区域自动气象站的雨量校准
自动气象站的检验规程
自动气象站的检验规程Last revision on 21 December 2020自动气象站检定规程1.范围本规程适用于自动气象站的各要素传感器、采集器的首次检定、后续检定和使用中的检定及校准，2.引用文献编写规程时主要引用了以下技术文献（1） II型自动气象站行业标准（2） JJF1059-1999测量不确定度评定与表示（3） JJF1001-1998通用计量术语及定义（4） JJF1002-1998国家计量检定规程编写规则使用本规程时应注意使用上述引用文献的现行有效版本3.术语和计量单位本规程引用JJF1001-1998《通用计量术语及定义》、JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》中的相关定义。
并列出一些适用于本规程的其它定义和计量单位。
术语及定义3.1.1 稳定性stability测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力3.1.2流速均匀性uniformity of velocity of flow风洞工作段流场的均匀程度。
3.1.3流速稳定性stability of flow velocity风洞工作段流场的稳定程度。
3.1.4气流偏角angle error for air-flow流场内气流偏离风洞工作段轴线的角度3.1.5阻塞系数obstructing coefficient风速仪（传感器）的感应器的迎风面积与风洞工作段横截面积之比3.1.6 紊流度（湍流度）turbulence of air-flow3.1.7 工作区域working area检定设备中受检和标准计量器具敏感部分能够和可能触及到的，满足《检定规程》相关指标要求的最大范围。
3.1.8温度均匀性degree of temperature homogeneity在恒温控制条件下，恒温槽工作区域中任意两点间温度差值的绝对值。
3.1.9温度稳定性degree of temperature fluctuate在恒温控制条件下，恒温槽工作区域任一点在规定时间内的温度变化量。
区域自动气象站现场校准及核查技术研究
区域自动气象站现场校准及核查技术研究摘要：随着气象预报的普及和应用范围的扩大，气象观测数据的准确性和可靠性对于气象预报的准确性至关重要。
然而，目前区域站现场核查的计量方式不能涵盖传感器的全部计量性能，这导致部分失真数据应用于气象预报预测会带来不确定性。
在最近的核查中，发现气温、湿度、气压传感器的超差率分别为20%、25%、11%。
这些超差数据的出现可能会对气象预报结果产生不利影响，因为即使只有少量的失真数据也会导致预测结果的差异。
因此，对于气象观测数据的准确性和可靠性，必须进行更加严格的监测和控制。
关键词：区域自动；气象站；现场校准；核查技术1现场校准与核查现场校准和现场核查在气象观测领域中是非常重要的操作。
现场校准是为了确定传感器测量性能的操作，确保气象观测数据的准确性和可靠性。
现场校准执行《自动气象站现场校准规范》，增加了可变场源的配套设备和采集器校准单元。
校准项目也进行了升级，增加了多点校准。
通过多点校准，校准结果能够涵盖设备的整体计量特性，从而确保气象观测资料的准确可靠。
这一举措对于气象行业来说是非常重要的，因为准确的气象观测数据对于各行各业都有着重要的应用。
现场核查是验证观测设备及其测量系统性能的维护性保障工作。
目前，现场核查采用多点核查和单点比较来确定设备的技术性能是否可靠。
现场核查执行《区域自动气象站现场核查方法(试行)》，这一方法的实施可以确保气象观测数据的准确性和可靠性。
2现场校准及核查数据对比分析2.1气温传感器近日，一项对145个气温传感器进行的核查和校准工作引发了人们的关注。
