固态降水设备安装培训教程

1、固态降水设备安装培训教程第1页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二一、外观以及内部构成二、设备测量原理三、设备安装步骤四、使用与维护注意事项培训内容第2页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二系统组成总述采集器HY1102（硬件与HY1101不同处在于D1口可以作为雨量值输出，模拟翻斗雨量传感器脉冲输出可与现有台站业务体系兼容）传感器： 固态降水测量采用Geonor T200B (1根弦或3根弦，测量降水） SR50A（测量雪的厚度） TP01（温度传感器，对超声波进行温度补偿）第3页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二系统接线图第4页

2、，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二一、T200B外观以及内部构成仪器外观以及内部图片第5页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二一、T200B外观以及内部构成仪器内部结构第6页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二一、T200B外观以及内部构成外围风挡部件第7页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二一、T200B外观以及内部构成设备性能参数容量（包括防冻液）： 0 600mm（可选1000，1500mm）灵敏度 ：0.1mm雨/雪采集面积 ：200C精度 ：0.1%FS分辨率 ：0.1mm温度漂移： 0.001%FS/

3、仪器材料： 铝合金尺寸： 直径 390mm，高 760mm第8页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二二、设备测量原理振弦式频率传感器以被拉紧的细弦作为敏感元件测量原理说明：一根工作长度为L， 工作段质量为m的细弦， 一端固定，另一端施加一个初始张力F时， 弦的横向振动的固有频率f可由下式计算： 当m、L不变，张力F变化F时，弦的自振频率也有一个变化f。这里的F是由压力p经膜片产生的，测出这个频率变化，便可计算得相应压（拉）力F。频率值变化范围：空桶1000Hz满桶3000Hz降水值计算公式：P以厘米（cm）表示的降水量，A和B传感器常数（在传感器校准卡内给出）f0空集水桶时

4、传感器输出的频率（在传感器校准卡内给出）f传感器输出频率第9页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二二、设备测量原理频率拾取电路（即变送器）采用持续激励振弦两线系统（即频率信号叠加在电源信号上）可以长线传输（最长约10Km）控制电路包括：振弦振荡电压调节电路、限流电路、耦合与信号放大电路、TTL电平输出与施密特方波输出电路第10页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二二、设备测量原理数据采集器-HY1100系列固态降水常用调试命令：DMPR GETDEBUG10!GETRAINCALSETRAINCAL雪深传感器常用调试命令：GMSD GETDEBUG10!

5、SETSDBASE!第11页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤1、水泥地基制作在选好的安装位置浇灌一个600mm600mm的水泥地基用于安装仪器的基座。水泥地基埋入地下的深度可根据土壤的密实程度选在0.61.0米之间,选择较高标号水泥，且在水泥基础做完以后要凝固7到10天。注意：下图四个地脚螺栓，要求两个地脚螺栓成一直线并指向南北方向。须严格按照此方式做好基础第12页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二埋设在水泥地基内的支架螺钉紧固在水泥地基上的支架三、设备安装步骤2、立柱安装基座可直接埋设在水泥地基内，或用4个埋设在水泥地基内的M20

6、300螺钉将基座支架牢固地紧固在水泥地基上第13页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二立柱放置在地脚螺栓上三角形顶角朝东或西三、设备安装步骤 将立柱支架放置在预制好的地脚螺栓上。注意，必须使三个螺丝孔组成的三角形顶角朝东或西。水平尺交叉放在支架顶部，调平后紧固；第14页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二3个长螺钉带上胶垫固定位置水平尺检验是否水平三、设备安装步骤3、设备主体安装将桶底座注意方向朝东或朝西后用3个长螺钉带上胶垫暂时固定位置，用水平尺调整架子水平后，将长螺钉拧紧后，再次确认是否水平。第15页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，

