浅议“DSH1 型称重式降水传感器”

杨彦忠

宁夏泾源县气象局

DSH1 型称重式降水传感器是通过对质量变化的快速响应测量降水量。 它实现了固态、液体和混合性降水的自动化观测，能够克服目前气象台站固态降水人工观测造成的时效性差、观测频次低、时空密度不足，不能全面、连续反映降雪过程变化等诸多弊端。有利于提高固态降水观测的准确性和效率，减轻观测人员的工作量，同时有利于推进我国固态降水观测的自动化进程，提高固态降水观测的时效性，提高地面气象观测能力，提高应急服务的能力。 在这个意义上就必须搞清楚称重式降水传感器。

一、DSH1 型称重式降水传感器工作原理及特点

称重式降水传感器实现了固态、液体和混合性降水的自动化观测，能够克服目前气象台站固态降水人工观测造成的时效性差、观测频次低、时空密度不足，不能全面、连续反映降雪过程变化等诸多弊端，称重式降水传感器是实现降水自动化观测的智能传感器，它具有较高运行可靠性，能为冬季降水量预报和服务提供高质量的观测资料。有利于提高固态降水观测的准确性和效率，减轻观测人员的工作量，同时有利于推进我国固态降水观测的自动化进程，提高地面气象观测能力。

该传感器既能满足现行气象观测业务要求，输出脉冲量接入现有的自动气象站，又符合智能气象传感器的发展趋势，输出数字信号，接入新一代自动气象站或终端微机，该传感器具有RS232(或RS485)通讯接口。使观测结果客观化、观测资料连续化，减少台站观测人员的工作量， 进一步提高观测质量和观测效率，能够为专业部门和公众提供更多有价值的气象信息和观测产品。

称重式降水传感器的测量原理是通过对质量变化的快速响应测量降水量。 称重测量技术主要有两种，一种是基于电阻应变技术术：敏感梁在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，进而得到降水的质量；另一种是振弦技术：以弦丝为弹性部件， 根据其所受拉力与振动频率的对应关系，通过相应的测量电路得到降水的质量。

称重式降水传感器主要有以下特点： 测量准确、稳定性较高、数据实时性强、无需内部加热、没有活动的部件、对温度和风的噪声进行过滤。 同时实现固态降水的自动化观测，安装维护方便。 可有效提高降雪测量的准确性、稳定性和时效性。

二、DSH1 型称重式降水传感器观测与日常维护

1.称重式降水传感器观测

各省（区、市）气象局观测业务主管机构，应根据本省降雪出现的平均时间和分布情况，要求统一启用称重式降水传感器（个别高山站除外），同时停止翻斗雨量传感器的观测。

启用前，应进行安装调试、现场测试，测试结果应在当日观测记录备注栏中备注。测试合格后应按要求添加相应的防冻液和抑制蒸发油。

在称重式降水传感器停用期间， 应将内筒清空，清洁后加盖。

2.称重式降水传感器的维护

值班人员应严格按照《地面气象观测规范》要求，按时巡视、检查和维护设备、场地及电源供电情况等。

(1)每日检查内筒内液面高度和供电情况。

(2)每日定时进行仪器小清洁，口沿以外的积雪、沙尘等杂物应及时清除， 如遇有盛水口沿被积雪覆盖，应及时将口沿积雪扫入桶内，口沿以外的积雪及时清除。

(3)每周检查承水口水平、高度情况。

(4)每次较大降水过程后及时检查，防止溢出。

(5)降水过程中注意分析判断降水量数据的准确性，如有疑问，应及时进行现场测试。

(6)每月检查防雷接地情况。

(7)预计将有沙尘天气但无降水，应及时将桶口加盖；沙尘天气结束后及时取盖。

(8)降水过程中，因降水量较大可能超过量程时，应在降水间歇期及时排水。

三、DSH1 型称重式降水传感器维护注意事项

1.当内筒内的液体较多或杂物过多时，应清空，然后添加相应的防冻液和蒸发抑制油。

2.当内筒内的防冻液和蒸发抑制油过少时，应适量添加。

3.维护之前应先断开称重式传感器电源，拔下数据线。 维护完毕后，再接上电源线和数据线。

4. 每年春季应对称重式降水传感器进行防雷安全检查。

四、DSH1 型记录的处理

称重式降水传感器接入现行自动气象站时使用脉冲输出，观测数据的数据格式和记录处理方法同翻斗雨量传感器。

降水过程中，伴随有沙尘、树叶等杂物时，按正常降水记录处理；液态降水溢出或固态降水堆至口沿以上，或降水过程中取水，则该时段降水按缺测处理。

无降水时，沙尘、树叶等杂物或偶然跳变造成的降水数据，应及时删除。

五、DSH1 型存在的问题及建议

自2012 年10 月泾源局安装DSH1 型称重式降水传感器以来，我们对其进行了认真观察，发现部分问题，需要在今后的工作中加以注意。

1.称重式降水传感器有时在天气晴朗、微风，而且在每日的同一时刻， 会无故响应0.1 毫米的降水（而且常常出现）。我们一直在观察和思考造成这个问题的原因，可能是运行不稳定、抗干扰能力弱的缺点。对记录需要人工及时删除并备注。

2. 另外我们发现接称重式降水传感器防雷线对该仪器有不同程度的干扰， 常常没有原因的响应0.1毫米降水，最后我们把防雷线分开（剪断），发现干扰减低。

3.日降水量在0.0～0.1 毫米时，固态降水与人工测量误差较大，反映出固态降水设备在对0.0～0.1 毫米量级的降水事件反映不灵敏。

4. 称重式降水传感器开始记录数据时间滞后于天气现象开始时间。 固态降水有一定时间滞后，由于固态降水使用盛水桶收集降水，收集口边缘会有少量雪存积，这部分只有掉入盛水桶后，降水量才被计算入内。

5.有大风的降水过程，监测有一定误差。 风速较大，由于收集口较小，进入收集口的雪量相应减小，因此固态降水观测值比人工观测值要偏小。

6.在风速较大，无降水的过程，如果伴有沙尘天气，为防止沙尘落入，造成其仪器的响应，我们还应及时加盖。

7.DSH1 型称重式降水传感器自身的防风功能尚不完善，在瞬时风速较大时造成测量原件震荡导致测量出现偏差，也直接影响降水采集的准确性，使仪器出现漏采集现象，当然个别时次的小时降水量不同也属正常。同时该仪器使用过程中存在运行不稳定、抗干扰能力弱的缺点，我们建议增加抗干扰红外收发模块。

结束语：

虽然称重式降水传感器也有不足之处，但它能够克服目前气象台站固态降水人工观测造成的时效性差、观测频次低、时空密度不足，不能全面、连续反映降雪过程变化等诸多弊端，有利于提高固态降水实时观测效率，有利于我国降雪区起预警作用，有利于推进我国固态降水观测的自动化进程。为防灾、救灾，政府决策提供有力依据，同时提高地面气象观测能力。