雨量遙測系統(tǒng)運行維護及常見問題分析
摘要：介紹了JDZ05—1型翻斗式雨量傳感器的結構和工作原理;并做出了一系列的雨量遙測系統(tǒng)故障維護與問題的分析。通過實踐與分析得出JDZ05—1型翻斗式雨量傳感器的實際應用效果是良好的。
關鍵詞：雨量遙測系統(tǒng);運行維護;問題分析
Abstract: This paper introduces the JDZ05- 1 type tipping bucket rainfall sensor structure and working principle; and made a series of rainfall telemetry system fault maintenance and problem analysis. Through the practice and analysis of the JDZ05- 1 type tipping bucket rainfall sensor application effect is good.
Key words: rainfall telemetry system; operation and maintenance; problem analysis
中圖分類號：P641.71文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)06-0020-02
目前，隨著水文現(xiàn)代化建設及水文測驗技術的快速發(fā)展，水文自動化已廣泛應用到水文測報工作中。翻斗式雨量計作為水文自動測報系統(tǒng)中的雨量數(shù)據(jù)傳感器已廣泛使用，因此其維護檢修已成為基層水文站工作人員的日常工作內容。如何進行儀器運行維護及儀器故障問題有效處理，結合近年來的工作實踐，在此對雨量遙測系統(tǒng)運行維護及常見問題進行了分析。
一、翻斗式雨量傳感器的結構及工作原理。
翻斗式雨量傳感器由承雨器組件和計量組件兩大部分組成。承雨器組件由承雨器及不繡鋼筒身和底座組成，承雨器組件為采集、承接降雨之用;計量組件是一個翻斗式機械雙穩(wěn)態(tài)秤重機構，計量組件的主要作用是對降雨量進行計量。計量過程為：承雨口承接的雨量經漏嘴匯集到漏斗內，再通過滴嘴滴落到處于上斗的翻斗里。當翻斗內的水量達到15.7g(或m1)時，翻斗翻轉一次，在翻斗翻轉過程中，磁鋼接近干簧管，其磁場激勵干簧管中的簧片，兩簧片分別被磁化為N、S極，異性相吸，開關閉合，電路瞬間導通，完成將一個單元降雨量(0.5mm)的轉換和信號輸出工作。同時，原先翻斗部件的下斗則上升，轉換為上斗。重復上述動作，可不間斷地循環(huán)計量降雨量。
二、雨量遙測系統(tǒng)出現(xiàn)的故障與維護。
承雨器組件由承雨器及不繡鋼筒身和底座組成，是固定結構的鋼部件除人為損壞和物理損壞外一般不會出問題，關鍵在計量組件的翻斗結構部分容易出現(xiàn)故障。
1、 當出現(xiàn)雨量計故障(多記或少記)時，多記一般是由記錄儀故障造成的，少記多為雨量計的故障。
1.1出現(xiàn)少記情況時，根據(jù)多年經驗判斷有以下三種原因引起。
1)翻斗部件被卡死。當翻斗被卡死后，無論出現(xiàn)多大雨量，儀器均沒有記錄;這種情況一般通過調整承雨杯后即可。
2)干簧管損壞。會出現(xiàn)偶爾少記或直接不記數(shù)的情況;更換干簧管后即恢復。
3)翻斗部件不平衡，有半邊漏水的現(xiàn)象，這種故障一般單次記錄明顯偏少，經過滴水實驗，可以觀察到翻斗水量接近翻斗口后才會翻轉，這種故障需要細心觀察才可以發(fā)現(xiàn)，需特別注意。出現(xiàn)上述故障后應仔細觀察，并通過滴水試驗判斷故障點，如果能夠判斷故障點應盡量小心調整翻斗平衡部件，否則應更換雨量計。
1.2出現(xiàn)多記情況時，根據(jù)多年經驗判斷有以下幾種原因引起。
1)出現(xiàn)多記情況時，雨量數(shù)據(jù)出現(xiàn)系統(tǒng)偏大(小)，比如多月比較出現(xiàn)一個比較固定的比例，一般為雨量計問題已經超過使用范圍，應該檢查雨量計，同時檢查人工雨量計。
