气象仪器在避暑旅游和为农服务中的作用

李炳昆　张昱　李亮　亢云龙　田琳　马昊天

摘要 SL3-1翻斗式雨量传感器适用于农、林、旅游和气象等部门开展液态降水测量工作，因为降水是地区旅游和农业生产的重要影响因素之一，所以翻斗式雨量传感器的正确使用和故障排查尤其重要。

关键词 气象仪器;避暑旅游;为农服务

中图分类号：P414.9 文章标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.042

1 抚顺气候特征

抚顺气候特点是四季分明，春秋季短，夏热、多雨、为雨热同季，冬季漫长寒冷，温差较大。抚顺市年平均日照时数为2 358 h，年平均气温为6.3℃，最冷月为1月，平均气温为-15.1～-13.6℃，最热月为7月，平均气温为22.4～23.6℃。抚顺市年降水量为781.3 mm，一年的降雨主要集中在6—8月。

2 抚顺旅游与农业概况

抚顺地处长白山余脉，呈东南高、西北低之势，是辽宁省重要水源保护地，境内平均海拔80 m。抚顺地处中温带，属大陆性季风气候，一年四季分明，夏季通常日晴夜雨，日平均气温25℃左右。境内山峦连绵起伏，水源充沛，土壤肥沃，森林覆盖率达68%，林区负氧离子高达50 000个/cm3。抚顺全市土地总面积为1 127 102.68 hm2，其中农用地为1 020 240.11 hm2，占全市土地总面积的90.52%，主要以林地和耕地为主，分别占土地总面积的72.45%和16.38%[1]。

气温、湿度、降水等气象要素与抚顺旅游与农业息息相关，尤其是降水的影响尤为关键，翻斗式雨量传感器是全市雨量采集的重要气象仪器，遍布全市各个乡镇和重要农产品种植基地共计119套，翻斗式雨量传感器的正确使用和日常维护尤为重要[2]。

3 翻斗雨量传感器技术参数和结构原理

SL3-1型翻斗式雨量传感器是现在普遍使用的液态降水采集仪器，仪器感应器用二芯电缆连接，输出机械触点信号（干簧管）。传感器的承水口直径是200 mm，测量最小分度是0.1 mm降水量，最大允许误差是±0.4 mm（≤10 mm）或者±4%（>10 mm）。

传感器由盛水器、网罩、漏斗、上翻斗、汇集漏斗、计数翻斗、水平泡、调整六角螺丝、地盘、干簧管、红黑接线柱、计量翻斗、容量调节翻斗、定位螺钉、小防堵网、清洗拆卸螺帽、大防堵网和筒身构成。主要工作过程是：雨水进入承水口，汇集后进入上翻斗，然后进入计量翻斗计量，计量翻斗翻动一次记录0.1 mm降水量，降水随之进入计数翻斗。在计数翻斗中部有一个小磁钢，磁钢上面装有干簧管，计数翻斗翻转一次，干簧管被磁钢吸引闭合一次，由此送出一个0.1 mm降水信号，然后通过数据采集器发送到观测软件终端，显示0.1 mm降水出现。

4 翻斗雨量传感器检查和调试方法

4.1 外观检查

从包装箱小心取出仪器，检查外部和内部零件是否存在损坏，拆掉防止运输过程中因震动而固定保护仪器的牛皮筋，仔细查看各管道是否畅通，翻斗翻转是否灵活，转动轴前后游动是否顺畅，注意游动间隙不能0.5 mm，而且不要用手直接接触翻斗内壁[3-4]。

4.2 连机检查

传感器上有一红和一黑两个信号接线柱，用二芯导线与万用表连接，并将万用表旋钮调节至蜂鸣档。然后，将计数翻斗和计量翻斗拨到同一倾斜方向，将清水以1 mm/min左右的降水强度缓缓注入感应器漏斗之中，检查计数翻斗是否存在不发信号或者多发信号的状况，如果每翻动一次且只发出一个信号视为正常。

4.3 调试方法

传感器出厂时已经完成调试，一般可以直接使用，但运输途中可能会出现螺丝松动或橡皮筋脱落等问题，所以最好用雨量传感器校准仪测试一次，如果测量误差在±0.4mm（≤10mm）或±4%（>10 mm）时应调整仪器基点。可参照翻斗式雨量传感器使用说明书进行定位螺钉的调整。

5 翻斗雨量传感器安装维护和故障排查

5.1 安装

气象站使用SL3-1翻斗式雨量传感器，应按照《地面气象观测场规范化建设图册》的要求安装在指定位置。底盘用三个螺钉固定在混凝土底座或特质金属底座上，首先调整水平螺钉，将仪器调整至水平位置，水泡在中心圆圈内，然后拧紧螺栓上的螺帽，再反复调整水平泡至中央位置，切记不要用力过猛，防止损坏底盘底脚，二芯信号电缆通过底座直接穿入雨量筒内，并连接至传感器红黑接线柱上。

