章登立

[摘要]金安橋水電站水情自動遙測系統(tǒng)中,使用兩種遙測雨量傳感器,儀器通過一段時間的運(yùn)行,兩種設(shè)備均能滿足設(shè)計和工作的需要,具有一定的先進(jìn)性,實用性和可靠性?，F(xiàn)對其精度和性能情況進(jìn)行比較,各有所長,可供今后選型參考。

[關(guān)鍵詞]雨量傳感器 應(yīng)用 自動測報系統(tǒng)

中圖分類號:TP7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910094-01

一、概述

金沙江金安橋水電站位于金沙江中游河段云南省麗江市境內(nèi)。壩址以上金沙江河長2426km,控制流域面積237357.6km2。金安橋水電站以發(fā)電為主,裝機(jī)容量2400MW。金安橋水電站作為特大型水電站,為了保證水電站在工程建設(shè)中的施工安全,建有水情自動測報系統(tǒng)。

金安橋水電站水情自動測報系統(tǒng)中建有20個遙測雨量站點(diǎn),雨量傳感器選用DY1090A型遙測雨量傳感器,能滿足遙測雨量參數(shù)采集的精度。

2008年初,根據(jù)大壩碾壓混凝土施工的需要,在施工區(qū)增加1遙測雨量站。所選儀器為SRY-1雙閥容柵式雨量計,這樣,在系統(tǒng)內(nèi)有兩種不同的遙測傳感器同時投入運(yùn)行。

二、儀器的計量原理及主要參數(shù)

(一)DY1090A型遙測雨量計

DY1090A型遙測雨量計是由南京水利水文自動化研究所研發(fā)生產(chǎn),在水文、氣象、水利水電工程中應(yīng)用廣泛,符合水文行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。該儀器有系列產(chǎn)品,滿足各種不同精度的需要。

其工作原理是:降水由承雨器匯集,通過進(jìn)水漏斗進(jìn)入翻斗,當(dāng)計量到一定的水量時,引起翻斗翻轉(zhuǎn),磁吸合(或釋放)干簧管,產(chǎn)生一個通斷信號。其測雨精度與翻斗的容量大小相關(guān)。

DY1090A型遙測雨量計主要技術(shù)指標(biāo):

承水口徑:2000+0.6mm;

分辨力:1mm;

測量精度:≤±3%;

雨強(qiáng)范圍:0.01～4mm/min(允許通過最大雨強(qiáng)為8mm/min);

工作環(huán)境:

周圍環(huán)境溫度:0～+50℃,空氣相對濕度不限(+50℃時);

溫度貯存范圍:-40～+60℃,濕度貯存范圍95%(+50℃時);

信號傳輸:直接產(chǎn)生脈沖信號,可接標(biāo)準(zhǔn)接口。

(二)SRY-1容柵式雨量計

SRY-1雙閥容柵式雨量傳感器,是由溫州出產(chǎn),是一種新型雨量計量儀器,經(jīng)過了國家氣象局組織的技術(shù)鑒定后,博得專家們的一致好評,并獲得了國家專利(ZL:99252318.4)。現(xiàn)在已經(jīng)取得國家氣象局頒發(fā)的《氣象技術(shù)裝備許可證》。目前主要裝備在氣象領(lǐng)域,在水文、水利及其他行業(yè)也有應(yīng)用。

其工作原理是:在貯水室的入口和出口,使用兩個電動閥門自動控制,采用精密容柵位移傳感器讀取數(shù)據(jù),用計量容積的方法求得水量的大小。把降雨量變成數(shù)字電信號再經(jīng)微電腦處理,轉(zhuǎn)換成脈沖輸出。

主要特點(diǎn):SRY-1雙閥容柵式雨量計是通過容柵位移傳感器檢測降雨量,由于雙閥容柵傳感器的分辨率是0.01,所以容柵雨量計的計量非常精確。采用上下電動閥控制進(jìn)水和排水,又使得雙閥容柵雨量計在記錄降水過程中雨量不流失,從而保證了計量過程的準(zhǔn)確性。

SRY-1雙閥容柵式雨量計主要技術(shù)指標(biāo):

承水口徑:2000+0.6mm;

分辨力:0.01mm;

