关键词：雨量传感器检定校准经验
引言
新型自动气象站安装使用，和老自动站一起投入业务运行，互为备份，使地面气象观测有了双套自动站来保障业务正常运行。DZZ5型自动站是华云升达气象科技有限公司生产的新型站，是能满足目前和未来若干年内对地面气象观测业务需求，采用大量新技术、新方法，性能方面有优越性。相比老自动站而言，无论是在数据探测精度，还是在数据处理能力及综合应用方面都有非常大提高。但是对降水量测量所采用通道类型和老自动站是一样的，都是数字计数，数量都是1，雨量传感器均为上海气象仪器厂SL3-1翻斗式雨量传感器。目前，雨量传感器检定、校准均由台站自行完成，对雨量传感器检定校准工作将是台站一项重要设备维护工作。同时，对雨量传感器调校工作熟练掌握，在对区域站维护工作中也能发挥重要作用，目前我们区域站和国家级站都使用SL3-1翻斗式雨量传感器降水量测量。
1ZQZ-CⅡ型自动站和DZZ5型自动站降水采集
ZQZ-CⅡ型自动站是将传感器所感应气象要素的变化转换成电量的相应变化，由单片机控制的数据采集器所采集，并进行线性化和定标处理，实现工程量到要素量转换，并对数据质量控制。DZZ5型自动站采用CAN总线技术，采用“主采集器+外部总线+分采集器+传感器+外围设备”结构设计，这种新型站采用“主/分采集器”结构方式，充分考虑能够实现全要素、综合观测的能力，同时具备高性能、高功能数据处理能力。
就降水量测量方法，两套自动站测量原理是一样地，均为通断计数测量。通过干簧管直接搭碰测量通道信号输入，雨量翻斗翻转带动干簧管接通一次，则记录一个翻斗数，对于0.1mm翻斗雨量的测量值增加0.1mm。新站、老站均采用SL3-1翻斗式雨量传感器，该仪器由承水器（漏斗）、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗组成。基本原理是雨水由承水器汇集，进入上翻斗，上翻斗作用是使降水强度近似为大降水强度，然后进入计量翻斗计量，翻动一次为0.1mm降水量。随之雨水由计量翻斗倒入计数翻斗，计数翻斗中部小磁钢扫过干簧管，使其开关闭合一次送出一个信号，采集器采集计数一次。
2SL3-1翻斗式雨量传感器检定校准
2.1雨量传感器检定方法
一种是使用标准雨量筒标准量杯，倒入10.0mm标准雨量，检测翻斗雨量传感器翻斗次数是否正常。10.0mm的标准雨量量杯倒入SL3-1翻斗式雨量传感器,标准输出为10.0mm，即计数翻斗翻转100次，输出100个通断信号，误差应在±4%内，超过此误差就应手动校准。
另外一种方法是使用JJS1型翻斗雨量传感器校准仪，该仪器是目前广泛应用于气象台站雨量传感器校准设备，由计数器、雨强漏斗（小雨强和大雨强）、连接线、支撑架、雨量杯等组成，校准时由雨强漏斗模拟降雨，显示器进行计数，通过计算差值，对雨量传感器现场调校。该仪器适用于承水器口缘面积为314cm2的雨量器（盛水口直径200mm），我站使用自动站及人工观测降水仪器均为这一尺寸口径，无需计数值换算即可直接使用。当被测雨量器口缘面积是200cm2时（盛水口直径159.6mm天津厂）,需进行计数值换算：10.0mm水量计数值=314/200=157，相当于10.0mm水量计数值应为157次。
2.2雨量传感器校准
按照规范和现行业务管理规定，每月须检定，出现超标情况即应校准，在对雨量传感器更换或维修后也应重新检定和校准。系统误差调整计算差值：，每一次降水过程将计数值与自身排水总量比较，如多次发现10mm以上降水量差值＞±4%，则应及时检查，若无其他故障时应调节基点位置。按规范规定：如果校准结果为有规律“+”或“-”差，可通过计量翻斗两边定位螺钉调整。一般计量翻斗调整螺钉转一圈，雨量计数值可相应变化3%，向外调节，可使翻斗内盛水量增加，计数值相应减少；向内调节，可使翻斗内盛水量减少，计数值相应增大。“+”差时向内调节，“-”差时向外调节。
3SL3-1翻斗式雨量传感器实际校准经验
3.1雨量传感器实际检定
仪器安装时，SL3-1翻斗式雨量传感器自身高度54cm，人工雨量器安装高度为70cm，因此在安装自动站雨量器时必须用支架使雨量传感器安装高度调整为70cm，和人工雨量器高度保持一致。目前台站日常对比工作是用两台自动站雨量和人工观测雨量对比，这在日常观测降水量时即可对比，保留人工降水量观测目的也正是为对比自动观测量值。日常工作中新型站和老站，无论是对雨量传感器进行标准雨量筒倒入雨量检测，还是使用JJS1型翻斗雨量传感器校准仪检定，对小雨强和大雨强检定都会符合规范规定误差±4%要求。但实际工作中观测到情况又不一致，极端天气自动雨量传感器差值有时会＞±10%。根据同人工观测降水量对比判断±4%超差情况，以作为调校雨量传感器判断标准。
3.2雨量传感器实际校准
SL3-1翻斗式雨量传感器校准螺钉位置如图1：
业务规范规定：10mm以上降水量差值＞±4%时，应调整基点。调整计量翻斗两边定位螺钉，将一个定位螺钉旋动一圈，差值改变量为3%左右。实际上差值改变量存在跳变情况。另外，只对计量翻斗调整效果不好，需按同样要求对上翻斗调整，上翻斗虽然只是起到调整降雨强度作用，无计量功能，但实践中调整后效果也很好。
实际操作中对计量翻斗调整没有做旋动一圈改变量3%精确计算，根据±4%超差情况做相应微调，关键是把握住正超差还是负超差，即调整方向问题，采用分步渐进微调方式进行，有时只是对计量翻斗两边定位螺钉回松后向需要旋转方向用力拧（螺丝没怎么动），正超差时向内拧、负超差时向外拧，就可对实际测量数据有调整效果。这种效果在实际降雨天气测量观测时可发现误差减小，说明对翻斗翻转水量改变极其敏感。而对最下方计数翻斗无须调整。
4结论
规范所能提供的只是指导性和方向性参考，实际应用可根据规范规定对雨量传感器检定和校准，在实践中经验不仅可用于国家级台站设备维护，也可用于区域站雨量传感器维护和校准，提高降水量测量准确性。
参考文献
[1]华云升达气象科技有限责任公司.DZZ5型自动气象站用户手册.北京，2013.9.
[2]江苏省无线电科学研究所有限公司.ZQZ-CY型便携式自动气象站用户手册.2013.6.
作者简介：刘峰（1972-），男，汉族，云南省普洱市墨江县人；本科，高级工程师，从事县级综合气象业务工作。