DB15_T 2768.1-2022现场核查技术规范 第1部分：翻斗式雨量传感器.pdf

ICS 07.060 CCS N 95 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 2768.12022 现场核查技术规范 第 1 部分：翻斗式雨量传感器 Technical specification for on-site verification Part：Tipping bucket rainfall sensor 2022-08-30 发布 2022-09-30 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 技术要求.1 外观要求.2 性能要求.2 核查设备.2 核查条件.2 核查项目.3 5 核查方法.3 外观检查.3 承水口内径检查.3 降雨量测量误差核查.3 6 核查周期.6 一般情况.6 特殊情况.6 附录 A（规范性）翻斗式雨量传感器现场核查记录表.7 参考文献.8 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件是DB15/T 2768现场核查技术规范的第1部分。DB15/T 2768已经发布了以下部分：第 1 部分：翻斗式雨量传感器。本文件由内蒙古自治区气象局提出并归口。本文件起草单位：内蒙古自治区大气探测技术保障中心、呼伦贝尔市气象局、鄂尔多斯市气象局。本文件主要起草人：温晓辉、陈亚军、扎力根、马修才、郑树芳、陈利华、闫平、裴建宇、重阳、郭海平、焦志荣、刘海珍。现场核查技术规范 第 1 部分：翻斗式雨量传感器 1 范围 本文件规定了翻斗式雨量传感器现场核查的技术要求、核查方法和核查周期。本文件适用于测量降雨的翻斗式雨量传感器的现场核查。2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。3 术语和定义 GB/T 35228界定的以及下列术语和定义适用于本文件。降雨量 rainfall 某一时段内未经蒸发、渗透、流失的液态降水，在水平面上积累的深度。注：单位为毫米（mm）。来源：GB/T 352282017，3.1，有修改 降雨强度 rainfall intensity 单位时间内的降雨量。注：单位为毫米每分钟（mm/min）。来源：GB/T 352282017，3.2，有修改 承水口 rim of raingauge receiver 翻斗式雨量传感器收集降雨的器口。标称量值 nominal quantity value 测量仪器或测量系统特征量经化整的值或近似值。示例：标在标准玻璃量器上的量值：314.16 mL。4 技术要求 外观要求 翻斗式雨量传感器外观应满足如下要求：传感器安装牢固且底座保持水平，各零件无松脱、锈蚀和变形；应有生产厂家、型号、出厂编号等明显标志；过滤网、出水口应水流畅通，翻斗转动灵活到位、内壁无灰尘或杂质附着；承水口应为正圆形且口缘呈内直外斜的刀刃状，承水口内无明显异物。性能要求 4.2.1 承水口内径偏差 翻斗式雨量传感器的承水口内径允许存在正偏差而不允许负偏差。常见承水口内径规格有200 mm、159.6 mm、225 mm，其允许偏差范围均为（0+0.6）mm。4.2.2 降雨量测量误差 在降雨强度小于等于4 mm/min的条件下，不同分辨力的翻斗式雨量传感器在测量降雨量时，最大允许误差要求见表1。表1 降雨量测量最大允许误差 分辨力 mm 雨量 mm 降雨强度 mm/min 最大允许误差 0.1、0.2 10 04 0.4 mm 10 04 4%0.5 12.5 04 0.5 mm 12.5 04 4%核查设备 现场核查使用的标准器和配套设备见表2。表2 现场核查使用的标准器和配套设备 序号 设备名称 技术指标 说明 1 标准玻璃量器 最大允许误差：0.2%现场核查时使用的标准器。可根据核查点雨量大小选取合适容量的标准玻璃量器。2 游标卡尺 测量范围：0 mm300 mm 分度值：0.02 mm 用于测量被核查传感器承水口内径。也可使用技术指标相当的数显卡尺。3 秒表 最大允许误差：1 s（1 小时计时）用于测量加水持续时间。使用带有流速控制功能的自动检校装置时可省略该配套设备。4 计数器 计数范围：0999 最大允许误差：1 用于记录被核查传感器输出的开关量信号个数。