两种雨量传感器在应用中的对比浅析

章登立

[摘要]金安桥水电站水情自动遥测系统中,使用两种遥测雨量传感器,仪器通过一段时间的运行,两种设备均能满足设计和工作的需要,具有一定的先进性,实用性和可靠性。现对其精度和性能情况进行比较,各有所长,可供今后选型参考。

[关键词]雨量传感器 应用 自动测报系统

中图分类号:TP7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0910094-01

一、概述

金沙江金安桥水电站位于金沙江中游河段云南省丽江市境内。坝址以上金沙江河长2426km,控制流域面积237357.6km2。金安桥水电站以发电为主,装机容量2400MW。金安桥水电站作为特大型水电站,为了保证水电站在工程建设中的施工安全,建有水情自动测报系统。

金安桥水电站水情自动测报系统中建有20个遥测雨量站点,雨量传感器选用DY1090A型遥测雨量传感器,能满足遥测雨量参数采集的精度。

2008年初,根据大坝碾压混凝土施工的需要,在施工区增加1遥测雨量站。所选仪器为SRY-1双阀容栅式雨量计,这样,在系统内有两种不同的遥测传感器同时投入运行。

二、仪器的计量原理及主要参数

(一)DY1090A型遥测雨量计

DY1090A型遥测雨量计是由南京水利水文自动化研究所研发生产,在水文、气象、水利水电工程中应用广泛,符合水文行业及国家标准技术要求。该仪器有系列产品,满足各种不同精度的需要。

其工作原理是:降水由承雨器汇集,通过进水漏斗进入翻斗,当计量到一定的水量时,引起翻斗翻转,磁吸合(或释放)干簧管,产生一个通断信号。其测雨精度与翻斗的容量大小相关。

DY1090A型遥测雨量计主要技术指标:

承水口径:2000+0.6mm;

分辨力:1mm;

测量精度:≤±3%;

雨强范围:0.01～4mm/min(允许通过最大雨强为8mm/min);

工作环境:

周围环境温度:0～+50℃,空气相对湿度不限(+50℃时);

温度贮存范围:-40～+60℃,湿度贮存范围95%(+50℃时);

信号传输:直接产生脉冲信号,可接标准接口。

(二)SRY-1容栅式雨量计

SRY-1双阀容栅式雨量传感器,是由温州出产,是一种新型雨量计量仪器,经过了国家气象局组织的技术鉴定后,博得专家们的一致好评,并获得了国家专利(ZL:99252318.4)。现在已经取得国家气象局颁发的《气象技术装备许可证》。目前主要装备在气象领域,在水文、水利及其他行业也有应用。

其工作原理是:在贮水室的入口和出口,使用两个电动阀门自动控制,采用精密容栅位移传感器读取数据,用计量容积的方法求得水量的大小。把降雨量变成数字电信号再经微电脑处理,转换成脉冲输出。

主要特点:SRY-1双阀容栅式雨量计是通过容栅位移传感器检测降雨量,由于双阀容栅传感器的分辨率是0.01,所以容栅雨量计的计量非常精确。采用上下电动阀控制进水和排水,又使得双阀容栅雨量计在记录降水过程中雨量不流失,从而保证了计量过程的准确性。

SRY-1双阀容栅式雨量计主要技术指标:

承水口径:2000+0.6mm;

分辨力:0.01mm;

示值误差:一次降水≤10mm,误差≤±0.2mm;一次降水>10 mm,误差≤±2%;雨强范围:0.1～7mm/min;

工作环境温度:0～+60℃,空气相对湿度不限(+50℃时);

信号传输:转化成脉冲信号,可与翻转式匹配兼容。

(三)SRY-1容栅式雨量计的优点和不足

1.SRY-1容栅式雨量计有如下优点

SRY-1双阀容栅式雨量计作为一种新式设备,与DY1090A型遥测雨量计比较有如下几个方面的优点。

(1)精度较高:SRY-1双阀容栅式雨量计采用的是精密容栅位移传感器,其分辨率能达到0.01mm,对较小降水如细雨和毛毛雨也能测出其时间和降水的变化过程。

(2)计量准确,能计量各种强度的降雨:SRY-1双阀容栅式雨量计的计量原理实际上是测降水水量的容积;使用了上、下两个电动阀门自动控制,即使遭遇特大暴雨,贮水室水量也不会流失,从而能够有很高的计量精度;

双阀容栅式雨量计的最大降雨强度测量可以高达9mm/分钟,大大超过国家标准(0.1mm-4mm/分钟),容栅式雨量计的误差小于±2%,远低于国家标准(±4%),符合国际对雨量计的检测标准,同时能够满足各种行业的要求。

另外,对于强降水,SRY-1双阀容栅式雨量计不存在漏计的问题,从而克服了以往其他遥测雨量计在强降雨计量过程中存在较大误差的弊病,并且具有一定的量程。

(3)兼容性好、免调试:该雨量计的输出方式是脉冲,而且是无源(电源隔离)形式,所以对国内使用的雨量采集器都能匹配,可以直接与各种雨量计进行替换。

SRY-1双阀容栅式雨量计的内部结构是模块化的,整体性强,安装时不需作任何测试和调试,固定后接上电缆、打开电源就可开始计量。现场安装和今后维护都很方便。

2.SRY-1容栅式雨量计有如下不足

(1)出现意外维护难:SRY-1双阀容栅式雨量计上部盛水器中的雨水进入贮水室以及贮水室雨水的排出,使用了两个电动阀门自动控制,在使用中提高了精度,但若遇灰尘、泥渣、虫子等物品进入贮水室,将排水阀堵塞,维护起来很不方便,只能另外采用同种配件替换,且需专业人士进行。而DY1090A型遥测雨量计只需取下滤网用水冲洗干净后装上即可,一般人员均可作到。

(2)用电要求高,野外适应性差:SRY-1双阀容栅式雨量计使用的电源以市电为主,蓄电池为备用电源,在特殊情况下能作补充,但只能持续三天左右,在经济较为发达的地区可以适用。但是雨量遥测系统多是无人值守的偏远的流域,常没有市电,这给使用带来一定的局限性。

(3)使用成本高:SRY-1双阀容栅式雨量计的成本较高,虽然维护方便,但核心部件出现故障,就得整体替换,维修成本大。

三、结束语

SRY-1双阀容栅式雨量计和DY1090A型遥测雨量计在金安桥水电站水情遥测系统中,均能满足设计要求,收集的成果资料可靠,能反映出降水的变化过程。RY-1双阀容栅式雨量计具有计量精度高、误差小的优点,能满足有特殊要求的行业使用;同时他对环境要求较高,在经济不发达的地区,如在西部山区,人迹罕见的地方建立遥测系统,存在电源供给的问题,该仪器有一定局限性。建议水文、气象朋友在对降水量仪器选型时,根据工程环境和需要,做出选择。