SL3-1型雨量传感器工作原理调试维护及故障排除

自动气象站现用雨量传感器主要 是SL3-1型翻斗雨量传感器/雨量计。雨量传感器在使用过程中容易出现测量数据不准确的现象,要获得准确的雨量数据必须在每年雨量传感器开始启用前进行标校。在 雨量传感器的标校工作中分为两个强度分别是大雨强与小雨强。本文主要从标校前的准备工作与标校过程中常出现的问题进行分析并提出处理方法。

    标校前的准备工作

在对SL3-1型雨量传感器进行现场标校前首先要了解雨量传感器的结构及工作原理这对刚接触雨量传器的新工作人员来说是非常重要的。其次是对雨量传感器进行全面清洁。

SL3-1型雨量传感器的清洁

为了保证数据的准确性在进行标校前应对雨量传感器进行全面的清洁，在进行清洁传感器时首先要将采集器内雨量传感的端子拔下，或将雨量传感器内红黑接线柱上的任意一根接线取下，用胶带缠好放在一边。用毛刷把翻斗内壁清洁干净，把汇集漏斗拆下清洗干净，并保证节流管与计数翻斗的排水孔畅通。

SL3-1型雨量传感器的工作原理

SL3-1型雨量传感器主要是由承水器、漏斗、上翻斗、汇集漏斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧管等组成。当有液态降水时，水通过承水器汇集进入漏斗，再流入上翻斗，上翻斗的作用是使降水强度近似稳定的大降水强度（6mm/min），然后进入计量翻斗计量，计量翻斗每翻动一次记录0.1mm的降水量。随后水由计量翻斗倒入计数翻斗，在计数翻斗的中间装有一块小磁钢，磁钢上部装有干簧管，计数翻斗每翻转一次，磁钢对干簧管进行一次扫描，使干簧管的接点因磁化而瞬间闭合一次，由于开关的闭合送出一个信号，代表0.1mm降水量。输出信号由红黑接线柱引出，接入采集器内相应的模块上。

SL3-1型雨量传感器的调试维护及故障排除

常见故障及处理方法

　　SL3-1型雨量传感器故障会导致区域自动气象站出现雨量异常偏大、偏少,或者出现雨量缺测等异常情况。雨量传感器的常见故障有:承水口漏斗堵塞,传感器承水口不水平,盛水器堵塞、翻斗不灵活或卡死、干簧管损坏等。

承水口漏斗被堵塞

　　在日常仪器巡视时,要留意雨量传感器的承水口漏斗处是否有杂物堵塞。安装在大树旁雨量传感器或喜庆节日自动站四周有人放大量烟花的时候,都要特别留意雨量传感器承水口漏斗处是否被落叶或烟花的残留物所堵塞。

传感器承水口不水平

　　天长日久, SL3-1型雨量传感器的固定脚可能有松能,或底座有水平变化,导致雨量传感器器口不水平,对雨量传感器维修后重新套上外罩后,亦会导致雨量传感器口不水平,所以在每一次巡视仪器和对雨量器的检修时,要带上水平尺,对雨量传感器口校正水平,否则雨量传感器器口不水平会造成雨量偏少。

　  盛水器堵塞、翻斗卡死

　  在雨季,连日降雨盛水器可能会长出青苔,所以巡视仪器要特别留意盛水器是否长有青苔,长有青苔的要彻底除去,否则青苔将堵塞盛水器造成雨量缺测。在检查维护中,打开雨量器的外套,将自动站设置到测试状态中,用量杯慢倒10 mm水到雨量传器,检查翻斗翻动是否灵活,翻斗是否有卡死现象。翻斗部件翻转过程如有阻滞感,应用清水清洗翻斗轴两端轴颈和宝石轴承的孔,特别是多风沙时,测站更应注意。如清洗不见效,可能是轴承付使用日久,宝石轴承磨损,或碎裂所致,可用大头针沿轴承内孔表面触划,如有阻滞感,就是宝石磨损,应更新轴承部件。如果翻斗轴损坏,则应更换翻斗轴。宝石轴承切勿加油,以免吸尘,因尘土(含有氧化铝、碳化矽成份)硬度很高,磨削力很强,犹如研磨剂,可使轴承付工作表面磨损,磨擦力矩增大,导致过早损坏。发现雨量传感器内有小虫、蜘蛛或蜘蛛网要及时清除。

