[科普中国]-融雪型雨雪量计

融雪型雨雪量计分类

目前国际上比较成熟的主要有下列三种：

（1）电加热式：将电能转换为热能将雪融化。

（2）不冻液式：利用不冻液的低温不冻结特性将雪融化。

（3）燃气加热式：利用可燃气体加热，将雪融化。

以上三种雨雪量计均采用翻斗式雨量传感器。近几年我国也研制成几种融雪型雨雪量计；大多数为不冻液式，它们在市电不正常的测站也能使用。1

雨雪量计的一般结构融雪型雨雪量计由融雪装置、雨量传感器、记录器三部分组成，其中记录器可置于室内。融雪装置是雨雪量计的核心部件，上述三类有完全不同的结构，现分述如下：

电加热式典型融雪装置中的加热元件为管状或板状，分两组安装在传感器桶身内侧和底座上。桶身内有隔热保温材料衬垫，以防从桶身部散热。除了加热元件外，融雪装置中还需设置温控器。温控器一般为电接式，一旦达到设定温度时（用于检测固态降水），就接通主加热元件进行加热，以提供集水漏斗内固态降水融化所需的热量。另外，温控保险开关也是必需的，当加热温度达到上限温度时，能切断加热器电源。电加热式雨雪量计的加热元件，其总功率一般在300~600w（普通型在350W左右）。

不冻液式一般采用装有不冻液（专配）的融雪器（可与雨量传感器桶身合为一体）承接并融化降雪。融雪器内有一溢流装置，装人的不冻液平时维持在某一溢流高度，而当有固态降水进人融雪器后，不冻液的溉冰点特性可使降雪自行融化，由此引起液面升高并产生溢流，溢流出的液体进人传感器计量发信。不冻液的冰点应在-40℃以下，密度为0.92~0.96g/cm3，具有良好的融雪性能。为了减少挥发量，在不冻液表面一般均注有低温性能优良的防蒸发油。由于不冻液易受环境因素（如温度、挥发等）的影响，在长期（特别是精度要求较高的情况下）使用时，其测量精度不够稳定，所以往往要采取一些补偿措施。例如，设置补液桶、温度补偿装置等。

燃气加热式其融雪装置一般由气瓶、过滤器、减压阀、加热器、控制阀、温控器等零部件组成。气瓶装有可燃气体,加热器内一般为铂金、陶瓷发热体，为催化加热，无燃烧，将燃气转化为热能。平时加热器处于低压供气状态维持低热当有固态降水而使温控器达到设定温度时，控制阀转为高压供气，以提供高热量，将固态降水融化。这种雨雪量计的桶身也必须加隔热保温材料衬垫。这种仪器对安全性要求高。气体要设置过滤器；减压阀可靠（最好设置双重减压阀）；加热器必须设有保险装置，当加热器失效时，能自动关闭阀门，以阻断供气；另外，管路必须无泄漏。1

技术要求根据水文对雨雪量资料的要求，并考虑到雨雪量计实际可能达到的指标，其中主要参考美国、日本等国同类仪器的技术条件，下面提出我国融雪式雨量计的技术要求：

使用环境条件（1）工作环境温度

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（2）工作环境湿度

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（3）贮存环境温度

-40~+60℃1

机械加工要求雨雪量计承水口材料应坚实，其口缘呈刃口状，内壁光滑，不得有砂眼、毛刺、伤痕、渗漏、镀层脱皮等缺陷。刃口角度为40~45°，进人承水口的降雨不应反溅出承水口。承水口内径为Φ200+0.60mm。1

分辨力分辨力可为0.1、0.5、1.0mm。1

降水强度降雪：≤5mm/h（最低工作环境温度下）；

降雨：≤4mm/min。1

降雨量测量范围一次安装（或处理）后无人为干预所能测量的最大降水总量称为降水量测量范围。

雪量测量范围选择值为50mm、100mm、200mm、500mm、不限。

雨量测量范围选择值为500mm、100mm、不限。1

准确度当降水量在10mm以下时为±1.5mm；

当降水量在10mm以上时为±(1+总量×5%)mm。1

滞后降雪（雨或雪夹雪）落人承水口至传感器产生相应降水量信号输出之间的延迟称为滞后。

当降水量为2.0mm以下时，滞后时间不超过24h。

当降水量为2.0mm以上时，无滞后。1

传感器输出雨雪量计传感器一般应有遥测（有线或无线）输出接口。输出信一号可以是一组或多组接点通断信号，亦可以是高低电平。采用的发讯元器件使用寿命应至少能测量10000mm降水量。