2)出現(xiàn)無規(guī)律多記情況時，應該是記錄儀出現(xiàn)了問題，導致故障的原因有：記錄儀雨量數(shù)據(jù)線過長，記錄儀雨量數(shù)據(jù)線沒有屏蔽或者架空，記錄儀負載能力不夠，記錄儀雨量數(shù)據(jù)接口被損壞導致濾波能力下降等，應該分別判斷后解決。
2、雨量遙測系統(tǒng)的維護
2.1儀器在使用過程中，需根據(jù)當?shù)貙嶋H情況定期對翻斗雨量計進行清洗。清洗前拔下雨量計信號插頭，清洗完畢后，插上信號線插頭，翻動翻斗， 觀察儀器計數(shù)是否正常，信號是否正常傳送至記錄儀。每次清洗后一定要作好記錄，以便整編時能清除測試數(shù)據(jù)。
2.2應經常檢查翻斗部件軸向工作游隙，太大或太小都將影響翻斗部件的正常工作，兩個固定螺釘應注意固緊，以免儀器工作失常。調整翻斗部件傾角(計量水量)的微調螺釘，切勿隨意擰動，同時也密切注意勿使其松動。
2.3定期檢查干簧管是否正常。將萬用表選用電阻檔，將兩個測試棒接到雨量計上的兩個接線端，輕輕翻動翻斗，觀察指針萬用表是否發(fā)生轉動，如果不轉則表明干簧管已壞，應更換。
2.4定期檢查雨量計的筒身部分是否發(fā)生變形和損壞，過濾網(wǎng)是否有堵塞現(xiàn)象，有則清除與更換，保證儀器出水暢通。
2.5 翻斗式雨量計的兩根信號線接入遙測終端機，應安全鋪設，應定期檢查插座是否密封防水，電纜固定是否牢靠。經常定期檢查電源的供電狀況，及時更換電量不足的蓄電池，保證電源正常，有利于數(shù)據(jù)記錄，保證資料的完整性。
三、雨量遙測系統(tǒng)中翻斗計量的問題分析。
在我們實際使用過程中,除了對其結構性能、工作原理必須了解外,正確的操作使用、維護等方面也很重要,還要保證翻斗式雨量傳感器的測量精度。造成測量問題因素是多方面的,僅從它的工作原理分析容易造成測量問題的幾個原因。
1.儀器的最大起始問題。
儀器安裝在野外在初始于干燥情況下,若降水開始,先從儀器器口匯集,通過管道,進水漏斗,最終進入漏斗。在翻斗未翻轉之前,翻斗內的降水、進水漏斗、管道、儀器集水面等處殘留水珠,都無法在儀器中得到計量。翻斗翻轉之后翻斗內的降水雖然參加了計量, 但進水漏斗、管道、儀器集水面等處殘留水珠仍然無法得到反映, 翻斗最后一次反轉到降水停止這段時間內,殘留在翻斗內的水量也無法得到反映,造成儀器系統(tǒng)偏差。即測量值總是小于真值。
2.儀器的翻斗計量問題
2.1翻斗在翻轉過程中,雖然時間是極其短促的,但總需要一定的時間。在翻轉的前半部分,即翻斗從開始翻轉到翻斗中間隔板越過中心線的時間內,進水漏斗仍然向翻斗內注水,如果降雨強度越大,進入的水量也越大,降雨強度越小,注入水量也越少,就會產生隨著降雨強度不同而不同的計量問題。
2.2根據(jù)雨強精度關系定義:當雨強較大時,翻斗翻轉的瞬間注入水量較多,導致儀器自身排水量大于儀器記錄值,測量精度偏負。反時雨強很小時,翻斗翻轉瞬間幾乎無降水注入,導致儀器記錄值大于儀器自身排水量,測量精度偏正。一般情況下翻斗感量誤差可通過總量校正來自行修正。
3.儀器的器口尺寸問題
器口尺寸在雨量計中比較重要,器口直接控制了儀器承受雨量的面積,同樣是決定儀器精度的因素之一。因承受雨量的面積與理論上的面積存在著差異。一般故意地使儀器器口尺寸偏大(不易小),是為了抵銷儀器的濕潤問題,從而使儀器整體測量精度獲得提高。所以我們再使用當中注意呈雨口變形,以免人為造成不必要問題。
4.儀器的記錄問題
與其相對應的記錄儀器一般固態(tài)存儲器,它的性能比較穩(wěn)定可靠,注意的是安裝操作正確。注意使用環(huán)境條件等,一般而言,記錄問題大大小于傳感器測量的問題。因此維護和使用好傳感器、記錄儀器是我們提高測量精度的前提。
四、結語。
JDZ05—1型翻斗式雨量傳感器彌補了自記雨量器的缺陷，解決了降雨量的傳輸問題，方便了洪水分析預報。遙測值是雨量傳感器計量結果經過處理后的結果，涉及很多環(huán)節(jié)。其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，都可能引起遙測值的異常。平時做好遙測系統(tǒng)檢查與維護，發(fā)現(xiàn)問題及時分析， 減少誤差，提高數(shù)據(jù)質量。
參考文獻：
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