DSC3型称重式降水传感器常见故障及其处理方法

陈思炼

摘 要 DSC3型称重式降水传感器是实现降水自动化观测的智能传感器，全面解决了人工观测存在的时效性差、时空密度不足，不能全面连续反映降水过程的变化等弊端，减轻了观测人员的工作量，并为降水天气提供高质量的观测资料。针对DSC3型称重式降水传感器在实际应用中常见的故障进行剖析，提出合适的处理方法。

关键词 DSC3型称重式降水传感器；故障；处理方法

中图分类号：P414.9 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）30--02

DSC3型称重式降水传感器采用新的技术算法，满足固液态降水自动化观测，测量的精确度比翻斗式雨量传感器高，全面提升了地面气象观测的自动化水平，更加准确地观测天气和气候要素，大大提高了观测质量和观测效率，为专业部门和公众提供更多有价值的气象信息和观测产品[1]。DSC3型称重式降水传感器以输出脉冲信号形式无缝挂接在现有自动气象站上；同时，输出RS232/485数字信号，可以同其他数字和总线系统及终端组网使用。称重式降水传感器承担降水量观测任务的自动化气象观测，减轻了观测人员的工作量，具有较高的运行可靠性，为降水过程中降水量预报和服务提供高质量的观测资料[2]。

1 DSC3型称重式降水传感器的工作原理

DSC3型称重式降水观测仪是由载荷元件、数据处理单元和外围组件组成，既可以输出脉冲信号接入现有自动气象站，也可以作为智能传感器挂接在其他采集系统上。温度传感器和载荷元件的托盘位于收集容器的下方，红外光学降水发生探测器（OPD）置于承水口上，通过信号电缆与数据处理单元的对应接口相连。

称重单元是该降水传感器的重要组成部分，主要由载荷元件和信号变换电路组成，载荷元件是称重单元的核心。载荷元件基于电阻应变技术，阻值受外力作用发生变化，测量电路把电阻变化转换为电信号，从而得到降水质量。称重单元通过温度补偿、数字滤波等技术达到全量程范围内的降水准确测量。

数据处理单元将载荷元件测得的收集容器内降水质量的电信号数值传送到运算器内，经过计算转化为以“mm”为单位的降水。处理单元有数据存储的功能，存储的数据量不少于30 d。DSC3型称重式降水传感器的核心是一种基于电阻应变技术载荷元件，通过对质量变化的快速响应测量和计算出降水量。OPD与DSC3型称重式降水传感器接口相连，OPD被支架架在收集容器的上端，与收集容器桶口保持合理的无接触，通过探测红外线光束的颗粒，进行智能识别与判断是否有降水发生。如果出现降水，DSC3型称重式降水传感器测量的质量通过脉冲或RS232/485方式输出降水量。

2 DSC3型称重式降水传感器常见故障及处理

2.1 出现无规律的降水数值

称重式降水传感器的接地电阻值应不大于4 Ω，基座的接地线应当就近接入观测场地网。如果接地电阻值大于4 Ω時，接地线未连接或者连接松动，采集器就会显示无规律的降水数值。出现这种情况，观测员及时测量接地电阻值，或者接地线接入观测场地网，即可使数据恢复正常。

2.2 称重降水传感器无反应

当称重降水传感器指标的最大测量误差不大于10 mm时，±0.3 mm；大于10 mm时，±3%，实际测量过程降水强度小并且持续时间比较长时，采信器可能会无降水数值或者降水数值滞后。称重降水传感器测量降水质量在这过程中要对小变化的质量进行处理，否则会导致数据误报。在降水强度正常情况下降水传感器无反应，需要检查端口连接是否错误或者是否松动。查看称重降水传感器工作状态并重新启动。

2.3 降水量偏小、记录滞后

在称重式降水传感器投入使用的过程中，和人工雨量筒观测值比较，存在测量的降水量偏小，反应不灵敏，降水记录滞后的现象，经检查，多是由于地线接触不良引起的。因此，要定期对仪器设备的电路接地线进行检查。

2.4 降水量和人工测量的精度误差较大

观测的降水量应和人工或其他降水观测仪器测得的降水量进行精度对比，若误差大于4%时，需对仪器进行检查调试。查看供电是否正常，确保电压9～15 V；检查设备脉冲口是否输出正常，若脉冲口有问题，也听不到“啪、啪、啪”的声音，需更换电路板；内筒液体已满，降水溢出使测得质量不变；载荷元件受冲击损坏所测得降水量总是“0”，也需更换新的。

2.5 数据失真

观测数据失真时，检查内筒内液面高度，及时排掉内筒内液累积深度达到最大测量范围的水，为防止传感器跳变，排水之前先断开电源和数据线。

对承水口水平、高度情况定期进行检查维护。将仪器自带水平尺轻轻放在传感器承水口上，按八方位方向依次旋转进行水平检查，若不够水平可调试基座底部螺栓。检查承水口高度时将卷尺拉开，垂直距地，一端贴紧地面，一端拉至放在承水口的水平尺下沿，读取卷尺从地面到水平尺下沿的长度。承水口距地面高度一般选择120±3 cm，积雪较厚的个别地区也可选择（150±3）cm。

2.6 载荷元件损坏

DSC3型称重式降水传感器采用的防冻液一般是将乙烯乙二醇和甲醇按比例配制好的专用防冻液，最低冰点-45 ℃。冬季降雪总量临近防冻液可容累积降水量时，就必须清空，否则会造成载荷元件损坏，清空后根据当地气温条件添加防冻液。

3 日常维护管理

DSC3型称重式降水传感器是一种可以长期在户外使用并自动测量降水的设备，在自动气象站地面观测中发挥着重要的作用。对于它在使用过程中可能出现的故障，要结合其工作原理，从实际情况出发，及时查找出解决故障的方法。同时，仪器设备的维护、保养与管理是一项重要工作，应严格遵循《地面气象观测规范》规定，值班人员要做好仪器日常巡视检查和维护管理，认真查看场地情况和电源供电是否正常。定期对仪器进行清洁，及时清除掉内筒口沿以外的杂草、沙尘等杂物；降水过程较大时，在降水间歇时及时排水，并在降水过程结束后，及时检查；定期检查仪器防雷接地的情况，做好每年春季的仪器防雷安全检测工作，确保雷雨天气免于雷击；遇到沙尘天气预警但并无降水时，及时将桶口加盖，在沙尘天气结束后再把盖取掉；内筒积液过多时，及时清空，然后添加相应的防冻液和蒸发抑制油；定期对称重式降水传感器进行现场校准，出现误差>4%时，要进一步检查误差原因并调试，对于无法校准的仪器要更换新的，定期由气象计量检定机构作仪器的计量检定工作。值得注意的是，在对仪器维护前，首先要断开数据线和电源线，待维护结束后再接上仪器电源线和数据线。只有保证降水称重仪器的长期安全运行，达到规定的技术要求，才能确保降水观测结果准确、连续性，提高地面气象观测业务质量。

参考文献

[1]中国气象局综合观测司.称重式降水观测规范（试行）[S].2011.

[2]巩宏亚，谢万军，马良，等.浅谈称重式降水传感器[J].甘肃科技，2013，29（1）：31-63.

（责任编辑：刘昀）