全自動雨量氣象站是一種集成了各種傳感器和數(shù)據(jù)記錄器的系統(tǒng),用于自動觀測和記錄降雨量、溫度、濕度、風速和風向等氣象參數(shù)。它主要由數(shù)據(jù)采集儀、翻斗雨量傳感器(或雨量計)、上位機軟件、通訊單元及供電系統(tǒng)等部分構成。其工作原理基于物理感應和數(shù)據(jù)采集技術。當氣象要素值發(fā)生變化時,各傳感器的感應元件會輸出相應的電信號變化。這些變化被數(shù)據(jù)采集儀實時采集,并經(jīng)過線性化和定量化處理,轉(zhuǎn)換成氣象要素值。隨后,數(shù)據(jù)被篩選、存儲,并通過通訊單元傳輸?shù)缴衔粰C軟件或遠程服務器進行進一步分析和處理。
一、安裝環(huán)境要求
地理位置
開闊性:應安裝在四周空曠、開闊的地方,遠離建筑物、樹木等障礙物。一般要求在以雨量氣象站為中心,半徑50米范圍內(nèi)沒有高大的障礙物,以避免這些物體對降雨的遮擋和干擾,確保降雨能夠自然地落入雨量計的承雨器中。例如,如果安裝在樹林附近,樹葉可能會阻擋部分雨滴,導致測量結果不準確。
海拔高度:要考慮海拔高度對降雨的影響。在山區(qū),海拔不同可能會導致降雨量的顯著差異,所以應盡量選擇在海拔高度相對穩(wěn)定的區(qū)域安裝,并且要記錄安裝地點的海拔高度,以便對測量數(shù)據(jù)進行修正。
下風向:為了避免受到上風向污染物、灰塵等雜質(zhì)的影響,以及減少風對雨滴的吹拂作用導致的測量誤差,最好將雨量氣象站安裝在當?shù)氐南嘛L向。例如,在城市環(huán)境中,如果氣象站安裝在工廠等污染源的上風向,空氣中的污染物可能會附著在雨量計上,影響其正常工作。
基礎條件
地基穩(wěn)固:安裝位置的地基要穩(wěn)固,能夠承受雨量氣象站設備的重量,防止因地面沉降或晃動而影響設備的正常運行。例如,在松軟的土壤或沙地上安裝,可能會導致設備傾斜或下沉,影響測量精度。
排水良好:由于雨量氣象站長期暴露在戶外,需要確保安裝位置有良好的排水系統(tǒng),避免在雨季出現(xiàn)積水情況。積水可能會淹沒雨量計的承雨器或其他電子設備,造成設備損壞。
二、工作環(huán)境要求
溫度范圍
全自動雨量氣象站的設備通常設計有一定的工作溫度范圍,一般在-30℃-+50℃之間。在極d寒冷的環(huán)境中,可能會出現(xiàn)雨量計內(nèi)的水結冰,影響翻斗的翻轉(zhuǎn)或者傳感器的正常工作;在高溫環(huán)境下,電子設備的性能可能會受到影響,如電池壽命縮短、電子元件過熱等。因此,要根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件選擇合適的設備,并采取相應的防寒或降溫措施。
濕度范圍
相對濕度也是一個重要因素,一般要求在95%RH(無凝結)以下。高濕度可能會導致設備內(nèi)部的電子元件受潮,引發(fā)短路等問題。如果安裝在潮濕的環(huán)境中,需要采取防潮措施,如密封設備的電氣部分,使用除濕裝置等。
風力限制
風力過大會對雨量氣象站的測量產(chǎn)生較大影響。強風可能會使雨滴偏離垂直方向,導致部分雨滴無法進入承雨器,或者使已經(jīng)進入承雨器的雨滴濺出。一般來說,當風力超過8級時,就需要采取防風措施,如安裝防風圍欄等。
三、電磁環(huán)境要求
遠離干擾源
全自動雨量氣象站中的電子元件和傳感器對電磁干擾比較敏感。因此,安裝位置要遠離強電磁干擾源,如高壓電線、變電站、無線電發(fā)射塔等。這些干擾源可能會影響信號傳輸、數(shù)據(jù)采集和處理的準確性。例如,高壓電線周圍的電磁場可能會使傳感器的信號出現(xiàn)異常波動。
接地要求
良好的接地可以有效減少電磁干擾,保證設備的正常運行。雨量氣象站的設備外殼和避雷裝置都需要可靠接地,接地電阻一般要求小于10Ω。通過接地可以將設備產(chǎn)生的靜電和可能受到的外部電磁干擾導入大地,從而保護設備和測量數(shù)據(jù)的安全。