)筒液面高度是否正常

應(yīng)及時(shí)檢查稱重降水傳感器內(nèi)筒內(nèi)液面高度。當(dāng)液面高度達(dá)到最大測量范圍，會(huì)造成測量數(shù)據(jù)失真，應(yīng)及時(shí)排掉內(nèi)筒的液體，添加一定量的防凍液，防凍液一般是將乙烯乙二醇和甲醇按比例配制。

3 設(shè)備掛接與異常數(shù)據(jù)處理

3.1 設(shè)備掛接

設(shè)備稱重式降水傳感器全年與地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件掛接。根據(jù)遼寧省業(yè)務(wù)規(guī)定從11月1日至次年4月30日降水觀測記錄以稱重式降水傳感器數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；5月1日至10月31日期間翻斗式雨量傳感器與地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件掛接，降水觀測記錄以翻斗式雨量傳感器數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

3.2 異常數(shù)據(jù)處理

（1）稱重式降水傳感器故障：結(jié)冰期用人工觀測記錄代替；非結(jié)冰期以翻斗雨量傳感器記錄為準(zhǔn)，如翻斗雨量傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，以備份站翻斗雨量傳感器記錄代替[5-7]。需要在氣簿-1備注欄備注，并在MDOS平臺(tái)元數(shù)據(jù)備注欄登記，需要利用ASOM軟件進(jìn)行儀器故障申報(bào)登記工作。

（2）微量降水處理：人工雨量器觀測到有微量降水，但稱重式降水傳感器未記錄到降水，此時(shí)不需要人工干預(yù)。

（3）非降水量處理：無降水而記錄到降水量值，應(yīng)修改原始采集數(shù)據(jù)文件，刪除相應(yīng)降水量值，在備注欄注明，并在MDOS平臺(tái)元數(shù)據(jù)備注欄登記[8]。

（4）滯后降水處理：當(dāng)降水天氣現(xiàn)象結(jié)束后自動(dòng)站有降水記錄時(shí)，判斷是否為滯后降水。若是，則將滯后降水量累加在降水天氣現(xiàn)象終止時(shí)間分鐘降水量上，并修改原始數(shù)據(jù)文件相關(guān)內(nèi)容；若為空翻或露、樹葉等造成有降水記錄，則刪除該降水量，并修改原始數(shù)據(jù)文件相關(guān)內(nèi)容。

（5）特殊情況處理：降水過程中，伴隨有沙塵、樹葉等雜物時(shí)，按正常降水記錄處理；液態(tài)降水溢出或固態(tài)降水堆至口沿以上，或降水過程中取水，則該時(shí)段降水按缺測處理[9-11]。

4 數(shù)據(jù)及誤差原因分析

對表1數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出稱重式降水傳感器觀測和人工觀測之間存在著差異。特別是冬季稱重式降水傳感器觀測的固態(tài)降水和混合性降水與人工觀測的降水量差異較大；出現(xiàn)液態(tài)降水兩者觀測值差異較??；伴有大風(fēng)天氣時(shí)，二者的差值又較大。

誤差的原因主要有：一是2種觀測方法不一致，安裝的高度不一致，當(dāng)外界無風(fēng)、微風(fēng)條件下，二者降水量值沒有明顯偏差，但風(fēng)速較大時(shí)，二者降水量值有明顯偏差；二是表1中存在少數(shù)稱重式降水傳感器觀測值比人工觀測值偏小的現(xiàn)象，這是由于稱重式傳感器觀測值在計(jì)算過程中被濾掉，或者是儀器運(yùn)行不穩(wěn)定造成的；三是稱重降水儀器在無降水時(shí)段也會(huì)出現(xiàn)自跳現(xiàn)象，這是儀器程序出現(xiàn)問題，需要廠家進(jìn)行程序升級(jí)；四是儀器維護(hù)不當(dāng)也是造成測量差值較大的主要因素。因此，做好稱重式降水觀測儀維護(hù)工作顯得尤為重要。

5 參考文獻(xiàn)

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