AG2.0型超声波蒸发器日常维护及数据异常处理

梁艳 李锐锋 齐忻敏 张宗智

摘要：本文对AG2.0型超声波蒸发器的系统结构、工作原理、使用及其日常维护过程中所需注意的事项，进行了较为详细的介绍和阐述。结合在实际工作运行中遇到的故障，提出了合理的保障维护方法和处理思路。以保证仪器观测的精确度，提供准确的观测数据。

关键词：AG 2.0型超声波蒸发器；仪器维护；数据异常；处理方法

引言

在气象学中蒸发量是指在一定时间间隔内，蒸发器中蒸发水层的深度，通常以毫米为单位，常用的蒸发器有小型蒸发器以及 E-601B 型蒸发器。近几年来，气象科技水平不断发展，测量仪器自动化程度不断提高，右玉国家基本站 2014 年5月1日正式运行AG2.0型超声波蒸发器，每年在5月1日-9月30日启用。AG2.0型超声波蒸发传感器的使用，实现了蒸发量观测的自动监测，同时为气象服务提供了较为客观、连续的蒸发量观测数据。本文通过右玉站近4a的使用，对AG2.0型超声波蒸发器清洗维护、故障现象以及异常数据处理做了总结和分析，希望能为台站应用提供一些参考。

1仪器系统结构及工作原理

AG2.0型超聲波蒸发器由超声波蒸发传感器、不锈钢测量圆筒、E-601B 型蒸发桶、连通管、水圈、百叶箱等配套件组成。蒸发桶和不锈钢测量筒之间采用铝塑管和管件等连接，组成一个连通器。

根据超声波测距原理，选用高精度超声波探头，对标准蒸发皿内水面高度变化进行检测，转换成电信号输出，电信号传到采集器后转换为数字信号，业务人员就可以通过软件看到每个小时的蒸发量和1日（ 20-20 时） 的蒸发量。并且配置了PT-100温度校正部分，以保证在使用温度范围内的测量精度。

AG 2.0 型超声波蒸发传感器的测量范围是 0-100mm ，分辨率 0.1mm ，在0-50℃时 ，测量精度为±1.5%。

2蒸发器的日常维护

2.1蒸发器的用水

一是应尽可能用代表当地自然水体（江、河、湖、水库）的水。 在取自然水有困难的地区，也可使用饮用水（井水、自来水），本站使用自来水为蒸发器用水。器内水要保持清洁，水面无漂浮物，水中无小虫及悬浮污物，无青苔，水色无显著改变。一般每月换一次水。换水时应清洗蒸发桶，换入水的温度应与原有水的温度相接近。

2.2蒸发器的清洗及设备维护

在非结冰期台站重新启用蒸发传感器时，应提前几天测试蒸发传感器性能并观察其稳定性，如性能不稳定可及时采取应对措施，避免因仪器故障造成蒸发数据缺测。在日常使用和维护蒸发传感器时应注意以下几点：

（1）清洗维护蒸发传感器一般应避开正点前后10分钟及避开降水时段和水温相差较大的时段，最好是上午进行，维护时间尽量短。清洗前首先在ISOS业务软件“设备管理”主菜单点击“设备维护”中的“维护”操作后（输入操作人姓名、及维护内容）再进行清洗，清洗过程中要从蒸发室内灌水冲洗连通管道内杂物（蒸发传感器卸下，横放在一边。）。蒸发桶和管道清洗干净后往蒸发桶内加水，待水位淹没连通管口时，从蒸发室内加水，并观察连通管口有无气泡排出，确定无气泡后，将蒸发传感器放置归位，继续沿蒸发桶桶壁缓慢加水，避免因水面波动过大而造成连通管内气泡产生。加水至溢流口以下2cm左右时停止加水，等水位稳定后将蒸发传感器连接到主采集器。

（2）水位太低，小于所设置的最低蒸发水位时应及时加水；水位太高，且预报近期有大的降水过程，建议取水降低蒸发水位。

（3）每月月初以及沙尘天气过后及时清洗维护蒸发传感器。

（4）冬季结冰期停止蒸发自动观测期间，首先在ISOS业务软件“设备管理”主菜单进行设备停用操作，抽干蒸发桶及管道内的水，防止结冰涨破管道。

2.3蒸发器的定检

（1） 每年汛期前后应各检查1次蒸发器的渗漏情况等，发现问题及时进行处理。

（2） 定期检查蒸发器的安装情况，若发现高度不准、不水平等，要及时予以纠正。

（3） 每2年对蒸发传感器进行1次现场检查校准，校准方法严格按照中国气象局规定的自动气象站现场校准方法进行。

3蒸发数据异常的一般检测方法

（1）首先通过命令OBSAMPLE MAIN从主采集器查看采样数据，采样数据是否正确，如果采样数据有，分钟数据无，可能是计算机软件或采集器设置问题，如果没有，需要对蒸发传感器进行检查。

（2）查看传感器的供电是否正常（供电电压为10-15V），若正常，再查看传感器到采集器之间的线缆插头是否插好，将插头插好后，用万用表的电流表测量其信号输出端和信号地之间的电流；蒸发传感器输出的输出信号为电流输出，量程范围为0-100mm，当处于最高水位时端输出电流为4mA，当水位处于最低水位时输出电流为20mA；输出电流和蒸发水位呈现出线性关系，依据测量值来判断传感器的好坏及精确度。

（3）另外如果传感器的不锈钢圆筒或管道内有异物或气泡，也会影响其测量精度。基本维护操作方法：将不锈钢底座整个取出，将底部的管进行拉直，然后放回，有助于水流畅通；用导线对水管进行疏通，从水池往里疏通或从不锈钢底座穿线往外疏通。

4蒸发数据异常的处理方法

正常情况下，蒸发传感器自动测量蒸发桶内水面高度的连续变化，采集器自动计算出1h和1d（20 ：00至翌日 20 ：00）的蒸发量，采集器自动把同一时间内的降水量减去。如果数据出现异常，处理方法如下：

（1）当 1 h 的蒸发量出现异常或缺测时，用前后2 h数据内插来代替。

（2）当连续2 h或以上蒸发量不正常，则按缺测处理，日蒸发量按缺测处理。

（3）当自动蒸发量日合计缺测时，如果有备份自动站记录的，用备份站记录代替；无备份自动站记录的，用人工站记录代替，人工蒸发量输入19-20时小时栏，其他时次空白。无人工记录的，全天蒸发量缺测，并及时启动人工观测。

5结语

以上是对AG2.0型超声波蒸发传感器运行过程进行了总结， 在此提出和大家进行探讨。在实际工作中 ，我们还会遇到和发现一些新问题 ，还需每个业务人员不断地进行探索和总结。

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范 [M].北京：气象出版社， 2011.

[2]中国华云技术开发公司研发中心.CAWS3000（DZZ5）型自动气象站技术手册.北京.2011.

[3]中国气象局综合观测司.气象装备技术保障手册 一自动气象站[M].北 京：气象出版社.2011.

作者简介：梁艳（1978-）女，汉族，山西右玉人，本科学历，副研级高级工程师，主要从事县级综合气象业务研究。