（1乐亭县气象局，河北乐亭 063600；
2邯郸市涉县气象局，河北涉县 056400）
摘要：为更好的实现业务操作自动化，气象台站逐步推行AG2.0型蒸发传感器的广泛运用。本文主要依据河北省乐亭国家基本气象站AG2.0型蒸发传感器使用的具体情况，首先概况了AG2.0型蒸发传感器工作原理，接着阐述了AG2.0型蒸发传感器的安装以及维护要点，最后对常见的几类故障问题进行分析，并给出了处理方法，以供同行参考。
关键词：AG2.0型；蒸发传感器；工作原理；安装维护；故障处理
引言
近年来，随着新型自动气象站在我国各区域广泛普及，一些先进的传感仪器也开始不断投入到地面气象测报业务中。为更好提升乐亭县蒸发量观测数据的质量，推动气象现代化建设，乐亭国家基本气象站适时采用了AG2.0型蒸发传感器。AG2.0型蒸发传感器属于一种新型仪器，能够有效提高蒸发量观测自动化程度，降低测报人员的工作量，同时还在很大程度上增强了蒸发量观测数据资料的连续性、完整性以及准确性。本文主要总结概况了AG2.0型蒸发传感器工作原理及安装维护方法，并对其运用中出现的一些故障进行分析处理，确保仪器运行稳定性，尽可能降低故障发生几率，进一步提升蒸发量数据观测精准性，为台站应用给予重要指导依据。
1 AG2.0型蒸发传感器工作原理
AG2.0型超声波蒸发传感器主要由超声波蒸发器、测量筒、蒸发桶、小百叶箱、支架以及其他附件构成。该仪器主要用来对水位以及蒸发量进行观测，能够在室内以及野外进行观测。AG2.0型蒸发传感器采取超声波测距原理进行观测（图1），工作原理是借助于超声波发射器以及接收器来实现的。超声波发射器朝着某一方向发射超声波，在发射的同时进行计时，超声波在空气进行传播时遇到障碍物便会及时发回，超声波接收器接收到了发射波以后计时也随之停止。假设超声波在空气内的传播速度是V,结合计时器所记录到的测出发射与接收回波的时间差是△t,如此可对发射点障碍物的距离S进行计算，也就是S=V*△t/2。此外，由于声速对于温度的影响比较敏感，所以还应配置PT-100温度传感器校正部分，以保证在使用温度范围内的测量精度。AG2.0型超声波蒸发传感器输出信号类型：电流信号4-20mA，对应蒸发水位时100-0mm。高水位刻度(水位100mm)输出：4mA低水位刻度（水位0mm）输出：20mA。
图1 超声波测距原理示意图
2 AG2.0型蒸发传感器的安装
在AG2.0型蒸发传感器安装开始前，先按照传感器现场安装示意图纸对场地基础布局进行检查，查看各安装部件基础尺寸要求是否符合施工标准，对于不合格的地方应适当调整，等到符合施工要求后开始安装，安装步骤具体如下述几个步骤。
（1）在蒸发桶内侧壁，人工观测的正下方，距蒸发皿上边缘40cm位置，采取开孔器扩一个Φ50的孔（开孔钻头附在设备包装内）。
（2）安装水管连接器，安装时应该套好密封胶圈，之后缠绕适量生料带，拧紧以后在螺纹位置涂抹一些硅橡胶，确保密封严格。
（3）将蒸发传感器下部不锈钢区域和百叶箱进行固定，采取水平管依据安装示意图对百叶箱和蒸发皿的相对高度进行相应调整，注意蒸发皿的溢流孔高度应低于超声波传感器最高测量线约2mm，在将高度调整好之后，需要调平蒸发传感器且进行固定。
（4）将铝塑管截取适当长度，确保其两端分别连接至蒸发皿以及超声波传感器不锈钢筒底端，之后从管的中间截断，把快开阀门串联密封接好。
（5）将溢流筒和蒸发皿通过软管进行连接，注意连接软管以及溢流筒的安装高度都应低于蒸发皿溢流口。
（6）全套设备装设好之后应进行加水测试，观察各个接头密封是否严格，测试数据是否准确。
此外，在安装过程之后，还应注意相关事项：第一，百叶箱水泥基础一般与地面平或者略高不要超过4cm；第二，高水位刻度线要比溢流孔下边缘高5mm；第三，铝塑管连接需应该有一定的倾斜，避免起泡积聚于管内。
