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摘要：本文首先分析了自动站降水值误差偏大的成因，发现基点定位误差、雨量传感器的关键器件损毁、维护保养不当导致的机械故障是造成降水值误差偏大的主要原因，并针对三类主要故障给出了相关的处理方法。
关键词：自动站；降水；误差偏大；成因分析；处理方法
中图分类号：P426.6 文献标识码：A
1 引言
自动站是一种能够进行气象数据实时控制和采集处理的自动观测系统。其能进行地面气象数据采集、计算、存储，能连续自动测量气温、气压、湿度、风向、风速、降水、草温、地表温度、浅层地温及深层地温等气象要素的自动观测和存储。降水是自动气象站观测的常规气象最重要的气象要素之一。自动气象站观测进行降水观测时，首先通过盛水器,然后会由过滤斗进行过滤，过滤后的雨水会流入翻斗内。当翻斗内的雨水达到一定量后，翻斗产生翻转行为并产生电磁脉冲信号。电磁脉冲信号传输到雨量采集器并进行计数，从而得到降水值。在实际工作中，各种故障会导致自动站的降水误差偏大。本文分析降水值误差偏大各种成因，并给出了相关的处理方法。
2 自动站降水值误差偏大的成因分析
2.1 基点定位误差导致的降水观测误差偏大
基点定位误差是导致的降水观测误差偏大的主要原因之一。自动气象站的降水测量是因为翻斗翻转产生的电信号给出的。而且在雨量传感器设计时，将0.1毫米降水作为翻斗翻转的阈值。即雨量翻斗每翻转一次，会被认为观测到0.1毫米的降水。假如雨量翻斗的转动次数错误，必将影响到雨量的观测数值。根据雨量传感器的机械结构可知，影响翻斗转动次数快慢的因素主要是基点定位螺钉间的距离。试验表明，假如基点定位螺钉的间距过大，则会导致雨量翻斗翻转用时过多，即单位时间内雨量翻斗的翻转次数较少，假如出现较长时段的强降水时，雨量观测值会明显偏小；反之，假如基点定位螺钉间距过小，会导致雨量翻斗用时过少，即当单位时间内雨量翻斗的翻转次数较多，假如出现较长时段的强降水时，雨量观测值会明显偏大。因此，基点定位螺钉间距是否准确是关乎雨量传感器观测数值是否准确的关键因素。
2.2 雨量传感器的关键器件损毁导致雨量传感器测量误差偏大
雨量传感器的关键元件损毁可能是导致测量误差偏大的第二个原因。自动站的雨量传感器观测雨量时，主要通过计数翻斗进行。其工作方式是计数翻斗中的磁钢扫描器会定期扫描干簧管，判断干簧管的开关信号状态。当干簧管的开关信号发送一次时，雨量计数器会记录到0.1毫米的降水。因此，干簧管是雨量传感器中的关键元件。假如干簧管因为损毁，而开关信号失常，必将导致自动站的雨量传感器的扫描次数失常，进而导致自动站的降水观测误差值偏大。干簧管损坏时，最明显的表现是开关信号连击或者漏击。假如干簧管顺坏后出现连击事件，即频频发送开关信号，则会导致降雨量观测到的数据比降水实况偏大；反之，干簧管顺坏后出现漏击事件，翻斗会不发送开关信号或者少发生开关信号，即导致降雨观测到的数据比降水实况偏小。
2.3 雨量翻斗机械故障导致降水观测误差偏大
雨量翻斗的机械故障是导致雨量测量误差偏大的第三个原因。雨量计数器翻斗的开关信号发送后，雨量采集器能够根据信号自动判定雨量的多少。因此，假如雨量翻斗出现机械故障时，会因为信号发送错误而导致雨量观测误差。此类故障的一个常见现象是，雨量翻斗由于杂物或灰尘等原因，导致翻斗反转出现阻滞现象。这一类故障会导致雨量观测值较实况偏小。故障的表现是：雨量翻斗的轴承间距偏大或偏小，翻斗翻转时不顺滑,有明显的迟滞感觉。
3 自动站降水值误差偏大的处理方法
当出现基点定位误差导致的降水观测误差偏大的情况时，必须进行基点定位螺钉间距调整。通过对计量翻斗的定位螺钉进行调节，可以解决上述问题。一般来说，基点定位螺钉每转动一周,其差值改变为3%。在实际操作中，可注入定量的清水，依据观测值与实况值得差异，不断调整定位螺钉之间的间距到准确位置即可。