　　干簧管损坏、计数翻斗磁铁失效

　　SL3-1型雨量传感器计数翻斗磁铁失效导致的雨量故障往往难以检修。笔者曾碰到过这样的雨量传感器故障现象:自动气象站雨量异常偏少。检修时,首先确认了是雨量传感器故障,经检查,承水口漏斗、盛水器、翻斗和接线均正常。造成雨量异常偏少有可能是干簧管故障导致。于是检查干簧管,用手翻动计数翻斗,听到干簧管接合的声音,自动站能正确地显示雨量值,干簧管性能是良好的。但量到10 mm水检查雨量传感器时却只记录有0.5 mm量值,经过详细分析、检查,故障是由于是计数翻斗磁铁磁力减弱所致,更换计数翻斗磁铁后自动气象站雨量异常偏少故障排除。由于计数翻斗磁铁磁力减弱,计数翻斗翻动快时,不能令干簧管接通短路,雨量不能被记录;计数翻斗翻动慢时,例如用手翻动,磁铁对干簧管作用时间相对较长,干簧管接通短路,就能记录雨量值,所以降了大雨自动站只记录几毫米雨量。干簧管损坏是常见的故障,它的故障会导致雨量传感器雨量缺测,雨量异常。干簧管故障的

　　判断方法:

　　(1)拆下雨量接线,用万用表的“二极管档”测量两个接线柱,翻动计数翻斗,正常时能听到短促的“哗”声,如果不响或响声不停,表示干簧管断路和短路,应更换。

　　(2)排除雨量传感器其它部件的故障后,更换好的干簧管看看雨量传感器是否正常,如正常,则原干簧管损坏。干簧管的更换,用板手拧松下翻斗螺母,用一字螺批逆时针拧松翻斗轴承,取下翻斗暴露干簧管,用电烙铁更换干簧管。

　　翻斗误差校正方法

雨量偏差超出±4%是由翻斗问题引起,可调下翻斗校正。校正方法,进入测试状态,用尖嘴钳拧松左右两边的锁紧螺母,同时调整两边的调整螺丝,反时针调整会使读数变小,反之变大,两翻斗同时调整1圈为6%。用量杯量倒10 mm的水,快倒水和慢倒水校正,使雨量传感器的误差在±4%之内。

大雨强合格，小雨强偏小

在SL3-1型雨量传感器的标校中发现倒入10mm的水，大雨强记录值为98，而小雨强的记录值却为87，我们首先对传感器的基点进行了调整，但测量出的结果还是和以前一样没有改变多少，我们认为可能不基点的问题。通过观察发现上翻斗中间隔板没有正对漏斗口，中间隔板没有对正漏斗，会导致左右翻斗翻转时流失的水量不相等，这种情况在降大雨强时测量结果还勉强可以合格，但在小雨强时测量结果却是明显偏小。为什么会出现这种情，原来在清洁完漏斗后没有将漏斗插到底所致。

大雨强偏大，而小雨强偏小

在标校过程中发现倒入10mm 水，大雨强测出的结果是105，小雨强测出的结果是94，针对这种情况我们认为不可能是传感器基点的问题，也不可能是干簧管的问题。在测量中我们发现上翻斗的翻倒速度比计量翻斗的翻倒速度要快，也就是说上翻斗的盛水量要比计量翻斗的盛水量要少。将上翻斗的2个定位螺钉均向外拧调整到与计量翻斗的盛水量基本一致。这时上翻斗的翻倒速度与计量翻斗的翻倒速度就基本一致了或是比计量翻斗的翻倒速度要慢，结果问题解决了。这是因为上翻斗和计量翻斗翻倒的次数比例不合适所引起。