自动雨量站常见故障分析处理和维护

2018-11-30葛亚博

科技与创新 2018年1期

关键词：干式雨量限位

葛亚博

（河南省白龟山水库管理局，河南平顶山 467000）

自动雨量站常见故障分析处理和维护

葛亚博

（河南省白龟山水库管理局，河南平顶山 467000）

自动雨量站是雨量遥测系统的重要组成部分，稳定、可靠、准确的雨量测报是水库做好洪水调度的前提，在防洪、防灾方面发挥着非常重要的作用。通过对自动雨量站常见故障的原因进行简要分析，提出了处理措施及维护设备的方法，以确保雨量站点的稳定运行，且供大家参考。

自动雨量站；数据误差；电源故障；数据采集模块

本文仅就0.5 mm的翻斗式雨量站进行总结，电源部分由太阳能充电板和12 V、60A铅酸蓄电池组成。自动雨量站主要用于水利等部门，用来测量降雨强度和降水时间，特别适合防洪、洪水调度，是以水库水雨情管理为目的的自动测报，它是由承水口、过滤网、上筒、连接螺钉、磁钢、干式舌簧管、翻斗、限位螺钉、底座和水准泡等主要部分所组成。自动雨量站的工作原理为，承水口将收集的雨水经过上筒过滤网注入计量翻斗，翻斗是中间用隔板分成2个等容积的三角斗室，它是一个机械双稳态结构，当一个斗室接水时，另一个斗室处于等待状态。当所接雨水达到预定值时，遇重力作用使翻斗翻转，另一个斗室处于工作状态。在翻斗侧壁装有磁钢，随翻斗翻动从干式舌簧管旁扫描通过，使干簧管通断于此，即干簧管送出一个开关信号。这样，翻斗翻动次数就可以用干簧管通断形成的脉动信号计数，每记录一个脉冲信号，便代表0.5 mm的降雨量，达到降水降雨遥测的目的。由于自动雨量站长期在野外全天候工作，特别在夏季高温高湿的环境下，会经常出现设备故障，影响其实际功能和应用效果。为了进一步提升设备的稳定性和可靠性，就要在掌握基本工作原理的基础上，对其常见故障进行及时的分析和处理。

1 自动雨量站常见故障问题分析和处理

1.1 雨量数据误差大

雨量数据误差大主要表现在自动雨量站接收的雨量数据与实际降水量不符，甚至出入较大的问题上。这种故障较为常见，首先应考虑雨量筒翻斗内壁有污物，特别是在灰尘较多和附近有较多树木的地区，翻斗内会有累积的泥沙、树枝、落叶和昆虫粪便，影响了翻斗的盛水体积，造成雨量数据采集不准确。这种情况下，一般用细毛刷和清水小心清理翻斗斗室内的杂物，即可排除故障。其次要注意检查雨量翻斗内的宝石轴承是否损坏，轴承损坏主要表现为翻斗转动不灵敏、不灵活，即便斗室盛满水仍不能及时翻转，这就需要将轴承和轴间空隙用酒精小心地清洗。如果发现轴承碎裂，要及时更换。再次要检查限位螺钉位置是否有改变，这时需要用量杯注入一定量的水量看翻斗的翻转情况，再进行升或降限位螺丝，并锁紧固定。最后还要观察雨量筒的水平泡是否处在水平面上，如果有水平泡偏离中心，要及时调平，调整方法为调整底盘上的3个调平螺钉，使其水准泡停留在圆圈中心，然后再缓慢将3个固定螺钉拧紧即可。如果水准泡改变，再重新调整、固定。

1.2 自动雨量站雨量数据为零

该故障表现为收不到任何降雨数据。首先要考虑干式舌簧管损坏，检查方法为通过万用表配合磁铁进行测量，查看干式舌簧管两级是否存在开路现象。具体的检查操作为用万用表的电阻1K挡位，用正负表笔测量干式舌簧管两端的导线，每翻动一次雨量翻斗，万用表的指针即可提示通断一次，说明干式舌簧管的工作状态为正常；如果翻动指针万用表无提示或者处于常通状态，即可判断为干式舌簧管出现故障，要及时更换。其次考虑干式舌簧管插头脱落或者松动，线路老化或者线路开路都会出现不能接收到雨量的情况。鉴于此，重新进行线路的焊接或导线连接即可排除故障。最后考虑翻斗存在被卡的现象，造成不能翻转。有的雨量站上干式舌簧管安装不到位，在夏季温度较高的情况下，管头部分会有轻微的变形，造成翻斗被卡。此时，要及时调整或者更换上新的干式舌簧管。

1.3 电源故障

自动雨量站电源部分由太阳能板、太阳能充电控制器和12 V、64AH免维护密封铅酸电池组成，其工作原理为，太阳能板将收集的光能转换为电能并通过控制电路储存到蓄电池中，在阴雨天或者夜间没有太阳光的情况下，可用蓄电池储存的电能为设备供电。由于自动雨量站常年在野外，工作环境恶劣，特别是夏季，蓄电池的工作环境温度较高，会加速蓄电池老化，造成蓄电能量下降。为此，首先需要对蓄电池进行检查。检查时，用万用表直流挡50 V测量蓄电池的工作电压，如果低于10 V，雨量站就无法正常工作，要及时更换蓄电池（检修时，在未接上负载前用万用表所测量到的电压是一种虚浮电压，不是工作时的实际电压值，不能以此数据来判断充电功能的好坏）。其次要检查太阳能板是否有正常的充电电流，一般晴朗天气下，白天11：00—14：00为充电电流的高峰期，其值达到1.8A左右，9：00—10：00为0.8A左右；阴雨天气为100 MA左右。如果实测值低于这些数值，考虑太阳能板充电板存在故障，要及时更换，否则不能保证为蓄电池正常供电。

1.4 数据采集智能模块的损坏

数据采集模块负责雨量数据的转换储存，一旦出现故障，造成不能正常接收、储存降雨信息。数据采集智能模块损坏一般有以下2种情况：①软件故障，原因是短时间内接收到大量的降雨数据，导致软件瘫痪。这种情况下，重新启动机器即可恢复正常。②硬件故障。智能模块损坏后，在仔细查看线路板时，有时能看到有明显的电气元件烧毁痕迹，或者能闻到焦糊味，这时要及时进行更换。

2 自动雨量站的维护

2.1 雨量筒的维护

要定期清理雨量筒滤网，清洗雨量翻斗，检查各个单元的连接导线，及时更换存在锈蚀和接触不良的信号导线。

2.2 蓄电池的维护

至少每半年进行一次循环充放电，即用0.1×C（C为电池容量安时数，比如24AH的电池，放电电流为2.4A）的放电电流对电池放电，当电压放到10.8 V时停止放电；接着用0.1×C的充电电流对电池充电。同时，保持电源室和蓄电池本身的清洁。安装好的蓄电池极柱应涂上凡士林，防止极柱腐蚀。定期清理太阳能板上的灰尘和杂物，保证充电可靠。

2.3 定期进行雨量校准

用50 mL量杯（有MC标记）向承水口内注入15.7 mL、31.40 mL清水，看翻斗是否翻转，有无信号输出，看限位螺钉位置（基点）是否改变。若基点改变，应重新调整基点。调整方法为用50 mm量筒注入15.2 mL、31.0 mL清水，若翻斗不翻，应向上拧限位螺钉，减小翻斗翻转角度；若加水不到15.2 mL、31.0 mL就提前翻动，说明翻斗翻转角度偏小，应降低限位螺钉高度，即使限位螺钉下降，也要反复进行几次试调，最后将锁紧螺母销紧，这样可以确保雨量精度。