据悉，这145个传感器中有5个超差，超差率为4%。
然而，该项工作还发现了更多的问题。
首先，有多个传感器在不同温度环境下核查结果不一致。
这意味着传感器的准确性受到了影响，可能需要进一步调整和校准。
其次，在核查过程中，并不能涵盖整个测量范围。
这意味着部分不符合要求的传感器有可能不会被发现。
这给传感器的实际使用带来了一定的风险和隐患。
自动气象站雨量传感器的校准装置及故障排除
目前 ，我 国 自动气象 站 的建 设 面越来 越广 ，尤
其 是基本 业务 台站 全 面布 设 自动站 ，到 Ｏ ６年底 全
雨量传 感 器检 定 的 需求 ，特 意做 了两 个 校 准装 置 。 每个 校 准装置 由 ４ 基本 校 准装置 构成 ，共 ８个基 个 本校 准装 置 。所需 的设 备 为 ：降水 量 ｌ ｍｍ （ Ｏ 容量 为 ３ ４ １ｍ１ １．６ ）标 准球 ４个 、 降 水 量 ３ｍｍ （ 量 ０ 容 为 ９ ２４ｍ１ 准 球 ４个 、乳 胶 管 １ｍ、三通 阀 ４ ．８ ）标 ５ （ 有 虹 吸 节 门、 吸水 节 ｆ ）８个 、 注 水 槽 ２个 、 带 － ｊ 排水 槽 ２个 、调节 流量 的控 制 阀 ８个 、虹 吸 弯 管 ８ 条 、主 体装 置支架 （ 不锈 钢柱 、网状 支撑 架 、挡 用 水板 连 成 ）２ 。每 个基 本校 准 装置 由用乳 胶 管 连 个 接 的注 水槽 出水 口、标 准球 、三 通 阀 、控制 阀、虹 吸弯管 等 器 件 组 成 ，每 个 器 件 用 两 个 固定 架 固定 好 ，标 准球 、虹 吸弯 管要求 与地 面垂 直 ，如 图 １所 示 。８个基 本 校准装 置分 别 为降 水量 ｌｍｍ 标准 球 Ｏ （．ｍｍ／ ｎ的 降水 强度 ）３个 、降 水量 １ｍｍ 标 Ｏ５ ｍｉ ０ 准球 （ｍｍ／ ｎ的降水 强度 ） １ 、降水量 ３ ｍｍ ４ ｍｉ 个 ０ 标 准 球 （ｍｍ／ ｎ的 降 水 强 度 ） ２个 、 降 水 量 １ ｍｉ ３ｍｍ 标 准 球 （ｍｍ／ ｎ的 降 水 强 度 ） ２个 ，如 ０ ４ ｍｉ 图２ 、图 ３ 示 。挡水 板 的作 用 是 防止 标 准 球注 满 所 水 后 向外溅 水 ，直接 沿挡 水板 流到 排水槽 ，其 次是 固定标 准球 用 ；网状 支撑 架 的作用 是支撑 注水槽 和
8.4气测函〔2015〕165号附件4：区域自动气象站维修规范(试行)
附件4区域自动气象站维修规范（试行）中国气象局综合观测司2015年9月前言《区域自动气象站维修规范》主要依据《地面气象观测规范》（2003年）、《新型自动气象（气候）站功能需求书（修订版）》、《区域气象观测站建设指导意见》（修订稿）、《气象装备技术保障手册-自动气象站》、《气象观测装备维修业务管理办法》、《区域自动气象站现场核查方法》（试行）等文件和相关国家、行业标准，以基层业务人员实际维修经验为基础，吸收了区域气象站生产、使用和管理等单位的意见和建议编写完成。
规范的主要内容包括区域自动气象站的系统结构、主要性能、主要设备维修方法、流程、注意事项、维修记录表等部分。
本规范由中国气象局综合观测司制定发布，并归口。
本规范由陕西省气象局、中国气象局气象探测中心负责起草，编写组成员为：白水成、李社宏、徐青强、龙亚星、王国君、武安邦、朱海利、王千乐、王宇、汪武锋。
本规范为首次发布，是对区域自动气象站设备设施进行维修的指导性文件。
望各单位在执行过程中认真总结经验，遇有问题，及时向中国气象局综合观测司反馈，并望提出改进意见。
各单位可根据本规范，结合实际制定实施细则。