7、星期二振弦传感器安装三、设备安装步骤4、振弦传感器安装将三个传感器，拧下黑色滚花螺母，从机架上的三个方口穿过，再拧上滚花螺母；注意：保护螺钉朝向侧面将传感器信号线接至防雷器接线盒，红线接端子“6” ，黑色接“4”端子安装采集器线缆，接至防雷器接线盒，正端（+）接端子“5” ，负端（-）接端子“3” ，屏蔽线接端子“1” ，确保接线正确。防雷器接线盒第16页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二托盘挂钩三、设备安装步骤5、调平三个传感器的挂钩挂在托盘对应的三个孔上，交叉放置水平尺在托盘上，调三个传感器上的黑色滚花螺母使其水平。使3个悬挂部件承受尽可能相同的负荷；固定引线，避免电

8、缆线和承水桶或者是锥形外壳接触，可以用胶带固定线缆（见图） 注意：如果只有一个传感器，需要把传感器安装在东北角；另外两个用铰链替代传感器；交叉放置水平尺调平第17页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤6、承水桶放置放置水桶，把桶的标记（桶上面的黑点）对准正东（或西）的传感器； 注意：同时保证水桶在多次取出再放回时原来的位置不变。取下传感器上的胶带，松开保护螺丝（逆时针旋转四圈以上）再用胶带缠上紧固； 注意：如果需要运输时,需要拧紧黑色螺钉将传感器内的振动金属线固定住，以免运输过程中因震动而损坏振动金属线。；标记对准传感器松开保护螺丝第18页，共32页，202

9、2年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤7、外罩放置盖上锥形外罩，注意卡子的位置，将卡子扣入槽内盖上外罩，卡子扣入槽内第19页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤8、变送器连接将信号线正确接入变送器，A端接传感器接信号+，B端接传感器接信号-，C端接采集器12V+， B端接采集器电源地，V端接采集器信号输入端。正确连接变送器第20页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤9、采集器HY1102安装在传感器附近安装采集器的地点浇注一个40cm40cm40cm的水泥基础用于固定立杆。浇注时应将定位板及预埋件（地脚螺栓

10、）一同浇灌在水泥基础内；待水泥基础干结后，将固定机箱的立杆通过预埋的地脚螺栓稳固竖立在水泥基础上；用随仪器配带的紧固件将采集器机箱固定在立杆上；将变送器信号线正确连接至采集器从架设采集器的测量场地到安放计算机终端的值班室需要铺设信号电缆和电源电缆。电缆铺设时，除了采取挖地沟架设电缆外，还可以采取在观测场地中埋设管道穿过电缆的方式实施。信号电缆和电源电缆应分别穿在PVC塑料管中，PVC塑料管口径50mm。将信号电缆一端接在采集器上，另一端经电缆沟铺设到值班室内。用电源电缆将220V市电引接到采集器内；完成上述步骤后，检查采集器的电源、通讯、数据等线缆，检查无误后通电开机。采集器通电后，检测由传感

11、器输出的频率信号与传感器校准卡上给出的f0值相差应小于10Hz，否则需重新设置采集器软件中计算公式内的常数采集器防雷接地可接到焊接在地面观测场地网上的扁条钢上，也可接在埋入地下的避雷铜板上，连接铜线的一端固定在采集器箱上。第21页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤10、参数设置采集器上电稳定5到7分钟使用命令DMPR和GETDEBUG10！读取传感器原始频率值f0返回数据格式时间频率1 桶重数组1桶重数组2桶重数组3 基准重量 重量增值频率2 桶重数组1桶重数组2桶重数组3 基准重量 重量增值频率3 桶重数组1桶重数组2桶重数组3 基准重量 重量增值分钟雨

12、量 小时雨量整数部分 小时雨量小数部分 小时雨量 上小时雨量余值与手册提供的f0做比较，差值在10Hz以上，需要重新设置f0，通过传感器参数卡上提供的参数A,B，f0。使用公式设置新的雨量参数SETRAINCAL例如：SETRAINCAL0 1044.2 0.0165411 0.00000914413 0.01 0.01 0.05!回应：Rain Config0: F0=1000.0 A=0.0099999 B=0.0 V=0.0099999 Pmin=0.0099999 Pmax=0.0499999 重新读取雨量参数GETRAINCAL，确认参数是否已正确写入第22页，共32页，2022年，