（1）当传感器为一组或多组接点通断信号输出时，接点允许承受电压不小于12V，允许通过电流不小于50mA。输出绝缘电阻不小于1MΩ，接触电阻不大于10Ω。

（2）当传感器以高低电平方式输出时，必须与CMOS电平相符。1

机械结构性能（1）采用加热法融雪的雨雪量计，其传感器（包括加热装置）桶身必须用优良绝热保温材料衬垫。

（2）采用不冻液融雪的雨雪量计，其贮存不冻液的桶体必须焊接牢固，无缝，,不得有渗漏发生。

（3）雨雪量计传感器需采取一定的防尘、防虫措施。

（4）雨雪量计各零部件安装正确、牢靠、机构灵活，不得有松脱、变形及其他影响使用的缺陷。

（5）雨雪量计各零部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁，并有较强的防锈防蚀性能，不得有脱层、锈蚀等缺陷。1

安全（1）电加热式雨雪量计应带保护接地端，外壳绝缘电阻不应小于2MΩ。

（2）燃气加热式雨雪量计气路应密封，无泄漏，加热器失效保险装置应可靠。

（3）不冻液式雨雪量计融雪器器口的安装高度不低于1m；排出的溶液应按低毒化学试剂有关规定处置。

（4）仪器危险部分要有隔离保护，必要时加锁匙，并在醒目处使用清晰、牢固的安全标志。

（5）对于涉及安全的重要注意事项，说明书内必须用醒目的字体说明。1

融雪能源（1）融雪电源

用于加热融雪的电源部分称为融雪电源。融雪电源一般为交流电220V，应尽量提高加热器电热转换效率。其总功率：普通型不大于400W；高寒型不大于700W。

（2）不冻液

用于融雪的不冻液应具备下列条件：

①冰点低于-40℃;

②密度为0.92~0.96g/cm3；

③无毒或低毒。

（3）可燃气

一般用丙烷，气源应纯净。1

记录器（1）记录器记录周期可为日记、月记、季记、半年记等,其计时机构综合误差按下表规定。

（2）记录器电源一般应是直流供电。使用交流供电的记录器必须配备直流备用电源，并且具有自动切换功能。3个月总耗电量应小于2AH,交流电压波动在+10%~-15%内应能正常工作。

（3）记录器采用图形记录时，自记笔尖在自记纸上划线应流利，不刮纸，其划线宽度不超过0.3mm。仪器在最大雨强下和规定最低温度时应能正常工作。记录图形完整、清晰、无重叠等现象发生。

（4）记录器采用固态存贮记录时，降水量记录精度应达到5‰，并可用计算机及打印设备按降水量测验规范打印各种报表。

（5）有线遥测距离有线遥测雨雪量计使用产品规定的导线，在150m距离内记录器应能正常工作。1

抗振性能雨雪量计各部分在包装状态下应能承受规定高度（按GB9359一5之3.2条B类规定）的跌落试验。1

可靠性以平均无故障工作时间（MTBF）作为雨雪量计可靠性指标，在满足仪器正常维护条件下，MTBF大于或等于8000h。1

使用方法将融雪型降水传感器，水平安置于选好的测试场地，场地周围应为空旷的，不应有树木，建筑物等遮挡传感器，以免影响传感器获取真实的降雨量。

在融雪型降水传感器内，内部应放有承接雨（雪）水的水桶。冬季当在水桶内放置融雪剂，水桶内的水要定期处理，传感器顶端为承水斗，应定期清理，保证内无树叶，杂草等杂质。23

安装与维护在安装时系统应加过流保险装置，传感器的箱体要充分接地。系统引出两组供电线，使用时应同时上电或同时下电。4

运输运输过程中不应发生倒置、倾斜，应直立运输。4