目录1 总则 (1)1.1 范围 (1)1.2 规范性引用文件 (1)2 维修条件 (1)2.1 维修人员 (1)2.2 维修工具 (1)2.3 维修备件 (1)2.4 维修资料 (1)3 主要设备技术性能 (2)3.1 设备结构 (2)3.2 传感器性能指标 (2)3.3 采集器主要性能 (2)4 常见故障维修处理流程 (3)4.1 故障发现及分类 (3)4.2 全部（大面积）站点数据缺测 (3)4.3 单站数据缺测 (4)4.4 单要素数据缺测或错误 (5)5 维修检验 (10)6 维修记录 (10)7 维修注意事项 (11)附录A 维修工具清单 (12)附录B 维修记录表 (13)区域自动气象站维修规范1 总则1.1 范围本规范规定了区域自动气象站维修的总则、维修条件、主要设备技术性能、常见故障维修处理流程、维修检验、维修记录和维修注意事项等。
DZZ4型区域自动气象站日常维护及常见故障案例和维修
DZZ4型区域自动气象站日常维护及常见故障案例和维修摘要：本文对DZZ4型区域自动气象站的工作原理及日常维护、故障处理进行了介绍及分析，并通过平邑县气象局自2018年1月至2022年7月以来该型号区域自动气象站的设备运行状况、日常维护及故障处理情况，对自动气象站日常维护注意事项及几例常见故障的维修进行了总结，有助于提升台站技术人员在自动气象站维护及维修的业务水平。
关键词：四要素DZZ4型区域自动气象站；日常维护；常见故障案例及原因；判断依据和维修方式。
引言随着气象事业的发展，区域气象观测业务越来越重要，区域气象观测业务主要承担地面气象要素的时空加密观测任务，提供区域性高时空分辨率的中小尺度灾害性天气、局部环境和区域气候等观测数据，区域气象观测站是国家级气象观测站的重要补充，在气象业务和服务中起到了重要作用[1]。
DZZ4型区域自动气象站作为一种地面气象自动化观测设备，被广泛应用。
DZZ4型区域自动气象站具有易维护、易扩展、高准确性、高可靠性等特点，能满足区域自动气象观测业务的需要，山东省临沂市平邑县气象局现有14个四要素DZZ4型区域自动气象站和5个单雨量山洪观测DZZ4型区域自动气象站。
由于长时间的运转、老化，以及野外恶劣环境的影响，DZZ4型区域自动气象站不可避免的出现各种故障，严重影响了观测数据的连续性、及时性和准确性，为提高区域气象观测数据的连续性、及时性和准确性。
本文通过平邑县气象局自2018年1月至2022年2月以来该型号区域自动气象站的设备运行状况、日常维护及故障处理情况，对自动气象站日常维护注意事项及几例典型故障的维修进行了总结，有助于提升台站技术人员在自动气象站维护及维修的业务水平。
1、四要素DZZ4型区域自动气象站结构及主要设备四要素DZZ4型区域自动气象站作为一种自动化观测地面气象系统，可完成对风向、风速、气温、雨量的数据采集、处理、质控、存储和传输，由数据采集器、传感器、电源系统、通讯系统和外围设备构成。
雨量校准仪的使用方法
雨量传感器的现场校准
现场校准： • 将雨量传感器外桶取下，将二芯信号电缆从传感器接线柱卸下，并妥 善处理二芯信号线，避免短接而引起短路产生降水计数； • 将一节5号电池安装在校准器电池盒内，注意正负极方向； • 将校准器附带的支撑架稳固的安放在雨量传感器的底座上，再将校准 器安放到支撑架上面；。 • 将校准器所带的二芯连接线的连接端，连接到传感器的接线柱上，将 二芯连接线插端插入校准器的插孔（两根连接线不分正负极）； • 按动校准器清零按钮，使校准器计数器复位；用手轻轻拨动传感器计 数翻斗，校准器计数显示器应有数字显示；然后将传感器计量翻斗和 计数翻斗调整到同一倾倒方向，并将校准器计数器清零；。
雨量校准仪的 使用方法
SL3-1型雨量传感器
• 该传感器主要由承水器 （口径为20cm）、上 翻斗、汇集漏斗、计量 翻斗和干簧管等组成。
雨量传感器的现场校准