而雨量传感器的关键部件损毁时，应及时进行更换。此时，可首先利用万用表仪器接入雨量传感器，然后人为向雨量传感器内注入洁净的水，当水达到一定量后，计数翻斗会反转倾倒雨水，此时假如一切正常，万用表会有电压信号产生，测量到虚假降水信息。反之，假如干簧管损毁，则会出现多个电压信号或者毫无反应。过多或者过少的连击信号，均说明干簧管已经损毁。解决此类故障的方法是直接更换，即直接取下已经损毁的干簧管，按照仪器的说明，安装新的干簧管即可。具体步骤为：拧下雨量筒外壳的螺柱，将雨量筒外壳除去，卸下连接信号线，将整个雨量筒从基座上卸下，更换损毁元器件。然后按以上反序操作更换完成。在进行自动站的维护时，雨量传感器的维护是减少误差的关键。
假如是因为机械故障导致雨量观测误差偏大，则应该进行清理维护。在野外，经常会由于杂草、枯叶或者鸟粪等杂物进入翻斗轴承孔，在自动站维护时，应该及时清除杂物，利用干净的水来清洗翻斗轴颈，对宝石轴承孔也应该利用清水进行清洗。假如宝石轴承损毁时，上述利用清水清洗的办法可能未必奏效，此时应该可用大头针沿宝石轴承内孔划拉，假如阻塞感十分严重，可判定为宝石磨损严重，及时更换新的轴承部件即可解决故障。
4 结语
总之，要排除自动站降水值误差偏大的故障，首先应找到原因所在。只有找到了降水观测误差偏大的具体原因，然后根据实际情况进行基点定位校准，或现场更换同型号的部件，并做好备份仪器的维护工作时，就能减少观测误差，提高观测的准确性和客观性。
参考文献
[1]董玉秋.自制雨量传感器校验记录器[J].气象,2005(11)
[2]党选发,徐志龙,刘永强,等.自动气象站雨量传感器现场校准方法[J].气象科技，2008(03)
[3]张晓苏.自动气象站维护方法[J].甘肃农业,2005(07)
[4]董玉秋.谈自动站雨量传感器的精度检查[J].内蒙古气象, 2005(03)
[5]高克华.自动气象站常见故障的原因分析及排除[J].山东气象, 2005(01)
作者简介：蔡素芬（1976-），女，汉族，广东省海丰县人，专科，助理工程师，从事地面测报工作。
关键词：自动站；降水；误差偏大；成因分析；处理方法
中图分类号：P426.6 文献标识码：A
1 引言
自动站是一种能够进行气象数据实时控制和采集处理的自动观测系统。其能进行地面气象数据采集、计算、存储，能连续自动测量气温、气压、湿度、风向、风速、降水、草温、地表温度、浅层地温及深层地温等气象要素的自动观测和存储。降水是自动气象站观测的常规气象最重要的气象要素之一。自动气象站观测进行降水观测时，首先通过盛水器,然后会由过滤斗进行过滤，过滤后的雨水会流入翻斗内。当翻斗内的雨水达到一定量后，翻斗产生翻转行为并产生电磁脉冲信号。电磁脉冲信号传输到雨量采集器并进行计数，从而得到降水值。在实际工作中，各种故障会导致自动站的降水误差偏大。本文分析降水值误差偏大各种成因，并给出了相关的处理方法。
2 自动站降水值误差偏大的成因分析
2.1 基点定位误差导致的降水观测误差偏大
基点定位误差是导致的降水观测误差偏大的主要原因之一。自动气象站的降水测量是因为翻斗翻转产生的电信号给出的。而且在雨量传感器设计时，将0.1毫米降水作为翻斗翻转的阈值。即雨量翻斗每翻转一次，会被认为观测到0.1毫米的降水。假如雨量翻斗的转动次数错误，必将影响到雨量的观测数值。根据雨量传感器的机械结构可知，影响翻斗转动次数快慢的因素主要是基点定位螺钉间的距离。试验表明，假如基点定位螺钉的间距过大，则会导致雨量翻斗翻转用时过多，即单位时间内雨量翻斗的翻转次数较少，假如出现较长时段的强降水时，雨量观测值会明显偏小；反之，假如基点定位螺钉间距过小，会导致雨量翻斗用时过少，即当单位时间内雨量翻斗的翻转次数较多，假如出现较长时段的强降水时，雨量观测值会明显偏大。因此，基点定位螺钉间距是否准确是关乎雨量传感器观测数值是否准确的关键因素。