5 流速控制器 控制范围：0 mm/min6 mm/min 用于控制纯净水流入传感器的速度。注：可以使用符合本表技术指标要求的、经有效溯源的其他量器或自动流量检校装置作为现场核查标准。核查条件 4.4.1 环境要求 现场核查环境应满足下列要求：天气：晴天或多云，无风或微风；气温：5 30；湿度：小于等于 80%RH。4.4.2 工作介质 降雨量测量误差核查时，应使用纯净水（或蒸馏水）作为工作介质为宜。以减小因直接使用自来水产生水垢积聚，造成核查装置输出不准。核查项目 翻斗式雨量传感器现场核查项目为降雨量测量误差。核查前应对传感器的外观及承水口内径进行检查。5 核查方法 外观检查 目视检查传感器，应符合4.1规定的外观要求。当外观检查不符合要求时，应进行现场修复或传感器整套更换。承水口内径检查 5.2.1 测量方法 用游标卡尺测量承水口内径。首先固定卡尺一端，沿承水口内壁转动卡尺，找到最佳测量值。在互成120的三个位置上测量其内径，结果保留一位小数记录在附录A的表A.1中。5.2.2 承水口内径偏差计算 取承水口内径不同方向的测量值与呈水口内径标称值之差，作为单次测量承水口内径偏差。用公式（1）计算：siiddd=(1)式中：id 单次测量承水口内径偏差，单位为毫米；id 承水口内径不同方向测量值，单位为毫米；sd承水口内径的标称值，单位为毫米。5.2.3 承水口内径测量结果的处理 三次测量的承水口内径偏差均满足表1规定的要求时，承水口内径检查结果为合格。取三次测量值的平均值作为传感器承水口内径测量值。当承水口内径检查结果不符合要求时，该传感器外筒应进行修复或整套更换。降雨量测量误差核查 5.3.1 核查点的选择 翻斗式雨量传感器的测量误差与降雨量和降雨强度都有一定关系，故选择核查点时应考虑两者的不同组合。核查点的降雨量应综合考虑被核查传感器的分辨力、核查工作的时间成本进行选择：对于分辨力为 0.1 mm 的传感器，一般应选择不少于 100 倍分辨力的量值作为核查点降雨量；对于分辨力为 0.2 mm 的传感器，一般应选择不少于 50 倍分辨力的量值作为核查点降雨量；对于分辨力为 0.5 mm 的传感器，一般应选择不少于 60 倍分辨力、20 倍分辨力的量值作为模拟的大、小量级核查点降雨量。核查点的降雨强度应综合考虑覆盖使用范围的可能降雨强度、核查工作的时间成本和实际需求进行选择：可选择在 4 mm/min、1 mm/min 两个降雨强度下对传感器进行核查；也可选择在 4 mm/min、2 mm/min、0.5 mm/min 三个降雨强度下对传感器进行核查。5.3.2 单位的换算 由于翻斗式雨量传感器降雨量测量误差采用的是容量法溯源，在确定核查点降雨量后，则标准玻璃量器加入承水口内的纯净水体积是由承水口面积与降雨量（即加入承水口内纯净水的高度）的乘积得到。按公式（2）可计算不同核查点降雨量对应加入的纯净水体积：2s4000Vd R=(2)式中：V 注入传感器承水口内的纯净水体积，单位为毫升；d 被核查传感器承水口内径标称值，单位为毫米；sR 所选核查点降雨量的标称值，单位为毫米。可参照表3选择适当容量的标准玻璃量器或设定自动流量检校装置的加液量。表3 降雨量对应的标称容量 承水口内径 mm 10 mm 降雨量对应的标称容量 mL 20 mm 降雨量对应的标称容量 mL 30 mm 降雨量对应的标称容量 mL 40 mm 降雨量对应的标称容量 mL 159.6 200.06 400.12 600.18 800.24 200.0 314.16 628.32 942.48 1256.64 225.0 397.61 795.22 1192.83 1590.44 不同承水口内径的传感器，其核查点降雨强度对应的加液速度可参照表4设定。表4 降雨强度对应的加液速度 承水口内径 mm 0.5 mm/min降雨强度对应的加液速度 mL/min 1 mm/min降雨强度对应的加液速度 mL/min 2 mm/min降雨强度对应的加液速度 mL/min 4 mm/min降雨强度对应的加液速度 mL/min 159.6 10.0 20.0 40.0 40.0 200.0 15.7 31.4 62.8 125.6 225.0 19.9 39.8 79.6 159.2 5.3.3 核查步骤 5.3.3.1 核查前准备 取掉传感器外筒，并调整其水平。传感器在用状态时，应先断开与采集器通讯线的连接。检查干簧管与磁钢的相对位置是否正确，使用万用表测量其通断信号是否正常。