降水观测规范称重式降水传感器Word文档下载推荐.docx

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降水观测是地面气象观测的主要项目之一，它为气象防灾减灾、天气预报、气候分析和科学研究提供了重要的基础资料。

称重式降水传感器实现了固态、液态和混合性降水的自动化观测，能够克服目前气象台站固态降水人工观测造成的时效性差、观测频次低等弊端，有利于提高固态降水观测的准确性和效率，减轻观测人员的工作量。

1.1目的和适用范围

制定称重式降水传感器观测规范，有利于推进我国固态降水观测的自动化进程，提升地面气象观测能力，满足气象业务和服务需求。

本规范适用于使用称重式降水传感器的冬季固态降水观测业务，观测工作中必须严格遵守。

1.2仪器布设

称重式降水传感器应布设在地面气象观测场内，安装位置应符合《地面气象观测规范》中观测场仪器布局的原则，布设位置参见图1。

若受观测场布局限制，可根据实际情况适当调整。

图1称重式降水传感器布设位置参考图

1.3时制和日界

观测时制为北京时，以20时为日界。

1.4传感器要求

应具有国务院气象主管机构颁发的使用许可证。

第2章结构与原理

2.1结构

称重式降水传感器主要由承水口、外壳、内筒、载荷元件及处理单元、底座组件、防风圈等部件组成。

图2称重式降水传感器外观示意图

2.1.1承水口

承水口形状为内径200mm的正圆，口缘呈内直外斜刀刃形，采用铜、铝合金或不锈钢材料制作，以防雨滴溅失和桶口变形，保证承水口采样面积。

2.1.2外壳

外壳的外形设计呈“凸”字型，具有上部窄下部宽的特点，可起到防风和减少蒸发的作用。

传感器外壳和基座颜色均为白色。

2.1.3内筒

内筒用于收集降水，盛装防冻液和抑制蒸发油。

为方便清空容器内液体，必须配有辅助排水装置。

2.1.4载荷元件与处理单元

载荷元件用于测量重量变化，处理单元对载荷元件的信号进行采样，并对采样值进行数据运算处理，计算出分钟降水量和累计降水量，并实现质量控制、记录存储、数据通信和传输等功能。

