雨水在线监测系统校准

1. 概述

雨水在线监测系统用于实时采集和记录降雨过程中的雨量、降水强度及相关水质参数。为保证监测数据的准确性与有效性，需依据国家计量检定规程及仪器技术手册对系统定期进行校准。校准对象涵盖雨量传感器、数据采集终端及配套的水质分析单元。

2. 校准前准备

2.1 设备检查

检查翻斗式雨量计翻斗轴间隙是否正常，无卡滞现象。

检查称重式雨量计承载桶内有无残留积水或杂物。

检查水质传感器（pH、电导率、浊度等）探头表面是否洁净，无生物膜附着。

确认数据采集器时钟与标准时间同步，误差不超过±2秒。

2.2 标准设备

雨量校准：采用经计量部门检定合格的雨量校准装置（标准量筒或标准注射泵），其扩展不确定度应不大于被校雨量计最大允许误差的1/3。

水质校准：采用国家标准物质研究中心发布的pH标准缓冲溶液、电导率标准溶液及浊度标准悬浊液。

配备精度等级不低于0.5级的温度计，用于记录校准环境温度。

2.3 环境要求

校准现场应无强风、强电磁干扰及振动源。

室内校准环境温度控制在20℃±5℃，相对湿度不大于85%。

室外校准需避开日光直射及人工喷淋区域。

3. 校准项目与方法

3.1 雨量传感器校准

3.1.1 分辨率与线性度校准

设定校准点：分别为仪器满量程的10%、20%、40%、60%、80%、100%。

使用标准量筒向量筒内注入已知体积的标准水量（V）。

记录数据采集器显示的降水量读数（R）。

按公式计算示值误差：

E r  =  R −    A   V

式中， A为承水口面积。

各点示值误差应符合GB/T 21978.2-2014规定的±4%以内。

3.1.2 雨强误差校准

设置标准校准装置模拟小雨（1 mm/min）、中雨（2 mm/min）、大雨（4 mm/min）三种雨强。

每种雨强持续测试时间不少于5分钟。

计算平均雨强示值误差，应不大于±10%。

3.1.3 翻转计数校准

手动翻转翻斗式雨量计翻斗一次，观察数据采集器计数增量。

连续操作10次，计数误差应为0。

3.2 水质参数校准

3.2.1 pH值校准

采用pH=4.01、6.86、9.18三种标准缓冲溶液。

按由中性到酸性的顺序依次标定，每点稳定后记录读数。

示值误差应不大于±0.1 pH。

3.2.2 电导率校准

选用84 μS/cm、1413 μS/cm、12.88 mS/cm标准溶液。

传感器浸入溶液后读取稳定值。

示值误差应不大于±1.5% FS。

3.2.3 浊度校准

采用Formazine标准浊度液（0 NTU、100 NTU、400 NTU、800 NTU）。

摇匀后倒入样品池，测定读数。

示值误差应不大于±3% FS。

3.3 数据采集与传输校准

模拟输入标准4 mA~20 mA电流信号或0 V~5 V电压信号。

检查数据采集器显示值与输入信号的偏差，应不大于满量程的±0.5%。

验证数据存储间隔设置（如5 min、15 min、60 min），实际存储时间与设定值偏差应不大于±1 s。

检查远程通信功能，数据包丢包率应低于0.1%。

3.4 环境适应性核查

温度影响：在0℃、20℃、40℃条件下分别进行雨量示值测试，温度系数应不大于0.05% FS/℃。

供电波动：调节供电电压至标称值的85%和115%，系统应能正常工作，测量误差符合上述指标。

4. 校准数据处理

原始数据剔除粗大误差采用格拉布斯准则。

校准结果的不确定度评定依据JJF 1059.1-2012执行。

数据修约间隔不大于仪器最小分辨力的一半。

5. 校准周期

雨量传感器校准周期为12个月。

水质传感器校准周期为3个月（高污染区域缩短至1个月）。

数据采集终端校准周期为24个月。

系统维修、更换传感器或遭遇冰雹、台风等极端天气后，应立即重新校准。

6. 校准记录与报告

校准记录应包含：站点编号、仪器型号、校准日期、环境参数、标准器信息、原始数据、处理结果、不确定度及操作人员签字。

出具校准证书，明确给出各参数的校准因子、修正公式及合格判定。

纸质记录保存期不少于6年，电子数据需进行异地备份。

7. 注意事项

校准用水必须使用蒸馏水或去离子水，电阻率大于10 MΩ·cm。

校准过程中严禁手触传感器光学窗口或电极膜。

翻斗式雨量计校准后需重新调整水平泡，确保承水口水平。

长期停用期间，需每月通电一次，防止电路受潮。