摘要：介紹了JDZ05—1型翻斗式雨量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理;并做出了一系列的雨量遙測系統(tǒng)故障維護(hù)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(yīng)用效果是良好的。

關(guān)鍵詞：雨量遙測系統(tǒng);運行維護(hù);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(xiàn)標(biāo)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(shè)及水文測驗技術(shù)的快速發(fā)展，水文自動化已廣泛應(yīng)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(hù)檢修已成為基層水文站工作人員的日常工作內(nèi)容。如何進(jìn)行儀器運行維護(hù)及儀器故障問題有效處理，結(jié)合近年來的工作實踐，在此對雨量遙測系統(tǒng)運行維護(hù)及常見問題進(jìn)行了分析。

一、翻斗式雨量傳感器的結(jié)構(gòu)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(jī)械雙穩(wěn)態(tài)秤重機(jī)構(gòu)，計量組件的主要作用是對降雨量進(jìn)行計量。計量過程為：承雨口承接的雨量經(jīng)漏嘴匯集到漏斗內(nèi)，再通過滴嘴滴落到處于上斗的翻斗里。當(dāng)翻斗內(nèi)的水量達(dá)到15.7g(或m1)時，翻斗翻轉(zhuǎn)一次，在翻斗翻轉(zhuǎn)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(guān)閉合，電路瞬間導(dǎo)通，完成將一個單元降雨量(0.5mm)的轉(zhuǎn)換和信號輸出工作。同時，原先翻斗部件的下斗則上升，轉(zhuǎn)換為上斗。重復(fù)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(hù)。

承雨器組件由承雨器及不繡鋼筒身和底座組成，是固定結(jié)構(gòu)的鋼部件除人為損壞和物理損壞外一般不會出問題，關(guān)鍵在計量組件的翻斗結(jié)構(gòu)部分容易出現(xiàn)故障。

1、 當(dāng)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(jīng)驗判斷有以下三種原因引起。

1)翻斗部件被卡死。當(dāng)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(diào)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(fù)。

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(jīng)過滴水實驗，可以觀察到翻斗水量接近翻斗口后才會翻轉(zhuǎn)，這種故障需要細(xì)心觀察才可以發(fā)現(xiàn)，需特別注意。出現(xiàn)上述故障后應(yīng)仔細(xì)觀察，并通過滴水試驗判斷故障點，如果能夠判斷故障點應(yīng)盡量小心調(diào)整翻斗平衡部件，否則應(yīng)更換雨量計。

1.2出現(xiàn)多記情況時，根據(jù)多年經(jīng)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(jīng)超過使用范圍，應(yīng)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(yīng)該是記錄儀出現(xiàn)了問題，導(dǎo)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(fù)載能力不夠，記錄儀雨量數(shù)據(jù)接口被損壞導(dǎo)致濾波能力下降等，應(yīng)該分別判斷后解決。

2、雨量遙測系統(tǒng)的維護(hù)

2.1儀器在使用過程中，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況定期對翻斗雨量計進(jìn)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(yīng)經(jīng)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(yīng)注意固緊，以免儀器工作失常。調(diào)整翻斗部件傾角(計量水量)的微調(diào)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(zhuǎn)動，如果不轉(zhuǎn)則表明干簧管已壞，應(yīng)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(jī)，應(yīng)安全鋪設(shè)，應(yīng)定期檢查插座是否密封防水，電纜固定是否牢靠。經(jīng)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(jié)構(gòu)性能、工作原理必須了解外,正確的操作使用、維護(hù)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(jìn)水漏斗,最終進(jìn)入漏斗。在翻斗未翻轉(zhuǎn)之前,翻斗內(nèi)的降水、進(jìn)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(zhuǎn)之后翻斗內(nèi)的降水雖然參加了計量, 但進(jìn)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(zhuǎn)到降水停止這段時間內(nèi),殘留在翻斗內(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)的前半部分,即翻斗從開始翻轉(zhuǎn)到翻斗中間隔板越過中心線的時間內(nèi),進(jìn)水漏斗仍然向翻斗內(nèi)注水,如果降雨強(qiáng)度越大,進(jìn)入的水量也越大,降雨強(qiáng)度越小,注入水量也越少,就會產(chǎn)生隨著降雨強(qiáng)度不同而不同的計量問題。

2.2根據(jù)雨強(qiáng)精度關(guān)系定義:當(dāng)雨強(qiáng)較大時,翻斗翻轉(zhuǎn)的瞬間注入水量較多,導(dǎo)致儀器自身排水量大于儀器記錄值,測量精度偏負(fù)。反時雨強(qiáng)很小時,翻斗翻轉(zhuǎn)瞬間幾乎無降水注入,導(dǎo)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(dāng)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(yīng)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(hù)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(jié)語。

JDZ05—1型翻斗式雨量傳感器彌補(bǔ)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(yù)報。遙測值是雨量傳感器計量結(jié)果經(jīng)過處理后的結(jié)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(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時分析， 減少誤差，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中華人民共和國水利部.SL21-2006降水量觀測規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社.

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