关键词:称重式降水传感器；故障；诊断；排除
随着技术的进步，称重式降水传感器在各地气象台站获得了广泛应用，其能够进行全自动、全天候的测量工作，使工作人员的工作量大大减少，而无论是观测质量还是观测效率却获得了大幅度提高。由于一些其他因素的影响，称重式降水传感器在日常运行中会出现一些故障，影响了测量工作的进行。因此需要对其进行分析并排除。
1.称重式降水传感器工作原理分析
称重式降水传感器对降水量的测量主要是对质量变化进行快速的响应实现的。一般来说，称重测量可分为两种不同的技术，第一种就是基于电阻应变的技术，这种技术的原理是在外力的作用下，敏感梁会发生弹性变形情况，由此导致其表面粘贴的电阻应变片也出现变形现象，此时会引起电阻应变片的阻值出现改变，这种电阻的改变再通过与之相关的测量电路进行转换，使之成为电信信号，以此使得降水的质量得以测量。第二种技术是振弦技术[1]。在这种技术中，其弹性部件以弦丝为主，弦丝振动的频率和其受到的拉力固定的对应关系，将这种对应关系作为依据，再借助测量电路实现对降水质量的测量。就目前情况来看，基于电阻应变技术使用的较为广泛，其组成部分一般包括荷载元件、底座组件和处理单元，此外还包括内筒、外壳和承水口等等。
2.故障诊断与排除方法
2.1没有降水却出现有雨量记录
有时候称重式降水传感器在没有实际降水的情况下却出现了有雨量的记录。造成这种现象的原因可能有以下几个：第一，由于大雾或露水、虫类等触动称重式降水传感器的敏感梁或弦丝而导致出现降雨量的记录；第二，由于人工对仪器进行调试过程中触发传感器工作；第三，大风吹力造成的，第四，自动站发生故障引起的。以上这些因素都有可能造成称重式传感器无降水而有雨量记录。如果实际工作中出现这种问题，首先应该将误差时间段内的降雨量几率进行及时删除，并将其记录在值班日志中，此时要对与翻斗式雨量传感器之间的比较予以重视。
2.2有一定的降雨量却没有雨量记录
在实际工作中，有一定的降雨量却没有雨量记录也是称重式传感器的一种常见故障，造成这种问题原因有，第一，相关线路出现松动导致传感器停止工作；第二，传感器本身有一定的缺陷，对于微量降雨其灵敏度难以进行有效的识别。出现这种问题时首先应当对称重式降水传感器线路进行检查，看是否连接正常。如果是降雨量过小而达不到传感器的识别条件，则是由于传感器本身的缺陷导致，此种现象不予以计较。如果降雨在0~0.5mm之间，且温度超过0℃没有出现结冰现象，应当采用翻斗式降水传感器；如果温度不超过0℃且已经出现结冰，应当及时铲除桶内的冰体，如果难以铲除则要记录详细情况，也可以通过对内筒进行称重，从而获得降水量数据[2]。
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2.3出现无规律和有规律的降水数值
对于称重式降水传感器来说，其接地电阻一般不超过4Ω，此时基座的接地线需要按照就近原则在观测场地网进行接入。但是如果接地电阻超过4Ω时，而且接地线没有进行连接好或者连接的地方发生脱节松动的情况，此时采集器就极有可能会出现无规律的降水数值。若出现这种情况，工作人员应当对接地电阻进行测量，看是否处于正常范围，或者查看接地线是否连接好，如果没有则将其接入观测场地网，通过这样处理，故障便能排除，称重式降水传感器可正常工作。如果在对称重式传感器进行使用时，发现采集器出现有规律性降水数值的情况，比如说，分钟降水量显示为一连串的9.9mm。出现问题，应当立即和生产厂家取得联系，并拆开称重单元的外壳，然后拆除通道板上的V14H和V15元器件，通过这些手段便能够使这类故障得到解决[3]。
3.称重式降水传感器的维护
称重式降水传感器在使用过程中，由于各种影响因素容易其出现一些故障，影响称重式降水传感器的正常工作。因此，必须做好各种维护工作，加强日常维护，及早发现故障问题，并及时解决问题，从而最大限度的保障称重式降水传感器的正常工作。
3.1维护注意事项
对称重式降水传感器进行维护时，首先应当将其电源断开，并将其数据线拔下来。完成维护后，应当将数据线和电源线都完好接上。如果内筒中有较多的杂物或者液体之类的东西，必须进行清空处理，再涂上蒸发抑制油与防冻液。如果发现蒸发抑制油或者防冻液不足，应当及时进行添加，使其达到相应的量。在每年的春季，由于雷雨天气较多，因此需要做好称重式降水传感器的防雷安全检查工作。
3.2日常维护工作
每日的值班工作人员必须严格依据《地面气象观测规范》，对场地、设备、电源供电等进行巡视检查。第一，每天定时对仪器进行清洁工作，及时清除口沿外的各种杂物，如沙尘、积雪等。若积雪将盛水口沿完全覆盖了，则把积雪清除掉。第二，每天对供电状况和内筒内液面的高度进行检查。第三，每个星期对承水口的高度进行检查。第三，如果连续降雨，容易导致降水量过大，进而超出称重式降水传感器的量程范围，因此遇到这种情况必须及时进行排水处理，降雨过程结束后要要立即做好检查工作，避免溢出情况发生。第四，每个月都要定期对防雷接地情况进行检查。第五，对降水量数据的准确性进行判断分析，若出现疑问，则需要现场进行测试。第六，判断未来天气不会出现降水但会出现沙尘天气时，则需要立即盖住桶口，待沙尘天气过后将盖拿掉。
4.结语
作为一种专用的降水测量仪器，称重式降水传感器具有较高的可靠性，其涉及多种技术，其中包括信号处理、降水量、电气工程等，具有全天候、全自动的特点，不但能够实现多种形态降水总量的测量，还可以测量降水强度。文章分析了称重式降水传感器的一些常见故障，同时提出了这些故障的排除方法，并建议加强称重式降水传感器的日常维护工作，以确保其良好的日常运行状态。
论文作者:廖宇1 , 佘录青2
论文发表刊物:《科技中国》2018年2期
论文发表时间:2018/7/18
标签：称重论文; 传感器论文; 工作论文; 测量论文; 电阻论文; 雨量论文; 降雨量论文; 《科技中国》2018年2期论文;