外观检查： • 雨量传感器安装应稳定牢固，各地脚紧固螺钉不 应有松动现象； • 传感器各水流通道应畅通，不得有污物和堵塞现 象； • 各翻斗轴杆紧固螺栓应松紧适中，翻斗应转动灵 活无任何阻滞现象； • 各翻斗翻转角度定位调节螺钉应紧固，不得松动； • 干簧管与磁铁的相对位置应正确；用万用表测量， 输出的通断信号状态应正常。
雨量传感器的现场校准
小雨强度精度校准： • 在标准量杯内盛装10.0毫米清水，注入校准器“1 毫米”强度注水孔内，校准器将模拟1毫米降雨强 度使清水滴下，同时计数器开始计数，当清水全 部流淌完毕，计数器停止计数，计数器显示数值 应等于100，如果计数器显示数值不等于100，读 取计数器的数值，用100减去读数值得到此次计 量的差值。此过程重复3次，并以3次数值的平均 值作为1mm雨强时的测量差值,根据差值的大小可 以对传感器进行调整。
区域气象站雨量数据异常的分析与处理
区域气象站雨量数据异常的分析与处理作者：莫遵元来源：《农业与技术》2018年第05期摘要：区域加密气象站在防汛抗旱工作中发挥着重要的作用，是地方领导开展相关工作的数据基础。
但由于加密气象站一般无人值守，气象数据，特别是雨量数据故障率较高。
因此，及时发现异常数据，第一时间维护故障站点，有重要的社会意义。
本文提出了通过极值检查、空间连续性检查、时间连续性检查等方法，对区域自动气象站数据进行判断分析，及时发现可疑数据，该方法在实际工作中发挥了明显的作用。
关键词：区域气象站雨量；异常数据；分析中图分类号：S164 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180532065引言近年来，湖北省投入了巨大的人力物力，至2017年底已建设了近3000套区域加密自动气象站，为防汛指挥提供了丰富的数据，是防御山洪和地质灾害的法宝。
但由于区域自动气象站未无人值守站点，虽然每年都进行了数据校准，但由于地处环境复杂，各类数据，特别是雨量数据故障频发。
由于区域自动气象站雨量数据是地方开展防汛抗旱决策的重要依据，错误的数据会影响到政府的决策，造成严重的社会和经济损失，因此，确保自动气象站雨量数据的准确可靠是气象保障工作的重中之重。
在实际工作中，如果能第一时间发现可以的雨量数据，及时进行处理，是提高自动站雨量数据可用性最行之有效的方法。
1 区域自动站数据质量控制的难点国内外学者对气象资料的质量控制方法作过一些研究，如王海军等研究了自动气象站实时资料自动质量控制的方法[1]，刘小宁等研究了地面气象资料质量控制方法[2-3]，王新华等研究了自动站A文件质量控制方法[4]，不过针对区域自动气象站的降水资料质量控制的研究在国内较少。
区域自动气象站一般建设在乡镇，站点分布密集，可以监测中小尺度的天气系统，但这也对区域自动气象站雨量数据的异常分析带来了很大的难度。
由于中小尺度系统降水突发性强，时空分布很不均匀，因此很难在一次降雨过程中发现雨量数据是否异常。
雨量传感器校准方法及维护措施
雨量传感器校准方法及维护措施摘要介绍了松原市气象局近年来雨量传感器发生故障及派出情况，总结雨量传感器的正确校准方法，并提出了雨量传感器日常维护及故障排除方法，以供参考。
关键词区域站；雨量传感器；校准；故障；维护近年来，随着区域自动气象站的发展，越来越多的区域自动气象站代替了传统的人工测量方式，被应用在气象观测中。
同时，由于区域自动气象站具有记录准确、省工、省力、能够在环境恶劣地区使用、记录准确、传输速度快等特点，也被广泛应用到航海、地质测绘等行业和部门。
自2006年以来，吉林省为提高中尺度灾害性天气监测预警水平，为社会提供更好的优质服务，先后建成了778个区域自动站点。
在2010年吉林省发生的50年一遇的特大洪水中发挥了不可低估的作用，各雨量站点及时准确上传了各时段的降雨量，为地方抗洪抢险决策服务提供了强有力的保障[1-6]。
