浅析双翻斗雨量传感器故障排除及异常数据处理方法

郗秉韬　于刚义

摘 要：随着综合观测自动化建设的快速发展，气象台站观测数据采集的时空分辨率得到提高，传输更加及时。降水量自动观测数据能客观反映出夏季局地性天气的分布特征，对及时掌握局地灾情、防灾减灾具有重要作用。通过总结雨量传感器的故障排除工作经验，结合气象资料一体化业务规程，概述了自动站雨量传感器的一般故障排除方法以及异常数据的处理、更正方法，希望能为台站的业务提供参考。

关键词：雨量传感器；雨量计；故障排除；数据处理

中图分类号：P414.9 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.029

双翻斗式雨量传感器是自动气象站用于测量降水量和降水强度的重要传感器，雨量传感器故障影响着降水观测数据的准确性。因此，在实时业务中，需要及时对已自动上传的异常降水数据进行更正。要确保雨量观测数据的准确采集，就要对雨量传感器进行及时、认真地校准和维护。

1 工作原理

自动站雨量传感器中的翻斗是一个形状为等腰三角形的容器，中间用隔板隔成2个直角形的斗，斗底中心位置下端有不锈钢转轴。由于重心在回转轴的上方，所以翻斗总是倾向某一侧。当降水流入翻斗达到某一值，上翻斗倾倒，雨经过上汇集斗节流管流入计量翻斗后，计量翻斗再把雨水倾倒入计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，磁钢对干簧管扫描一次，干簧管因磁化而闭合一次。这样，降水量每达到0.1 mm时，就送出闭合一次的开关信号。开关信息通过电缆接入室内采集器，采集器连续记下开关信息的频数，这样就可以根据开关信息频数看出降水强度和降水时刻。

2 故障现象、故障排除方法和记录处理方法

2.1 故障一

故障现象：有降水时无降水观测记录。降水时段内，降水传感器自动采集的分钟降水量均为0，但备份站降水量较大或人工判断雨量明显大于0.1 mm。

故障排除方法：造成这种故障的一般原因是小漏斗堵塞、磁钢失效、干簧管损坏、翻斗不翻、通讯线路接触不良或中断以及集水器堵塞，水流下不去等。

处理方法：检查集水器的积水情况，如果有积水，则取下过滤网清洗，疏通漏水孔；如果没有，则检查传感器的数据线连接。检查翻斗是否翻动灵活，如果有记录，且翻动次数与记录一次，则说明正常；如果翻斗翻动不灵活，则检查刀口是否变形，“V”形槽是否有异物。检查电缆是否接插牢固，电缆是否断路。

记录处理方法：故障时段降水观测记录按照称重雨量传感器数据、备份自动站翻斗雨量传感器数据的顺序代替。无自动观测设备备份的台站，在定时观测时次人工测量降水量时，相应分钟、小时数据均按缺测处理。已经上传的错误数据需及时编发更正报，并通过元数据提交详细备注说明。

2.2 故障二

故障现象：降水记录滞后。降水天气现象停止后，自动站雨量存在一个或几个分钟降水量大于0.1 mm数据。

故障排除方法：这种现象出现的主要原因是集水器或小漏斗被堵塞，造成降水流入翻斗较慢，雨较大时，甚至有积水现象，在降水停止后常见有降水记录出现。

处理方法：用细铁丝疏通漏斗小孔，并清洗雨量传感器。

2.3 故障三

故障现象：如果滞后降水量较少（一般小于0.3 mm），且滞后时间不超过2 h，可将该量累加到降水停止的那分钟和小时时段内，并修改时次累计降水量，及时通过编发更正报或数据查询与质疑提交正确的降水量数据，通过元数据提交详细的数据处理备注信息。降水记录与实际值相差较大，自动雨量传感器采集的过程降水量与备份站或人工测量的定时降水量差值较大，一般误差达4%以上。

故障排除方法：检查雨量传感器是否水平、集水器和漏斗是否堵塞、计数翻斗是否沉积杂质、翻斗翻动是否灵活、计数翻斗是否有滴水现象等。

记录处理方法：如果能判断出是翻斗雨量记录的降水量明显错误，则观测记录按2.1中规定的次序代替，否则保留相应分钟、小时降水量。

2.4 故障四

故障现象：无降水天气现象出现降水记录。无降水天气现象时，自动雨量传感器采集到大于0.1 mm的降水数据。

故障处理方法：主要原因有雨量传感器固定不稳、电缆接触不良或有短路现象、清洗雨量器操作失误等。

处理方法：一般维护时，应拔下电缆插头，防止翻斗翻动；清洗仪器后，应将仪器晾干；仪器应安装牢固，电缆插头应除去氧化物，防止接触不良。

记录处理方法：删除非降水时段内分钟和相应小时的降水量数据，对于已经上传的错误数据时次，要及时通过编发更正报的方法进行数据更正，删除非降水量数据时不需要提交元数据相关备注信息。

3 结论

自动站降水量数据的准确性和完整性在很大程度上取决于雨量传感器的运行状态，只有正确维护仪器设备，正确处理异常记录，才能保证获取的气象资料真实、准确。

〔编辑：王霞〕