孟凡伟 李义兰 孙月

摘要：目前中国气象局下发的新版台站综合地面业务软件ISOS集成板（Ver2.0.0.0.0）版本，无蒸发水位输入项，首页状态栏下预警设备并不提示预警信息，仅在数据可查询到当前蒸发水位，在日常工作当中，经常遇到无信号或输出信号异常等情况，使AG2.0蒸发传感器维护、故障排除不易察觉。本文简单阐述AG 2.0型超声波蒸发传感器的组成、工作原理、并对实际工作中的运行维护提供合理的保障维护方法及处理。

关键词：AG2.0超声波蒸发器；日常维护 ；蒸发传感器

中图分类号： P414.82 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.22.081

1 AG2.0蒸发传感器测量原理

AG2.0超声波蒸发器是由超声波传感器和不锈钢圆筒架组成，和E-601B型蒸发桶、水圈、百叶箱等配套使用，整套蒸发测量系统由百叶箱、测量筒、超声波测量探头、连通管、蒸发桶、水圈、溢流桶组成，如见图1所示。

配置PT-100温度校正部分，保证在温度范围内的测量精度。测量范圍0～100mm、分辨率<0.15%、测量精度±1.5%（工作温度0℃～50℃）、供电电源10 V～15V 、输出4～20mA（负载电阻最大500Ω），根据超声波测距原理观测水面蒸发量，选用高精度超声波传感器，测量超声波传感器至水面距离，根据超声波传感器测量发射和返回的时间差来测量水位变化，并转换成电信号输出。信号使用模拟器模拟输出4～20mA的电流进行通信，经主采集器转换后ISOS软件采集的水位数据在0～100mm之间。其中高水位20mA对应100mm，低水位4mA对应0mm。根据所测输出电流，对水位计算可利用以下公式：

E=100×（I-4）/（I-20）

其中E：蒸发水位，单位mm；I：电流值，单位mA。

2 AG2.0蒸发传感器的日常维护

蒸发传感器按照业务规定用水要求：应尽可能使用代表当地自然水体（江、流、湖）的水，在取自然水有困难的地区，也可使用饮用水；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，水色无显著变化；一般每月换一次水。蒸发传感器换水时应清洗蒸发桶，换水的温度应与原有水温度接近。冬季结冰期停止观测，应将蒸发桶内的水汲净，加盖，以免冻坏。

使用前，各检查一次蒸发器的渗漏情况，调节高度时，要求不锈钢测量桶最高水位线和蒸发桶溢流口下沿持平。（测量方法可使蒸发桶装满水，测量蒸发桶内水位和不锈钢测量桶水位）

水圈内水面应与蒸发桶内水面接近。当水位即将接近蒸发桶溢流口时及水位即将接近不锈钢测量桶高水位时，应及时将蒸发桶的水舀出；当水位即将低于蒸发桶溢流口下10cm时，（不锈钢测量桶低水位低于最低水位时），应及时向蒸发桶内加水。

清洗设备时应关闭阀门；加水时应缓慢注入，注入一半时打开气阀，继续注入。

维护时，在新版ISOS软件中填写设备维护，维护结束后填写结束设备维护，在软件左侧树状栏内选中蒸发传感器启用选项，设备才正式启用采集数值。或者调出ISOS软件中维护终端，输入SENST_LE 1，（0，表示关闭；1，表示开启）。

若主采集配有标准电阻，可将输出的电流信号转换成电压电号，测量电压输出判断是否为输出电流为4mA对应电压0V；输出电流20mA时对应电压则为5V或10V。

3 AG2.0蒸发传感器蒸发观测的干扰来源

维护或者启用AG2.0蒸发传感器时注入蒸发桶内水流过大，未关闭阀门，导致连接管内有气泡形成，影响AG2.0蒸发传感器观测数据，ISOS软件蒸发水位稳定一段时间后，蒸发水位短时间内突然降低后升高，恢复正常蒸发水位。

在强降水过程当中，使蒸发桶内水溅出，导致观测失真；大风天气时，蒸发桶内的水容易被刮出，从而偏差较大。在此种情况下，按照业务规定小时蒸发量为缺测。

在强对流天气出现时，相对湿度、温度、气压等气象要素发生明显变化，水面因受到气压作用而发生变化，使观测数据出现误差，ISOS软件当中的蒸发水位变化明显。

鸟类和小型动物的戏水，也会使蒸发观测出现误差，具体表现为ISOS软件当中，蒸发水位短时间骤然下降。

电路内的噪音干扰和脉冲信号干扰。当更换传感器、地温分采、温湿分采时，整个观测电路内进行电源的开关，产生噪音和脉冲信号，对蒸发传感器输出电流信号具有一定的影响，表现为ISOS软件蒸发水位出现野值或者水位聚变。在更换设备后稳定3～5分钟，蒸发传感器输出电流信号和IOSO软件采集的蒸发水位恢复正常。也可在主采集器蒸发信号的输入端或蒸发传感器输出端加装扼流圈等抑制电路进行电路内的抑制噪音干扰，减少噪音和脉冲信号对蒸发传感器的干扰，提高蒸发传感器输出电路的稳定性。

蒸发传感器配套使用接线盒，由于春秋季节早晚温度变化较大，虽然接线盒使用防水胶布进行密封，依然会在接线盒内形成少量水汽液化现象，接线端易被腐蚀，导致蒸发传感器输出信号无法传输，ISOS软件蒸发水位持续无变化。

参考文献

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[3]崔辰.DZZ5新型自动气象站常见故障及处理方法[J].科技创业家，2014，（06）.

[4]周青，梁海河，李雁，刘钧，曹婷婷，贾树泽，尹成海.自动气象站故障分析排除方法[J].气象科技，2012，（04）.

作者简介：孟凡伟，本科学历，助理工程师，研究方向：气象水文。