在实际测量过程中，保证雨量传感器的正常运行状态和准确度是对基层工作人员提出的基本要求，为确保观测工作的顺利开展，现将雨量传感器的正确校准和日常维护经验介绍如下。
1 雨量传感器故障情况雨量传感器是区域自动气象站用于测量液体降水量和降水强度的重要传感器之一。
如果雨量传感器发生故障，则会导致降水测量不准确，根据对区域自动站全年维修、维护记载情况，雨量传感器的故障率占全年维修故障率的1/3。
雨量传感器的漏斗堵塞是最大隐患，约占雨量传感器故障率的90%以上，这就说明正确的校准和日常维护非常重要。
近年来，雨量传感器发生故障的情况见表1。
2 雨量传感器正确校准吉林省规定每年的4月1日到10月30日启用区域站雨量传感器，在启用前和每年的6、7月都要对区域站的雨量传感器进行校准和维护；每次大的降雨过程结束后和雨量传感器的调整和维护后都要进行校准。
松原市气象局区域站采用的是沈阳新力新信息技术有限公司生产的JJSI型翻斗雨量传感器校准仪。
2.1 校准必备的工具在校准雨量传感器的过程中需要准备翻斗雨量传感器校准仪1台、水平尺1个、万用表1台、维修工具1套。
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区域自动气象站的雨量校准
摘要总结了区域自动站雨量计现场校准、数据处理方法及注意事项,以期为气象核心业务和科学研究提供准确的观测数据。
关键词区域自动气象站;雨量计;现场校准
中图分类号p332.1文献标识码b文章编号
1007-5739(2009)08-0285-02
1校准计量性能要求
雨量最大允许误差:降水强度1mm/min时,±0.3mm;降水强度
4mm/min时,±0.4mm。
2校准环境条件
气温4~40℃,湿度≤90%rh,风速≤6m/s。
3校准前的检查
(1)在自动站现场位置,自动站雨量传感器处于正常安装状态下,进行其测量准确度的校准。
(2)对雨量传感器进行外观检查,不应有破损或变形。
(3)雨量传感器安装应稳定牢固,各地脚紧固螺钉不应有松动现象。
(4)传感器各水流通道应畅通,不得有污物和堵塞现象。
(5)各翻斗轴杆紧固螺栓应松紧适中,翻斗应转动灵活无任何阻滞现象。
(6)各翻斗翻转角度定位调节螺钉应紧固,不得松动。
(7)干簧管与磁铁的相对位置应正确;用万用表测量,输出的通断
信号状态应正常。
4校准前的准备
(1)将雨量传感器外筒取下,将自动站二信号电缆从传感器接线柱卸下,并妥善处理二芯信号线,避免短接而使采集器产生降水计数。
(2)将一节7号电池安装在校准器电池盒内,注意正负极方向。
(3)将校准仪附带的支撑架稳固安放在雨量传感器的底座上(如果放不到底座上,将支撑架调转方向),再将校准仪安放到支撑架上面。
(4)将校准仪所带的二芯连接线的连接端连接到传感器的接线柱上,将二芯连接线插头端插入校准器的插孔。
(5)按动校准仪清零按钮,使校准仪计数器复位;用手轻轻拨动传感器计数翻斗,校准器计数显示器应有数字显示,然后将传感器计量翻斗和计数翻斗调整到同一倾倒方向,并将校准仪计数器清零。
5小雨强现场校准
在标准量杯内盛装10.0mm清水,注入校准仪小强度注水孔内,校准仪将模拟1mm 降雨强度使清水滴下,同时计数器开始计数,当清水全部流淌完毕,计数器停止计数,计数器显示数值应等于100,如果计数器显示数值不等于100,读取计数器的数值,用100减去读数值得到此次计量的误差。
此过程重复3次,并以3次数值的平均值作为1mm雨强时的测量误差,根据差值的大小对传感器进行调整。
6大雨强现场校准
在进行完小雨强度传感器校准后,将计数器清零,在标准量杯内盛装10.0mm清水,注入校准仪大强度注水孔内,进行计数测试,当清水全部流淌完毕,计数器停止计数,计数器显示数值也应等于100,如果计数器显示数值不等于100,读取计数器的数值,用100减去读数值得到此次计量的误差。