3 AG2.0型蒸发传感器的维护
（1）应该注意保证蒸发器内水的洁净性，要求水面没有漂浮物、无青苔，无小虫，水色没有明显改变；
（2）通常每月对水进行一次更换，换水的的时候需要对蒸发桶、连通管以及测量桶进行清洗，换入水温需和原有水温保持接近；换水过程应在1h内完成，防止跨小时换水，导致蒸发缺测，影响蒸发量观测数据的质量。
（3）冬季结冰期停止观测，取下传感器，检查清洁且合理保管，并且应该抽干蒸发桶和管道内的水，避免结冰涨破管道。
（4）应定期对蒸发桶以及管道进行检查，观察是否存在渗漏的情况，如有需要及时处理；（5）在平时，值班人员应注意仪器蒸发水位，应确保水位处在传感器刻度线的中间，防止因水位超过测量范围，而致使观测数据不正确；水位太低，小于20mm建议加水；水位太高，且预报近期会发生大的降水过程，建议舀水；加水以及舀水操作均应使用维护命令。
4 AG2.0型蒸发传感器常见故障排除
4.1蒸发桶换水清洁之后观测数据异常
在对传感器蒸发桶进行换水清洁之后的几小时内，小时蒸发量数据明显偏小。那么这个时候需要及时对蒸发桶和超声波测量桶相连接的铝塑管进行认真检查，观察是否有异物堵塞，或查看铝塑管内是否存在气泡。观察有无堵塞的方式可以采取1根穿线钢丝，由测量筒穿入到蒸发桶，将气泡排除，保持畅通就可使蒸发测量恢复正常。
4.2强降雨之后蒸发数据异常
在强降雨天气发生之后小时蒸发量偏大，发现处于0.6mm-0.8mm，结合实际天气情况可以判断为蒸发异常；造成此类情况的原因可能是雨量筒与蒸发桶的承水面积存在很大的差异（面积比大约是1：10），同时装设在观测场的不同点，强降雨发生时它们各自承接的雨量存在较大的偏差，进而导致计算得到的蒸发量明显偏大。事实上，降水时空空气的湿度往往处于90-100%之间，蒸发量较小，依据《河北省地面气象观测业务技术规定》，因降水（蒸发桶溢流等）或维护导致小时蒸发量异常，则按0处理。
4.3供电异常造成的蒸发故障
在传感器运行中，有时候连续几个小时连续为0mm,而当时也无降水等相关天气出现，那么依据实际天气判定观测数据有误。在对蒸发桶和连通管道进行清洗之后再次加水，但是小时蒸发仍为0mm。凭借ISOS软件对蒸发水位进行查询也无显著变化；将蒸发测量筒的接线盒拆开，采取万用表直流档对各个接线的直流电压进行测量，发现直流供电存在故障问题，在对电缆进行更换之后蒸发恢复正常状态。
5 结语
总之，AG2.0型蒸发传感器的投入使用不仅大幅度提升了观测工作效率以及蒸发数据连续性，而且为天气预报以及农业气象服务等相关气象业务的开展提供更多精准的气象数据指导。但是，由于各类因素的影响，AG2.0型蒸发传感器也会发生异常问题。所以，工作人员应该熟练掌握AG2.0型蒸发传感器工作原理以及安装维护技巧，确保AG2.0型蒸发传感器能够始终处于稳定运行状态，尽可能地降低故障的发生几率，进一步提升AG2.0型蒸发传感器观测质量。
参考文献
[1]王淑，张振顺. AG2.0型蒸发器的基本原理和故障排查[J].地球，2016（8）.
[2]张俊茹.许东哲，邢丽元,等. AG2.0型蒸发传感器常见故障分析及维护方法[J].农业气象，2016(8).
[3]冀气测函〔2017〕88号文.《河北省地面气象观测业务技术规定》[J].河北省气象局观测与网络处，2017.11.16.
第一作者简介：张洁新（1974-），女，汉族，河北省唐山市乐亭县人，本科学历，副研级高级工程师，从事综合气象观测工作。
论文作者:张洁新1,张红军1,张艳丽2
论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期
论文发表时间:2018/7/23
标签：传感器论文; 蒸发量论文; 水位论文; 超声波论文; 蒸发皿论文; 乐亭论文; 气象论文; 《科技新时代》2018年5期论文;