翻斗式雨量监测站校准

1. 目的

规范翻斗式雨量监测站的校准操作，确保降水数据采集的准确性与一致性，满足水文测验、气象观测及防汛抗旱工作的技术要求。

2. 适用范围

适用于翻斗式雨量计的室内检定及现场比对校准。不适用于称重式、光学式及超声波式等其他原理的雨量测量设备。

3. 校准依据

GB/T 21978.2-2014《降水量观测仪器 第2部分：翻斗式雨量传感器》

SL 21-2015《降水量观测规范》

JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

4. 校准环境要求

环境温度：(20±5)℃，检定过程中温度变化率不大于1℃/h。

环境湿度：相对湿度不大于85% RH。

工作平台：稳固、可调平的基础台面，台面水平度误差不大于0.1°。

供水水源：洁净自来水或蒸馏水，水温与室温之差不超过2℃。

5. 校准设备

标准雨量检定装置：配备高精度容量计量筒或电子流量计，分辨率不低于0.01 mm，示值误差不超过±0.2%。

水平尺：分度值0.02 mm/m。

标准量器：量程覆盖单翻斗容量，精度等级不低于一等。

计时器：分辨率0.01 s，日差不超过±0.5 s。

万用表：用于检测干簧管通断及脉冲信号输出。

6. 校准前准备

外观检查：检查承水口边缘是否光滑、无变形；翻斗轴转动灵活，无卡滞；外壳密封良好，无渗漏。

水平调整：将雨量监测站安装于检定台，使用水平尺调整底座螺丝，确保承水口处于水平状态。

信号检查：接通数据采集器，模拟翻斗翻转，检查脉冲信号是否正常传输，排除线路短路或断路故障。

预淋洗：启动检定装置，注入少量水润湿翻斗及引水管壁，消除初始湿润误差。

7. 校准项目与操作步骤

7.1 翻斗翻转性能检查

手动缓慢注水，观察翻斗翻转动作。

记录翻斗翻转时的平稳性及复位情况。翻斗应能灵活翻转，无粘滞、无颤抖，且翻转后能迅速复位。

7.2 分辨力校准

根据设备标称分辨力（如0.1 mm、0.2 mm或0.5 mm），计算对应的标准水量。

使用标准量器量取相当于1倍分辨力的水量，缓慢注入承水口。

观察数据采集器记录的脉冲数。记录值应为1个脉冲，允许误差不超过±1个最小分辨单元。

7.3 计量误差校准（静态容积法）

设定校准点：通常为0.5 mm、10 mm、50 mm降水量（或满量程的10%、50%、90%）。

启动标准雨量检定装置，以恒定雨强（推荐使用2 mm/min或4 mm/min）向承水口注水。

当注水量达到预设值时停止供水，读取并记录数据采集器显示的累计降水量  P m 。

记录标准装置输出的标准降水量  P s 。

按公式计算计量误差  δ P ：

δ P  =    P s    P m  − P s    ×  100%

每个校准点重复测量3次，取算术平均值作为最终结果。

7.4 重复性校准

选取10 mm降水量作为校准点。

连续进行6次独立的注水-排水循环测量。

计算6次测量值的算术平均值  P ˉ和标准差  s。

重复性限  r为：

r =  2 2   s

相对重复性误差  δ r 为：

δ r  =     P ˉ   r   ×  100%

7.5 雨强适应性校准（动态法）

分别设定低雨强（1 mm/min）、中雨强（2 mm/min）和高雨强（4 mm/min）。

在每个雨强下，注入相当于50 mm的标准水量。

记录测量值与标准值的偏差。

翻斗式雨量计在不同雨强下的计量误差应符合技术指标要求，通常要求在1~4 mm/min雨强范围内，误差不超过±4%。

8. 数据处理与结果判定

原始数据应实时记录于校准表格中，不得随意涂改。

技术指标判定：

计量误差：在0.05~4 mm/min雨强范围内，误差应不大于±4%（符合GB/T 21978.2要求）。

重复性误差：不大于2%。

分辨力误差：不超过±1个分辨单元。

若任一指标超差，需清洁翻斗、调整翻斗倾角或更换部件后重新校准。

9. 校准周期

常规环境下，校准周期为12个月。在风沙大、污染严重或冬季结冰地区，建议缩短至6个月。

10. 记录与证书

校准完成后，应出具校准证书，内容包含：

设备信息：名称、型号、编号、生产厂家。

校准标准器信息：名称、编号、有效期。

校准环境条件：温度、湿度。

校准数据及处理结果。

扩展不确定度评定。

校准结论、有效期及操作人员签章。

11. 注意事项

注水过程中应避免水流冲击翻斗，防止产生非自然翻转。

校准完毕后，应排空管路积水，防止冬季冻裂。

长期停用期间，应遮盖承水口，防止灰尘、昆虫进入。

现场校准时，需考虑风力对承水口集水效率的影响，必要时加装防风圈。