2.1.5底座组件

底座组件包括底盘、基座和法兰盘等，可以通过选择不同高度的基座改变承水口距离地面的高度。

2.1.6防风圈

防风圈采用金属材质，表面喷涂防腐蚀、防氧化材料白色涂层，外观及结构见图3。

a、叶片正视和侧视图b、防风圈俯视图

图3防风圈结构示意图

2.2原理

称重式降水传感器的测量原理是通过对质量变化的快速响应测量降水量，基本结构见图4。

称重测量技术主要有两种，一种是基于电阻应变技术：

敏感梁在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，进而得到降水的质量；

另一种是振弦技术：

以弦丝为弹性部件，根据其所受拉力与振动频率的对应关系，通过相应的测量电路得到降水的质量。

图4称重式降水传感器原理结构框图

2.3技术性能

测量性能要求见表1。

表1测量性能要求

测量要素

测量范围

分辨力

最大测量误差

输出

供电

液态、固态和混合性降水

0～400mm

0.1mm

±

0.4mm，≤10mm时；

4%，>

10mm时

脉冲输出和RS-232/485

直流12V

第3章安装与调试

3.1安装高度

称重式降水传感器安装在观测场内混凝土基础上。

承水口保持水平，根据冬季地面积雪情况，承水口距地面高度一般选择120±

3cm，在北方积雪较厚的个别地区可以选择150±

3cm。

防风圈应高于承水口约2cm。

防风圈开口应朝北。

3.2线路连接

称重式降水传感器的电源线和数据线应接到自动气象站采集器相应的电源和降水接线端子。

为了防雷、防鼠、防水和安装、维修方便，电源线、数据线应穿入带屏蔽层的线槽内，线槽应安置在电缆沟内。

3.3避雷装置

称重式降水传感器基座的接地线就近接入观测场地网，接地电阻应≤4Ω。

3.4混凝土基础

混凝土基础大小为100cm（长）×

100cm（宽）×

30cm（深），高度与地面齐平，制作时应将固定传感器支架的地脚螺栓预埋件一同浇筑。

3.5调试

3.5.1现场测试

设备安装完成后，应使用雨量标准器对传感器进行现场测试，测试方法如下：

选择晴朗的天气进行现场测试。

先将数据线拔下，将其与雨量校准器的数据线相接，并将雨量校准器清零；

采用雨量校准专用量杯量取10mm水量，缓慢倒入内筒，模拟雨强为2～4mm/min。

每次现场测试重复进行3次，并分别进行误差计算。

3.5.2添加防冻液和抑制蒸发油

防冻液添加量参考防冻液配比表（见表2）。

抑制蒸发油应采用航空液压油，加入量应能完全覆盖液面。

表2防冻液添加量配比表（内筒为400mm降水量的容积）

历年平均最低气温

乙烯乙二醇添加量（L）

甲醇添加量（L）

0°

C（或以上）

0.0

-5°

C

0.7

0.9

-10°

1.1

1.7

-15°

1.6

2.2

-20°

1.8

2.7

-25°

2.1

3.1

-30°

2.4

3.5

-35°

C（或以下）

2.6

3.8

备注：

甲醇是易燃、有毒、刺激性气味的危险品，乙烯乙二醇和航空液压油亦为化学制剂，必须严格按其安全注意事项，规范使用和保存。

第4章　观测与记录

4.1观测

1．各省（区、市）气象局观测业务主管机构，应根据本省降雪出现的平均时间和分布情况，统一要求提前启用称重式降水传感器，同时停止翻斗雨量传感器。

2．启用前，应进行安装调试、现场测试（方法见3.2和3.5），测试结果应在当日观测记录备注栏中备注。

测试合格后，应按照3.5.2要求添加相应的防冻液和抑制蒸发油。

3．在称重式降水传感器停用期间，应将内筒清空，清洁后加盖。

4.2记录

称重式降水传感器接入现行自动气象站时使用脉冲输出，观测数据的数据格式和记录处理方法同翻斗雨量传感器。

降水过程中，伴随有沙尘、树叶等杂物时，按正常降水记录处理；

液态降水溢出或固态降水堆至口沿以上,或降水过程中取水，则该时段降水按缺测处理。

无降水时，沙尘、树叶等杂物或偶然跳变造成的降水数据，应及时删除。

第5章维护与计量

5.1维护

5.1.1日常维护

值班人员应严格按照《地面气象观测规范》要求，按时巡视、检查和维护设备、场地及电源供电情况等。

1．每日检查内筒内液面高度和供电情况。

2．每日定时进行仪器小清洁，口沿以外的积雪、沙尘等杂物应及时清除，如遇有盛水口沿被积雪覆盖，应及时将口沿积雪扫入桶内，口沿以外的积雪及时清除。

3．每周检查承水口水平、高度情况。

4．每次较大降水过程后及时检查，防止溢出。

5．降水过程中注意分析判断降水量数据的准确性，如有疑问，应及时进行现场测试。

6．每月检查防雷接地情况。

7．预计将有沙尘天气但无降水，应及时将桶口加盖；

沙尘天气结束后及时取盖。

8、降水过程中，因降水量较大可能超过量程时，应在降水间歇期及时排水。

5.1.2维护要求

1．当内筒内的液体较多或杂物过多时，应清空，然后添加相应的防冻液和蒸发抑制油（要求同4.1）。

2．当内筒内的防冻液和蒸发抑制油过少时，应适量添加。

3．维护之前应先断开称重式传感器电源，拔下的数据线。

维护完毕后，再接上电源线和数据线。

4．每年春季应对称重式降水传感器进行防雷安全检查。

5.2计量

称重式降水传感器校准分为现场校准和计量检定。

现场测试由台站完成，若测试误差大于4%时，需检查调试，必要时更换。

计量检定由具有气象计量检定资质的机构完成。