2.2 雨量传感器的关键器件损毁导致雨量传感器测量误差偏大
雨量传感器的关键元件损毁可能是导致测量误差偏大的第二个原因。自动站的雨量传感器观测雨量时，主要通过计数翻斗进行。其工作方式是计数翻斗中的磁钢扫描器会定期扫描干簧管，判断干簧管的开关信号状态。当干簧管的开关信号发送一次时，雨量计数器会记录到0.1毫米的降水。因此，干簧管是雨量传感器中的关键元件。假如干簧管因为损毁，而开关信号失常，必将导致自动站的雨量传感器的扫描次数失常，进而导致自动站的降水观测误差值偏大。干簧管损坏时，最明显的表现是开关信号连击或者漏击。假如干簧管顺坏后出现连击事件，即频频发送开关信号，则会导致降雨量观测到的数据比降水实况偏大；反之，干簧管顺坏后出现漏击事件，翻斗会不发送开关信号或者少发生开关信号，即导致降雨观测到的数据比降水实况偏小。
2.3 雨量翻斗机械故障导致降水观测误差偏大
雨量翻斗的机械故障是导致雨量测量误差偏大的第三个原因。雨量计数器翻斗的开关信号发送后，雨量采集器能够根据信号自动判定雨量的多少。因此，假如雨量翻斗出现机械故障时，会因为信号发送错误而导致雨量观测误差。此类故障的一个常见现象是，雨量翻斗由于杂物或灰尘等原因，导致翻斗反转出现阻滞现象。这一类故障会导致雨量观测值较实况偏小。故障的表现是：雨量翻斗的轴承间距偏大或偏小，翻斗翻转时不顺滑,有明显的迟滞感觉。
3 自动站降水值误差偏大的处理方法
当出现基点定位误差导致的降水观测误差偏大的情况时，必须进行基点定位螺钉间距调整。通过对计量翻斗的定位螺钉进行调节，可以解决上述问题。一般来说，基点定位螺钉每转动一周,其差值改变为3%。在实际操作中，可注入定量的清水，依据观测值与实况值得差异，不断调整定位螺钉之间的间距到准确位置即可。
而雨量传感器的关键部件损毁时，应及时进行更换。此时，可首先利用万用表仪器接入雨量传感器，然后人为向雨量传感器内注入洁净的水，当水达到一定量后，计数翻斗会反转倾倒雨水，此时假如一切正常，万用表会有电压信号产生，测量到虚假降水信息。反之，假如干簧管损毁，则会出现多个电压信号或者毫无反应。过多或者过少的连击信号，均说明干簧管已经损毁。解决此类故障的方法是直接更换，即直接取下已经损毁的干簧管，按照仪器的说明，安装新的干簧管即可。具体步骤为：拧下雨量筒外壳的螺柱，将雨量筒外壳除去，卸下连接信号线，将整个雨量筒从基座上卸下，更换损毁元器件。然后按以上反序操作更换完成。在进行自动站的维护时，雨量传感器的维护是减少误差的关键。
假如是因为机械故障导致雨量观测误差偏大，则应该进行清理维护。在野外，经常会由于杂草、枯叶或者鸟粪等杂物进入翻斗轴承孔，在自动站维护时，应该及时清除杂物，利用干净的水来清洗翻斗轴颈，对宝石轴承孔也应该利用清水进行清洗。假如宝石轴承损毁时，上述利用清水清洗的办法可能未必奏效，此时应该可用大头针沿宝石轴承内孔划拉，假如阻塞感十分严重，可判定为宝石磨损严重，及时更换新的轴承部件即可解决故障。
4 结语
总之，要排除自动站降水值误差偏大的故障，首先应找到原因所在。只有找到了降水观测误差偏大的具体原因，然后根据实际情况进行基点定位校准，或现场更换同型号的部件，并做好备份仪器的维护工作时，就能减少观测误差，提高观测的准确性和客观性。
参考文献
[1]董玉秋.自制雨量传感器校验记录器[J].气象,2005(11)
[2]党选发,徐志龙,刘永强,等.自动气象站雨量传感器现场校准方法[J].气象科技，2008(03)
[3]张晓苏.自动气象站维护方法[J].甘肃农业,2005(07)
[4]董玉秋.谈自动站雨量传感器的精度检查[J].内蒙古气象, 2005(03)
[5]高克华.自动气象站常见故障的原因分析及排除[J].山东气象, 2005(01)
作者简介：蔡素芬（1976-），女，汉族，广东省海丰县人，专科，助理工程师，从事地面测报工作。