1 分类
国际上比较成熟的主要有下列三种:
(1)电加热式:将电能转换为热能将雪融化。
(2)不冻液式:利用不冻液的低温不冻结特性将雪融化。
(3)燃气加热式:利用可燃气体加热,将雪融化。
以上三种雨雪量计均采用翻斗式雨量传感器。近几年我国也研制成几种融雪型雨雪量计;大多数为不冻液式,它们在市电不正常的测站也能使用。
2 一般结构
融雪型雨雪量计由融雪装置、雨量传感器、记录器三部分组成,其中记录器可置于室内。融雪装置是雨雪量计的核心部件,上述三类有完全不同的结构,现分述如下:
3 技术要求
根据水文对雨雪量资料的要求,并考虑到雨雪量计实际可能达到的指标,其中主要参考美国、日本等国同类仪器的技术条件,下面提出我国融雪式雨量计的技术要求:
使用环境条件
(1)工作环境温度
普通型 | 室外部分 | -25~+50℃ |
室内部分 | -10~+40℃ | |
高寒型 | 室外部分 | -40~+40℃ |
室内部分 | -20~+40℃ |
(2)工作环境湿度
室外部分 | +40℃时 | 95%RH内 |
室内部分 | +40℃时 | 90%RH内 |
(3)贮存环境温度
-40~+60℃
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机械加工要求
雨雪量计承水口材料应坚实,其口缘呈刃口状,内壁光滑,不得有砂眼、毛刺、伤痕、渗漏、镀层脱皮等缺陷。刃口角度为40~45°,进人承水口的降雨不应反溅出承水口。承水口内径为Φ200+0.60mm。
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分辨力
分辨力可为0.1、0.5、1.0mm。
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降水强度
降雪:≤5mm/h(最低工作环境温度下);
降雨:≤4mm/min。
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降雨量测量范围
一次安装(或处理)后无人为干预所能测量的最大降水总量称为降水量测量范围。
雪量测量范围选择值为50mm、100mm、200mm、500mm、不限。
雨量测量范围选择值为500mm、100mm、不限。
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准确度
当降水量在10mm以下时为±1.5mm;
当降水量在10mm以上时为±(1+总量×5%)mm。
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滞后
降雪(雨或雪夹雪)落人承水口至传感器产生相应降水量信号输出之间的延迟称为滞后。
当降水量为2.0mm以下时,滞后时间不超过24h。
当降水量为2.0mm以上时,无滞后。
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传感器输出
雨雪量计传感器一般应有遥测(有线或无线)输出接口。输出信一号可以是一组或多组接点通断信号,亦可以是高低电平。采用的发讯元器件使用寿命应至少能测量10000mm降水量。
(1)当传感器为一组或多组接点通断信号输出时,接点允许承受电压不小于12V,允许通过电流不小于50mA。输出绝缘电阻不小于1MΩ,接触电阻不大于10Ω。
(2)当传感器以高低电平方式输出时,必须与CMOS电平相符。
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机械结构性能
(1)采用加热法融雪的雨雪量计,其传感器(包括加热装置)桶身必须用优良绝热保温材料衬垫。
(2)采用不冻液融雪的雨雪量计,其贮存不冻液的桶体必须焊接牢固,无缝,,不得有渗漏发生。
(3)雨雪量计传感器需采取一定的防尘、防虫措施。
(4)雨雪量计各零部件安装正确、牢靠、机构灵活,不得有松脱、变形及其他影响使用的缺陷。
(5)雨雪量计各零部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁,并有较强的防锈防蚀性能,不得有脱层、锈蚀等缺陷。
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安全
(1)电加热式雨雪量计应带保护接地端,外壳绝缘电阻不应小于2MΩ。
(2)燃气加热式雨雪量计气路应密封,无泄漏,加热器失效保险装置应可靠。
(3)不冻液式雨雪量计融雪器器口的安装高度不低于1m;排出的溶液应按低毒化学试剂有关规定处置。
(4)仪器危险部分要有隔离保护,必要时加锁匙,并在醒目处使用清晰、牢固的安全标志。
(5)对于涉及安全的重要注意事项,说明书内必须用醒目的字体说明。
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融雪能源
(1)融雪电源
用于加热融雪的电源部分称为融雪电源。融雪电源一般为交流电220V,应尽量提高加热器电热转换效率。其总功率:普通型不大于400W;高寒型不大于700W。
(2)不冻液
用于融雪的不冻液应具备下列条件:
①冰点低于-40℃;
②密度为0.92~0.96g/cm3;
③无毒或低毒。
(3)可燃气
一般用丙烷,气源应纯净。
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记录器
(1)记录器记录周期可为日记、月记、季记、半年记等,其计时机构综合误差按下表规定。
误差规定
(2)记录器电源一般应是直流供电。使用交流供电的记录器必须配备直流备用电源,并且具有自动切换功能。3个月总耗电量应小于2AH,交流电压波动在+10%~-15%内应能正常工作。
(3)记录器采用图形记录时,自记笔尖在自记纸上划线应流利,不刮纸,其划线宽度不超过0.3mm。仪器在最大雨强下和规定最低温度时应能正常工作。记录图形完整、清晰、无重叠等现象发生。
(4)记录器采用固态存贮记录时,降水量记录精度应达到5‰,并可用计算机及打印设备按降水量测验规范打印各种报表。
(5)有线遥测距离有线遥测雨雪量计使用产品规定的导线,在150m距离内记录器应能正常工作。
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抗振性能
雨雪量计各部分在包装状态下应能承受规定高度(按GB9359一5之3.2条B类规定)的跌落试验。
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可靠性
以平均无故障工作时间(MTBF)作为雨雪量计可靠性指标,在满足仪器正常维护条件下,MTBF大于或等于8000h。
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4 使用方法
将融雪型降水传感器,水平安置于选好的测试场地,场地周围应为空旷的,不应有树木,建筑物等遮挡传感器,以免影响传感器获取真实的降雨量。
在融雪型降水传感器内,内部应放有承接雨(雪)水的水桶。冬季当在水桶内放置融雪剂,水桶内的水要定期处理,传感器顶端为承水斗,应定期清理,保证内无树叶,杂草等杂质。
5 安装与维护
在安装时系统应加过流保险装置,传感器的箱体要充分接地。系统引出两组供电线,使用时应同时上电或同时下电。