充分润湿核查装置与传感器的管路和承水口，排出核查装置工作腔与管路中的气泡。将计数器信号线与传感器信号输出端连接。向传感器漏斗内加入少量水，观察其机械动作及输出信号是否正常。确认无误后，清空传感器翻斗中残留的水，计数器计数清零。当传感器为双翻斗时，应将计量翻斗与计数翻斗拨到同一方向。安装传感器外筒，将核查装置出水管固定在传感器外筒承水口内，确保核查装置流出的水完全进去传感器。5.3.3.2 测量误差核查 根据设定的核查点降雨量和降雨强度，通过核查装置向被核查传感器承水口内注入纯净水，同一降雨量和降雨强度下连续测量3次，用计数器记录每次测量过程中翻斗的翻动次数，应注意每次计数前应将计数器清零。根据公式（3）计算被核查传感器的测量值，保留一位小数记录在附录A的表A.1中。nrR=(3)式中：R 被核查雨量传感器的测量值，单位为毫米；n 每次测量后计数器的计数值，单位为次；r被核查传感器的分辨力，单位为毫米。测量误差核查完成后，断开计数器信号线与传感器信号输出端的连接，清空翻斗内残留的水，将计量翻斗与计数翻斗拨到同一方向（传感器为双翻斗时）。恢复传感器与采集器通讯线的连接。5.3.4 测量误差计算 以被核查传感器3次测量值的平均值减去设定的核查点降雨量标称值，作为被核查传感器在各核查点上的测量误差。按公式(4)计算其测量误差，按公式（5）计算相对误差。sRRR=(4)式中：R被核查传感器的测量误差，单位为毫米；R被核查传感器3次测量值的平均值，单位为毫米；sR设定的核查点降雨量标称值，单位为毫米。s100%RrR=(5)式中：r 被核查传感器相对误差；R 被核查传感器的测量误差，单位为毫米；sR设定的核查点降雨量标称值，单位为毫米。5.3.5 测量误差核查结果的处理 各核查点降雨量测量误差均符合4.2.2中规定的要求时，该传感器核查合格。测量结果不符合要求时，应对传感器进行超差调整，调整后应重新进行核查并记录测量数据。若测量结果依旧在最大允许误差范围之外，应联系厂家维修或更换该传感器。6 核查周期 一般情况 翻斗式雨量传感器的现场核查周期不应超过1年。特殊情况 遇以下情况时，应提前进行周期核查：新传感器安装完成后首次使用前；经维修后的传感器安装完成后；雨量数据出现异常时；冬季翻斗式雨量传感器停用后，次年启用前。A A 附录A （规范性）翻斗式雨量传感器现场核查记录表 表A.1规定了翻斗式雨量传感器现场核查时应记录的内容。使用者可根据实际需要进行格式调整，但记录的内容不得少于规定要求。表A.1 翻斗式雨量传感器现场核查记录表 使用单位 记录编号：核查环境 条件 气温:；湿度:%RH；天气情况：晴天/多云，无风/微风 设备信息 标准器 被核查仪器 名 称：标准玻璃量器 其他：名 称：翻斗式雨量传感器 型 号：分 辨 力：0.1 mm 0.2 mm 0.5 mm 出厂编号：出厂编号：生产厂家：仪器型号：准确度等级/最大允许误差/不确定度：生产厂家：检定/校准证书编号：最大允许误差：检定/校准证书有效期至：年 月 日 其它说明：核查依据 外观检查 符合要求 不符合要求 承水口 内径检查 承水口内径标称值 mm 不同方向测量值 mm 承水口内径偏差 mm 159.6 200.0 225.0 承水口内径测量值：mm 降雨量测量误差核查 核查点降雨量 mm 核查点降雨强度mm/min 测量值 mm 平均值 mm 测量误差 mm 相对误差 核查结果 合格 不合格 备注 核查人：核验人：核查时间：年 月 日 参考文献 1 GB/T 21978.2 降水量观测仪器 第2部分：翻斗式雨量传感器 2 GB/T 21978.5 降水量观测仪器 第5部分：雨量显示记录仪 3 GB/T 28592 降水量等级 4 GB/T 35221 地面气象观测规范 总则 5 GB/T 35228 地面气象观测规范 降水量 6 GJB 1172.5 军用设备气候极值 地面降水强度 7 JJG 20 标准玻璃量器检定规程 8 JJG 30 通用卡尺检定规程 9 JJG 237 秒表检定规程 10 JJG 524 雨量器和雨量量筒检定规程 11 JJF 1001 通用计量术语及定义 12 JJF 1094 测量仪器特性评定 13 JJG(气象)005自动气象站翻斗式雨量传感器检定规程 14 JB/T 9458 雨量器技术条件 15 QX/T 13 SL2-1型雨量传感器 16 SL 21 降水量观测规范 17 SL/T 148.6 翻斗式雨量计产品质量分等