蒸發(fā)傳感器的維護(hù)及異常處理

柴德美+丁媛

摘要 介紹WUSH-TV2型超聲蒸發(fā)傳感器的工作原理、維護(hù)方法，對實(shí)際工作中遇到的故障進(jìn)行分析，提出合理的保障維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞 蒸發(fā)傳感器；工作原理；維護(hù)；異常處理

中圖分類號 P414.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1007-5739（2016）23-0232-01

在氣象學(xué)中蒸發(fā)量是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，蒸發(fā)器中蒸發(fā)水層的深度，通常以毫米為單位，常用的蒸發(fā)器有小型蒸發(fā)器以及E-601B型蒸發(fā)器[1]。近幾年來，氣象科技水平不斷提高，測量儀器自動化程度不斷提高，蒸發(fā)傳感器選用超聲蒸發(fā)傳感器，運(yùn)行穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，能滿足觀測業(yè)務(wù)需求。

1 WUSH-TV2型超聲波蒸發(fā)傳感器的工作原理

WUSH-TV2型蒸發(fā)器借助于超聲測距原理實(shí)現(xiàn)高精度的蒸發(fā)量測量，通過超聲波傳感器對測量前后的水面高度差進(jìn)行測量，并轉(zhuǎn)化成電信號，并結(jié)合溫度校正功能，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)量的精準(zhǔn)檢測。WUSH-TV2型超聲波蒸發(fā)傳感器的分辨率為0.1 mm，其誤差為±1.5%，測距范圍在0～100 mm之間。該傳感器可以連續(xù)測量水面蒸發(fā)的情況，并自動計(jì)算出1 d內(nèi)每小時(shí)的蒸發(fā)量情況，當(dāng)遇到降水導(dǎo)致日蒸發(fā)出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，將按照“0.0”蒸發(fā)量處理[2]。

2 WUSH-TV2型超聲波蒸發(fā)傳感器的日常維護(hù)

（1）用水的具體要求。為了盡量保證蒸發(fā)器測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在蒸發(fā)器用水方面盡量選用當(dāng)?shù)刈匀凰w，如江水、河水或湖水，如取用自然水獲取有困難，用清潔的飲用水也可以。無論使用何種水源，都應(yīng)當(dāng)確保水質(zhì)清潔無雜物，表面無青苔、小蟲等漂浮雜物。通常情況下，每個(gè)月?lián)Q1次水即可，換水時(shí)務(wù)必將蒸發(fā)桶清洗干凈，且換用水體盡量和原水體水質(zhì)情況保持一致。

（2）為了防止冬季結(jié)冰期對蒸發(fā)器造成凍裂損害，應(yīng)當(dāng)在結(jié)冰期停止觀測，并將儀器內(nèi)的水全部排凈。

（3）在汛期前后進(jìn)行滲水情況檢查，并進(jìn)行水位的合理調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)水位高度時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證測量桶水位刻度線與蒸發(fā)桶的溢流口下沿基本保持持平，或者前者高于后者5 mm以內(nèi)。如果蒸發(fā)桶內(nèi)的水位接近其溢流口時(shí)，或即將高于不銹鋼測量桶高水位刻度線時(shí)，應(yīng)及時(shí)將水移出；如果蒸發(fā)桶內(nèi)水位過低（以溢流口向下10 cm為標(biāo)準(zhǔn)）則應(yīng)及時(shí)加水補(bǔ)充[3]。通常情況下，應(yīng)當(dāng)確保蒸發(fā)桶內(nèi)的水面與水圈內(nèi)的水面基本持平。

