一种新型融雪型雨雪量计的研制

阮士松

(成都同树科技发展有限公司，四川成都 6l0000)

l 引言

大气降水系指“从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水”。对于降雨量一般采用雨量计进行观测;对于降雪量，传统的方法是用雪深和融化后的水量表示。融雪型雨雪量计按融雪方式可分为不冻液式和电加热式;按融雪后采取的传感方式可分为翻斗式，浮子式或其它形式。作为一种既可观测降雨量又可观测降雪量的大气降水观测仪器，广泛适用于我国北方诸省和南方高寒地区。2005年前后，在国内仪器仪表市场上，融雪型雨雪量计几乎为国外进口仪器充斥，国内产品可谓鳳毛麟角。

2 研发主要过程

2006年3月应中科院兰州分院寒旱所云南丽江玉龙雪山冰川研究课题的需要，我们开始涉足融雪型雨雪量计的研发，同年5月，样机安装在玉龙雪山冰川(海拔约4 200 m)，并投入使用(见图l，2)。

图l

图2

2007年6月针对融雪型雨雪量计样机在玉龙雪山和青藏铁路青海运行中暴露和发现的问题，及时进行改进，2007年l0月申请并获得国家专利“融雪型双舱雨雪量计”，专利号:20072008l359.l。

从此，被命名为CR2-R的融雪型双舱雨雪量计，打破了国外同类仪器在国内市场上的垄断局面，同时也跨入快速发展的阶段。2008年l l月～2009年4月，在中科院四川贡嗄山高山生态站(海拔3 l00 m)对CR2-R的融雪型双舱雨雪量计改进型，进行了为期半年的越冬实验，着重对加热性能、温控器的可靠性、数采器锂电池及应用材料等十几项指标进行测试，取得了宝贵的第一手资料，为进一步优化和改进产品质量提供了坚实的依据(见图3)。

3 主要性能指标及特点

CR2-R融雪型雨雪量计作为自主创新，拥有自主知识产权的产品，从一开始就参照当时的国家标准，即国标GB/T l l832-2002《翻斗式雨量计》、水利部行业标准SL/T l07-95《融雪型雨雪量计》以及中国气象局2005年颁布的《生态气象观测规范》

图3

(试行)。进行研发，当《融雪型雨雪量计》最新标准，GB/T 2l978.6―2008出台后，CR2-R融雪型雨雪量计的性能指标均按其要求达标。

主要性能指标:

工作环境温度:-40℃ ～+60℃;工作环境湿度:≤98%RH。

融雪方式:电加热，采用磁敏温控开关，自动控制加热。

动作温度4℃ ±2℃。融雪工作电压:36 V;融雪加热功率:≤40W。雨雪计量方式:采用翻斗式，单翻斗翻转计量。承水口內径:φ200 mm;符合 GB/T 2l978.6-2008融雪型雨雪量计国家标准

分辨力:0.2 mm。降雨强度:≤4 mm·min-l;降雪强度:≤5 mm·h-l(雪水当量)

计量误差:符合 GB/T 2l978.6-2008融雪型雨雪量计国家标准

CR2-R融雪型雨雪量计与国内外同类产品相比有以下几个主要特点。

3. l 结构特性

采用双舱结构，如图4所示。

采用该结构后，有效地克服了“上边融雪、下边结冰”的现象，确保了融雪型雨雪量计在运行工作期间，各个环节，即融雪过程，翻斗翻转计量过程，尾水排泄过程的通畅。

3. 2 保温特性

除CR2-R融雪型雨雪量计本身带有保温层外，还为用户增配了自主创新的防寒罩，(国家专利:200820l40679.4)。室内冰框的对比实验表明，带防寒罩的融雪型雨雪量计比不带防寒罩的融雪型雨雪量计具有明显的保温优势。

3.3 安全性

CR2-R融雪型雨雪量计在室外融雪电压为36 V，并具有良好的绝缘性能，保证操作人员和老乡的人身安全。

图4

3.4 加热方式

采取多处分散加热，低温融雪;而非集中于一处加热融雪。

4 市场应用

2009年下半年，北方诸省先后进行“中央和省减排专项酸沉降监测能力建设项目”的招标工作。CR2-R融雪型雨雪量计作为酸沉降监测的配套仪器参与了在黑龙江、河南、青海、宁夏、吉林、大连等省、区、市的投标，而且相继中标。

如今在上述各省的几十个大、中城市的环保监测站，以及国内一些科研单位、大专院校的生态监测定位站都有CR2-R融雪型雨雪量计在岗服役。CR2-R融雪型雨雪量计在国内市场占有率的不断提升，表明CR2-R融雪型雨雪量计得到市场的认可。

5 结束语

过去的5年，CR2-R融雪型雨雪量计从样机发展为拥有自主知识产权的创新产品，打破了国外同类仪器在国内市场上的垄断地位。在今后的“十二五”期间，我们要继续瞄准国外先进技术，洋为中用，全面提高产品性能和质量，为我国的环保监测事业提供更好更多的拥有自主知识产权的新产品。在本文结束之际，特向在CR2-R融雪型雨雪量计研制过程给予我们无私帮助的西南交大的周曙光老师和中科院贡嗄山高山生态站表示衷心的感谢。