此过程重复3次,并以3次数值的平均值作为4mm雨强时的测量误差。
该过程中有以下事项需要注意: (1)仪器适应于承水器口缘面积为314cm2的雨量传感器(盛水口直径200mm),当被测雨量传感器的口缘面积是200cm2(盛水口直径159.6mm),只需进行计数值换算即可。
计算方法:314÷200=15.7,即计数器应显示数值为157。
(2)每次校准或调整后,应注意传感器计量翻斗和计数翻斗保持在同一倾倒方向。
(3)在维修和校准过程中,如发现翻斗内壁有脏物或沙尘时,可向漏斗内注入清水进行冲洗,严禁用手或其他可能带有油垢的物品擦拭翻斗内壁。
7数据处理
用被检雨量传感器3次测量值的平均值减去标准值,得出该雨强下的测量误差,分别用下式计算:△r1=r(1,3)-r(1,s);△
r4=r(4,3)-r(4,s),式中△r1即雨强为1mm/min时的测量误差(mm);r(1,3)即雨强为1mm/min时,3次测量值的平均值(mm);r(1,s)即雨强为1mm/min时的标准值(mm);△r4即雨强为4mm/min时的测量误差(mm);r(4,3)即雨强为4mm/min时,3次测量值的平均值
(mm);r(4,s)即雨强为4mm/min时的标准值(mm)。
在2种雨强条件下,被检雨量传感器的测量误差均不超过±0.3 mm视为合格;否则应进行雨量传感器的基点调整。
8校准结果处理
当校准结果超过误差允许范围,并且属于系统误差性质时,必须对传感器进行调整,调整后必须进行小、大雨强的重新校准,直至在小、大雨强时的测量误差都符合标准。
当校准结果超过误差允许范围,并且不属于系统误差性质时,则必须对传感器各个部分进行仔细的检查和维修,然后再进行调整。
如经修理调整后仍达不到要求,则该传感器应当报废不再使用。
雨量传感器现场校准结束后,取下连接线和校准器,将自动站的雨量二芯信号电缆重新与传感器连接好,将雨量传感器外筒装上并固定好;将校准仪内电池取下,将校准仪、支撑架、连接线和量杯放入仪器箱内。
9校准周期
(1)按照规范和业务部门要求进行。
(2)冬季停用后重新使用,每一次大的降雨过程后自动站雨量传感器均需进行现场校准。
(3)调整和维修后的传感器应进行重新校准。
10误差调整方法
(1)sl3型雨量传感器。
应调整计量翻斗的2个定位螺钉,将2个定位螺钉中的1个旋转1圈,其测量误差变化3%左右;若同时将2个
容量调节螺钉顺时针或逆时针旋转1圈,其测量误差变化6%左右。
假如示值误差是正值(+6%)时,就将2个定位螺钉都往内(顺时针)旋转1圈,调好后应注意拧紧锁紧螺母;若检定结果的误差是负值(-2%)时,应将其中的1个定位螺钉往外(即逆时针)旋转2/3圈,调好后应拧紧锁紧螺母。
当上翻斗出现滴流而不能正常翻转时,应将翻斗翻转倾角稍稍调小些(向内旋转定位螺钉)。
(2)sl2-1型雨量传感器。
用2ml标准吸管吸入1.9~2.0ml的水,将其慢慢注入翻斗一侧,翻斗应翻倒,如果还不到1.9~2.0ml的水,翻斗就翻倒了,则应调节调整螺母降低另一侧阻止块,如果
1.9~
2.0ml的水注入翻斗,翻斗还不翻,则调节调整螺母上升另一侧阻止块;用这种方法就可重新调节翻斗的每一侧,直至两边非常一致。
11注意事项
(1)仪器在校准过程中,如果漏斗内已经注入清水,发生滴水孔堵塞,应从漏斗底部用细针进行通透,严禁将校准仪翻转往外倒水。
(2)每次校准结束后,应将电池取出。
(3)当被测雨量传感器可口缘面积是200cm2时,校准仪可以正常使用,应固定好校准仪的高度位置,保证校准仪滴出的水可靠地汇
入传感器漏斗内。
12结语
区域自动气象站是科技含量较高的自动观测仪器,传感器都是电信号输出。
因此,测量准确度会随时间变化而发生变化,为使量值传
递准确、可靠、统一,必须对区域自动气象站定期进行检定和校准,并使其具有可比性。