3 WUSH-TV2型超聲波蒸發(fā)傳感器使用中出現(xiàn)的問題

3.1 正常維護(hù)時(shí)出現(xiàn)監(jiān)測值缺失

在正常設(shè)備維護(hù)時(shí)，如操作不當(dāng)則會出現(xiàn)監(jiān)測值缺失問題。具體案例：6月15日上午進(jìn)行蒸發(fā)桶清洗操作，出現(xiàn)10：00—11：00的數(shù)據(jù)缺失問題，其原因在于在正常維護(hù)時(shí)，未進(jìn)入維護(hù)模式，致使設(shè)備在維護(hù)過程中仍然進(jìn)行蒸發(fā)數(shù)據(jù)監(jiān)測，從而造成數(shù)據(jù)缺失。正確的處理方法：在進(jìn)行正常設(shè)備維護(hù)時(shí)，事先將采集器設(shè)置為維護(hù)模式，待維護(hù)完畢過后，再將其設(shè)置為工作狀態(tài)。

3.2 蒸發(fā)桶清洗后，蒸發(fā)監(jiān)測值偏離正常值，出現(xiàn)偏小數(shù)據(jù)

具體案例：6月23日10：00進(jìn)行蒸發(fā)桶清洗操作后，11：00—20：00的數(shù)據(jù)明顯小于正常值。經(jīng)過現(xiàn)場排查及分析，發(fā)現(xiàn)問題出于連通管內(nèi)存在氣泡，導(dǎo)致監(jiān)測值不準(zhǔn)。具體應(yīng)對措施：先將采集器的模式設(shè)置為維護(hù)模式，通過測量桶加水方式使連通管內(nèi)氣泡排出后，再將采集器設(shè)置回正常工作狀態(tài)。

3.3 強(qiáng)降水引發(fā)的蒸發(fā)量偏大

7月18日9：00—10：00降水強(qiáng)度較大，9：00為21.6 mm，10：00為18.3 mm，對應(yīng)時(shí)次蒸發(fā)9：00為2.4 mm，10：00為2.8 mm。由于強(qiáng)降雨天氣環(huán)境下，空氣濕度非常大，蒸發(fā)量幾乎為0，應(yīng)當(dāng)按照“0.0”處理。處理方法：當(dāng)水位即將高于不銹鋼測量桶高水位刻度線時(shí)，通過人工方式將水移出，并在系統(tǒng)中手動修改監(jiān)測結(jié)果為“0.0”[4]。

3.4 清潔維護(hù)雨量傳感器造成的蒸發(fā)量異常

6月27日9：15—9：32清潔維護(hù)雨量傳感器，10：00蒸發(fā)量錯(cuò)誤。排查分析，發(fā)現(xiàn)是由于清潔過程中未將雨量信號線斷開，采集器將其作為降水量進(jìn)行監(jiān)測計(jì)算，導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。處理方法：清潔維護(hù)雨量傳感器時(shí)斷開雨量信號線。

4 WUSH-TV2型超聲波蒸發(fā)傳感器異常時(shí)數(shù)據(jù)處理

在不同的情形下，應(yīng)當(dāng)對異常數(shù)據(jù)區(qū)別對待處理。如某時(shí)次數(shù)據(jù)異常，在其前后2 h數(shù)據(jù)正常情況下，可通過內(nèi)插法求得，并不影響當(dāng)日蒸發(fā)量正常統(tǒng)計(jì)；如果其前后2 h的數(shù)據(jù)也異常，此時(shí)如有人工測試數(shù)據(jù)，則可選用當(dāng)時(shí)段的人工測試結(jié)果作為監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果沒有人工監(jiān)測數(shù)據(jù)，則該時(shí)次的數(shù)據(jù)按照缺測處理。

5 結(jié)語

蒸發(fā)量與輻射、風(fēng)向、風(fēng)速、溫濕度有很大的關(guān)系，但超聲波蒸發(fā)傳感器和測量筒放入小百葉箱中，減少了溫度及風(fēng)對蒸發(fā)傳感器的影響，使得測量數(shù)據(jù)更穩(wěn)定可靠。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：64-67.

[2] 胡玉峰.自動氣象站原理與測量方法[M].北京：氣象出版社，2004：40-41.

[3] WUSH-TV2型超聲波蒸發(fā)傳感器用戶手冊[Z].無錫：江蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司，2012.

[4] 潘艷秋.自動氣象站大型蒸發(fā)異常分析及處理[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（21）：237.