安装过程中要小心轻放，防止撞击，尤其是雨量筒口不可以变形，保持雨量筒稳定水平，可时常用游标卡尺和水平尺检测。

5.2 维护

为防止尘土、树叶、泥土和昆虫及其他异物堵塞盛水器，在雨量筒纱网上安置大防堵网和网罩，每日巡视观测场和仪器时应及时清理网罩上的杂物，保持网罩清洁。若灰尘较多，可拧松螺帽拿下网罩清洗，并擦拭盛水器口径和内表面，保证出水顺畅，同时在漏斗内部也安装了一个防堵网，起到一定的阻止异物进入筒内的作用。

翻斗部件的盛水斗室如有泥沙，应立即用清水冲洗干净，手指不可以触碰翻斗和计量翻斗斗室内壁，防止油污和脏污影响翻斗的雨量计量精准度。翻斗部件在翻转过程中如有阻塞感，应用清水清洗翻斗细轴兩端轴颈和宝石轴承的孔，特别是风沙较多的气象站要多注意这方面的问题，如果清洗不见效，可以断定是宝石磨损，立即更换轴承部件;如果翻斗细轴损坏，应立即更换翻斗。因为更换空间较小，更换时注意不要损坏其他部件。宝石的轴承保持原有状态即可，切勿加油，以免过多吸尘使尘土量和硬度更高，加大摩擦力导致宝石轴承过早损坏。

5.3 故障排查

SL3-1翻斗式雨量传感器是机械传感器，数据采集方式虽然简单但准确率高，同时也有常见的故障出现，其中最常见的故障就是雨量缺测。排查方法如下：（1）检查雨量筒承水口内是否因堵塞存水，雨水无法进入雨量传感器。（2）打开雨量筒，断开红黑接线柱上的雨量传感器电缆，用万用表蜂鸣档接到红黑接线柱上，同时从传感器上端漏斗倒入清水，如果水从汇集漏斗外沿流出，说明汇集漏斗孔堵塞;如果水流正常，计数漏斗翻动后万用表没有反应，说明干簧管失效，需要更换干簧管，这时应完全拆掉雨量传感器并更换备用传感器，更换干簧管需要用电焊在合适条件下更换。如果干簧管无故障，万用表蜂鸣档会出现声音。如果声音与计数翻斗不一致，可能出现计数翻斗一侧偏重的问题，需要更换计数翻斗或宝石轴承。（3）将主采集器上的雨量传感器电缆接线端子拔出，用万用表蜂鸣档测量雨量传感器电缆是否正常。将电缆的任意一段线头对接，测量另一端是否短路，蜂鸣档发出声音后打开对接的线头，蜂鸣档立刻停止声音的话，说明电缆没有折断，可继续使用;如果折断，立即更换临时电缆。（4）若雨量筒无堵塞，雨量传感器各部件检查正常，二芯信号电缆正常，应判断是主采集器出现故障，需要气象装备保障部门配合维修或更换。

6 避暑旅游和为农服务中的作用

按地域网格化建设的区域自动气象站不仅可以实时显示降水数据，还能为抚顺避暑旅游和为农服务方面提供气象指导意见，做出合理分析。尤其在气象防灾减灾论证方面占据重要地位。

抚顺是农业种植大市，在广袤的土地上除了种植水稻、玉米等作物，还种植着食用菌、中药材、山野菜、花卉和苗木等特色作物。作物的生长需要水分，降水量的大小可以作为科学评估作物生长的重要指标之一，在农业灾害研究中起到极为重要的作用。

7 结语

多年来，气象部门正在为抚顺旅游和农事生产做相关气候评价，将农业灾害研究注入更多科学内涵，可进一步增加当地经济效益和社会效益，从而促进地区经济的发展，提升百姓幸福感和获得感。

参考文献

[1] 张玉存，王卫平.二十世纪末气象仪器的现状与发展[J].气象水文海洋仪器，2001（3）：1–9.

[2] 黄军.自动气象站常见的异常问题及解决方法[J].气象研究与应用， 2006， 27（2）：54–54.

[3] 李菁，慕建利.避暑旅游适宜度评价模型的建立和应用[A].第32届中国气象学会年会S13气候环境变化与人体健康[C].中国气象学会，2015.

[4] 吴普，周志斌，慕建利.避暑旅游指数概念模型及评价指标体系构建[J].人文地理，2014，29（3）：128–134.

责任编辑：黄艳飞

The Role of Meteorological Instruments in Summer Tourism and Service for Agriculture

LI Bing-kun et al （Fushun Meteorological Bureau， Fushun， Liaoning 113006）

Abstract SL3-1 single tipping-bucket rainfall sensor was suitable for measuring precipitation in agriculture， forestry， tourism and meteorology. Since precipitation is one of the important factors affecting regional tourism and agricultural production， the correct use and troubleshooting of tipping-bucket rainfall sensor were particularly important. It could provide strong support for climatological quality assessment for agricultural products and disaster studies.

Key words Meteorological instruments; Summer tourism; Service for agriculture

作者简介 李炳昆（1983–），男，遼宁抚顺人，高级工程师，从事气象服务研究。*通信作者，张昱（1981–），女，辽宁抚顺人，高级工程师，硕士研究生，从事农业气象与气候研究。

收稿日期 2020–07–03