13、5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤11、系统联调在主控室架设好计算机终端；计算机终端安装固态降水观测业务软件；将经电缆沟（管）来的采集器输出信号电缆接到计算机终端RS232接口上；计算机终端和采集器通电后，在无降水情况下显示降水量为“0”。使用量杯进行粗略的降雨精度试验，因为台站的量杯都是为314CM2的雨量计设计的，本传感器的面积是200 CM2，所以倒入的水量需要乘以1.57倍，就是固态降水仪测得的值。例如你倒入10cm，仪器应该显示15.7。倒入水的时候，尽量保证一个缓慢速度，否则大于仪器设置的降雨量最大值，可能会影响测得的雨量值。使用命令DMPR和GETDEBUG10！务

14、必等待35分钟后读取测量值返回数据格式时间频率1 桶重数组1桶重数组2桶重数组3 基准重量 重量增值频率2 桶重数组1桶重数组2桶重数组3 基准重量 重量增值频率3 桶重数组1桶重数组2桶重数组3 基准重量 重量增值分钟雨量 小时雨量整数部分 小时雨量小数部分 小时雨量 上小时雨量余值第23页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤冻结前最高温度乙二醇（升）甲醇（升）降水量（mm）采集容积（升）00.00.060012.0-50.60.952510.5-101.01.64709.4-151.52.14208.4-201.72.53907.8-252.03.035

15、07.0-302.33.33206.4-352.43.63006.0第24页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二三、设备安装步骤13、防风圈安装4根水平支杆拧在基座上连接头套在水平支杆上划有标记的位置垂直支杆在水平支杆上方的长度为817mm穿入叶片和短管，注意位置A留空防风圈卡牢在垂直支杆上调整防风圈高于器口13mm第25页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二四、使用与维护注意事项安装注意事项仪应架设选择在开阔地面上，四周障碍物距仪器器口的距离一般应为器口高度的3倍以上。安装地面坚固抗严寒，基座必须稳固确保安装后不产生晃动。仪器器口应高于所预测最大降雪值

16、至少0.5m。仪器底部为一安装托座（或法兰盘底座）。传感器电缆引出时要在圆柱形支架上固定牢靠，并确保不干涉悬挂部分和传感器的称量。信号电缆应架设在电缆沟内，或穿埋在地下的电缆管内。防风圈应高于器口13mm在需要器口加热地区可以安装器口加热装置，在环境温度低于零下5时可开启加热装置，否则请关闭。第26页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二四、使用与维护注意事项维护注意事项每年至少检查2次设备，随时根据需要对集水桶进行清桶。尤其是雨水多的地区，要及时清桶，否则会造成数据的缺失；清空水桶时，先将设备断电。首先松开锥形外罩下部的3个锁紧卡子，向上提起，取下锥形外罩；取下外壳后，应立

17、即拧紧保护螺丝。用虹吸泵将集水桶内的降水和防冻混合液抽吸到放在一个容器内；维护完成后勿忘松开保护螺丝第27页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二雪深传感器参数电源要求: 9-18 V DC.功耗: 静止 SDI-12 Mode 1.0mARS-232/RS485 Mode 2.25 mA峰值电流 250 mA typical 测量时间:少于1.0 second 可选输出:SDI-12 (version 1.3)RS-232 (1200 to 38400 BAUD) RS-485 (1200 to 38400 BAUD) 测量范围:0.5 to 10 米 精度:1 cm or

18、 0.4% of distance to target 分辨率:有温度补偿时0.25mm 清角要求:30 工作温度:-45 to +50C电缆最大长度:SDI-12 60 metersRS-232 (9600 BAUD or less) 30 米RS-485 300 米 电缆:4线, 2-twisted pair, 22 AWG第28页，共32页，2022年，5月20日，20点34分，星期二雪深传感器原理SR50A声波测距传感器测量从传感器到目标的距离。最常见的应用是测量积雪深度和水位。该传感器是基于50千赫超声波传感器。SR50A确定目标距离是通过发送超声波脉冲，接听从目标反射的返回回声。那个返回的回声的传输的时间，是测距基础由于声音在空气中速度随温度改变，需要一个独立的温度测量来补偿SR50A的测距读数。为此目的一个简单的计算方法应用于初始读数 SR50A能够发现小目