示值誤差:一次降水≤10mm,誤差≤±0.2mm;一次降水>10 mm,誤差≤±2%;雨強(qiáng)范圍:0.1～7mm/min;

工作環(huán)境溫度:0～+60℃,空氣相對濕度不限(+50℃時);

信號傳輸:轉(zhuǎn)化成脈沖信號,可與翻轉(zhuǎn)式匹配兼容。

(三)SRY-1容柵式雨量計的優(yōu)點(diǎn)和不足

1.SRY-1容柵式雨量計有如下優(yōu)點(diǎn)

SRY-1雙閥容柵式雨量計作為一種新式設(shè)備,與DY1090A型遙測雨量計比較有如下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)。

(1)精度較高:SRY-1雙閥容柵式雨量計采用的是精密容柵位移傳感器,其分辨率能達(dá)到0.01mm,對較小降水如細(xì)雨和毛毛雨也能測出其時間和降水的變化過程。

(2)計量準(zhǔn)確,能計量各種強(qiáng)度的降雨:SRY-1雙閥容柵式雨量計的計量原理實際上是測降水水量的容積;使用了上、下兩個電動閥門自動控制,即使遭遇特大暴雨,貯水室水量也不會流失,從而能夠有很高的計量精度;

雙閥容柵式雨量計的最大降雨強(qiáng)度測量可以高達(dá)9mm/分鐘,大大超過國家標(biāo)準(zhǔn)(0.1mm-4mm/分鐘),容柵式雨量計的誤差小于±2%,遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)(±4%),符合國際對雨量計的檢測標(biāo)準(zhǔn),同時能夠滿足各種行業(yè)的要求。

另外,對于強(qiáng)降水,SRY-1雙閥容柵式雨量計不存在漏計的問題,從而克服了以往其他遙測雨量計在強(qiáng)降雨計量過程中存在較大誤差的弊病,并且具有一定的量程。

(3)兼容性好、免調(diào)試:該雨量計的輸出方式是脈沖,而且是無源(電源隔離)形式,所以對國內(nèi)使用的雨量采集器都能匹配,可以直接與各種雨量計進(jìn)行替換。

SRY-1雙閥容柵式雨量計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是模塊化的,整體性強(qiáng),安裝時不需作任何測試和調(diào)試,固定后接上電纜、打開電源就可開始計量。現(xiàn)場安裝和今后維護(hù)都很方便。

2.SRY-1容柵式雨量計有如下不足

(1)出現(xiàn)意外維護(hù)難:SRY-1雙閥容柵式雨量計上部盛水器中的雨水進(jìn)入貯水室以及貯水室雨水的排出,使用了兩個電動閥門自動控制,在使用中提高了精度,但若遇灰塵、泥渣、蟲子等物品進(jìn)入貯水室,將排水閥堵塞,維護(hù)起來很不方便,只能另外采用同種配件替換,且需專業(yè)人士進(jìn)行。而DY1090A型遙測雨量計只需取下濾網(wǎng)用水沖洗干凈后裝上即可,一般人員均可作到。

(2)用電要求高,野外適應(yīng)性差:SRY-1雙閥容柵式雨量計使用的電源以市電為主,蓄電池為備用電源,在特殊情況下能作補(bǔ)充,但只能持續(xù)三天左右,在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)可以適用。但是雨量遙測系統(tǒng)多是無人值守的偏遠(yuǎn)的流域,常沒有市電,這給使用帶來一定的局限性。

(3)使用成本高:SRY-1雙閥容柵式雨量計的成本較高,雖然維護(hù)方便,但核心部件出現(xiàn)故障,就得整體替換,維修成本大。

三、結(jié)束語

SRY-1雙閥容柵式雨量計和DY1090A型遙測雨量計在金安橋水電站水情遙測系統(tǒng)中,均能滿足設(shè)計要求,收集的成果資料可靠,能反映出降水的變化過程。RY-1雙閥容柵式雨量計具有計量精度高、誤差小的優(yōu)點(diǎn),能滿足有特殊要求的行業(yè)使用;同時他對環(huán)境要求較高,在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū),如在西部山區(qū),人跡罕見的地方建立遙測系統(tǒng),存在電源供給的問題,該儀器有一定局限性。建議水文、氣象朋友在對降水量儀器選型時,根據(jù)工程環(huán)境和需要,做出選擇。