遥测雨量计校准

1. 目的与意义

遥测雨量计校准是通过标准计量器具对雨量传感器的机械感应部件及远程数据采集传输系统进行联合调试与比对的作业。其目的是消除传感器测量误差，验证遥测终端机（RTU）的数据处理准确性及通信链路的可靠性，确保远端接收到的降水量数据真实反映实地降水情况。校准数据是防汛抗旱决策、水文自动测报系统运行评价的依据。

2. 适用范围

本规程适用于采用卫星、GSM/GPRS、北斗、LoRa或微波等通信方式的自动遥测雨量站。主要涉及翻斗式雨量传感器、称重式雨量传感器及其配套的遥测终端机、供电系统。

3. 校准前准备

3.1 现场勘察

检查雨量计安装场地是否符合规范要求，避开高大建筑物及树木遮挡。记录现场环境参数，包括温度、湿度及供电电压（蓄电池电压应不低于标称值的80%）。

3.2 设备检查

传感器检查：检查承雨口是否水平，滤网是否堵塞，翻斗轴是否润滑良好，称重桶内是否有防冻液或油污。

终端检查：检查遥测终端机指示灯状态，确认SIM卡（或卫星模块）工作正常，天线连接紧固。

时钟校对：使用GPS时钟或标准北京时间，对遥测终端机的内部时钟进行校对，误差应小于10秒。

3.3 标准器准备

标准量器：选用经计量检定的雨量校准仪或标准量筒，量程覆盖0.1mm～10mm，最小刻度0.1mm。

测试工具：高精度水准泡、万用表、计时器、标准电阻箱（用于模拟信号测试）。

4. 校准方法与步骤

4.1 传感器现场校准（静态法）

零点确认：在晴天条件下，检查数据采集终端显示的累积雨量是否为0。若存在底数，执行软件清零或硬件复位。

定量注水：使用标准量器量取相当于1.0mm降水量的清水（承雨口直径200mm时，1mm降水量对应31.4mL水量）。

模拟降水：将水缓慢注入承雨口，注水速率控制在2～4mm/min，避免溅失。观察翻斗翻转情况。

数据读取：待翻斗静止后，记录遥测终端机显示的脉冲数或累计值。

重复测试：依次进行0.5mm、1.0mm、2.0mm、10.0mm等多个特征点的测试，每个点重复3次。

4.2 通信与终端功能核查

实时召测：在注水过程中，通过中心站软件执行“实时召测”指令，检查数据能否即时回传。

自报模式测试：等待一个报送周期（如5分钟），检查雨量数据是否按设定的时间间隔自动发送至中心站。

存储检查：断开通信设备，继续注水，检查终端机是否具备数据缓存功能；恢复通信后，检查历史数据是否成功补报。

4.3 误码率测试

在标准注水的同时，中心站记录接收数据。对比现场人工记录值与中心站接收值，计算数据传输误码率。

5. 数据处理与误差评定

5.1 误差计算

按下列公式计算测量误差：

E r  =    P s    P r  − P s    ×  100%

其中：

E r ：相对误差（%）；

P r ：遥测终端机接收值（mm）；

P s ：标准注入值（mm）。

5.2 合格判定

依据《降水量观测规范》（GB/T 21978）及《水文自动测报系统技术规范》（SL 61）：

单次测量误差绝对值不大于4%；

分辨力误差：0.1mm、0.2mm、0.5mm档位应符合设计要求；

数据传输完好率应大于95%。

若误差超标，需调整翻斗定位螺钉改变翻转水量，或更换传感器。

6. 校准周期

首次校准：设备安装并网运行前进行。

周期校准：一般每12个月进行一次现场全面校准。

特殊校准：遇特大暴雨、雷击、通信长时间中断或维修更换核心部件后，应立即校准。

7. 记录与归档

填写《遥测雨量计校准记录表》，内容包括：

站号、站名、传感器型号及编号、RTU型号及编号；

校准时间、天气状况、供电电压；

各测试点的标准值、终端显示值、中心站接收值；

误差分析结果、校准结论及处理措施。

记录需由校准人员和复核人员签字，录入数据库长期保存。

8. 维护建议

校准完毕后，清理现场，盖好防虫罩。定期检查太阳能板表面清洁度及蓄电池电压。在严寒地区入冬前，检查称重式雨量计的防冻液浓度；汛前检查承雨口通畅情况，确保全年运行可靠。