柴德美+丁媛

摘要 介绍WUSH-TV2型超声蒸发传感器的工作原理、维护方法，对实际工作中遇到的故障进行分析，提出合理的保障维护方法。

关键词 蒸发传感器；工作原理；维护；异常处理

中图分类号 P414.8 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2016）23-0232-01

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[1]。近几年来，气象科技水平不断提高，测量仪器自动化程度不断提高，蒸发传感器选用超声蒸发传感器，运行稳定，测量数据准确，能满足观测业务需求。

1 WUSH-TV2型超声波蒸发传感器的工作原理

WUSH-TV2型蒸发器借助于超声测距原理实现高精度的蒸发量测量，通过超声波传感器对测量前后的水面高度差进行测量，并转化成电信号，并结合温度校正功能，实现蒸发量的精准检测。WUSH-TV2型超声波蒸发传感器的分辨率为0.1 mm，其误差为±1.5%，测距范围在0～100 mm之间。该传感器可以连续测量水面蒸发的情况，并自动计算出1 d内每小时的蒸发量情况，当遇到降水导致日蒸发出现负值时，将按照“0.0”蒸发量处理[2]。

2 WUSH-TV2型超声波蒸发传感器的日常维护

（1）用水的具体要求。为了尽量保证蒸发器测量数据的准确性，在蒸发器用水方面尽量选用当地自然水体，如江水、河水或湖水，如取用自然水获取有困难，用清洁的饮用水也可以。无论使用何种水源，都应当确保水质清洁无杂物，表面无青苔、小虫等漂浮杂物。通常情况下，每个月换1次水即可，换水时务必将蒸发桶清洗干净，且换用水体尽量和原水体水质情况保持一致。

（2）为了防止冬季结冰期对蒸发器造成冻裂损害，应当在结冰期停止观测，并将仪器内的水全部排净。

（3）在汛期前后进行渗水情况检查，并进行水位的合理调节。在调节水位高度时，应当保证测量桶水位刻度线与蒸发桶的溢流口下沿基本保持持平，或者前者高于后者5 mm以内。如果蒸发桶内的水位接近其溢流口时，或即将高于不锈钢测量桶高水位刻度線时，应及时将水移出；如果蒸发桶内水位过低（以溢流口向下10 cm为标准）则应及时加水补充[3]。通常情况下，应当确保蒸发桶内的水面与水圈内的水面基本持平。

3 WUSH-TV2型超声波蒸发传感器使用中出现的问题

3.1 正常维护时出现监测值缺失

在正常设备维护时，如操作不当则会出现监测值缺失问题。具体案例：6月15日上午进行蒸发桶清洗操作，出现10：00—11：00的数据缺失问题，其原因在于在正常维护时，未进入维护模式，致使设备在维护过程中仍然进行蒸发数据监测，从而造成数据缺失。正确的处理方法：在进行正常设备维护时，事先将采集器设置为维护模式，待维护完毕过后，再将其设置为工作状态。

3.2 蒸发桶清洗后，蒸发监测值偏离正常值，出现偏小数据

具体案例：6月23日10：00进行蒸发桶清洗操作后，11：00—20：00的数据明显小于正常值。经过现场排查及分析，发现问题出于连通管内存在气泡，导致监测值不准。具体应对措施：先将采集器的模式设置为维护模式，通过测量桶加水方式使连通管内气泡排出后，再将采集器设置回正常工作状态。

3.3 强降水引发的蒸发量偏大

7月18日9：00—10：00降水强度较大，9：00为21.6 mm，10：00为18.3 mm，对应时次蒸发9：00为2.4 mm，10：00为2.8 mm。由于强降雨天气环境下，空气湿度非常大，蒸发量几乎为0，应当按照“0.0”处理。处理方法：当水位即将高于不锈钢测量桶高水位刻度线时，通过人工方式将水移出，并在系统中手动修改监测结果为“0.0”[4]。

3.4 清洁维护雨量传感器造成的蒸发量异常

6月27日9：15—9：32清洁维护雨量传感器，10：00蒸发量错误。排查分析，发现是由于清洁过程中未将雨量信号线断开，采集器将其作为降水量进行监测计算，导致监测结果出现严重偏差。处理方法：清洁维护雨量传感器时断开雨量信号线。

4 WUSH-TV2型超声波蒸发传感器异常时数据处理

在不同的情形下，应当对异常数据区别对待处理。如某时次数据异常，在其前后2 h数据正常情况下，可通过内插法求得，并不影响当日蒸发量正常统计；如果其前后2 h的数据也异常，此时如有人工测试数据，则可选用当时段的人工测试结果作为监测数据，如果没有人工监测数据，则该时次的数据按照缺测处理。

5 结语

蒸发量与辐射、风向、风速、温湿度有很大的关系，但超声波蒸发传感器和测量筒放入小百叶箱中，减少了温度及风对蒸发传感器的影响，使得测量数据更稳定可靠。

6 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，2003：64-67.

[2] 胡玉峰.自动气象站原理与测量方法[M].北京：气象出版社，2004：40-41.

[3] WUSH-TV2型超声波蒸发传感器用户手册[Z].无锡：江苏省无线电科学研究所有限公司，2012.

[4] 潘艳秋.自动气象站大型蒸发异常分析及处理[J].现代农业科技，2013（21）：237.