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摘要 虹吸雨量计是测定降水量的基本仪器，使用中必须加强维护保养，以使仪器正常工作，保持气象记录的完整性和正常性。分析其常见故障,并总结维修的方法。
关键词 虹吸雨量计；特点；故障；维修
目前，虹吸雨量计在我国气象台站、水文站以及有关部门，仍然是测定降水量的基本仪器。它的主要优点是结构简单，安装、使用方便并能自动记录，使观测员可以随时了解自然降水情况；其缺点是容易发生故障，使用中必须加强维护保养，以使仪器正常工作，保持记录的完整性和正常性。一台正常的虹吸雨量计，它的记录应具有下列特点：全日无降水时，笔尖在自记纸上所划迹线与自记纸刻度mm标线基本是平行的；降水过程中，记录迹线平滑、清晰，不能出现跳跃、梯形等现象；虹吸作用后，笔尖从顶部线降到底线的迹线基本上是垂直的，允许最大偏移量为不大于1/5格；钟机走时误差要符合气象仪器用机械钟技术条件。
笔者在平时的值班中，总结出从自记迹线的表现上判断仪器故障，并根据故障表现，找出故障原因并加以排除，以保持仪器的正常运行，保证记录的完整性。
1自记量与实测值不一致（排除实测值误读的情况）
1.1虹吸误差造成的
虹吸误差是虹吸雨量计构造上的主要缺点，它不是系统性的，而是随机的，是随虹吸1次所需的时间和虹吸时的降水强度成正比的。目前《地面气象观测规范》规定，虹吸误差不进行订正，故在此不必多讲。
1.2承水器口面和浮子室不平造成的
承水器口面不平会引起受水面积的变化，当降水时，如果承水器口面倾向风面，受水面积就大于承水器口面水平状态时的面积，其接收到的降水量会大于实际降水量，反之就小于实际降水量。另外，如果向右倾斜时，虹吸管与垂直面的角度减少，虹吸点高度增高，虹吸作用就推迟，记录的量就小于实测值。故障排除方法是将承水器口面和浮子室调平即可。
2虹吸不正常
当雨量计调整好虹吸点后，应正常虹吸（RR=10mm时虹吸），但有时因各种原因造成虹吸不正常，其主要表现形式和故障原因如下。
2.1当浮子室内水位升至虹吸点高度，而仍在降小雨时，虹吸管不发生虹吸作用
当浮子室内水位升至虹吸点高度，而仍在降小雨时，虹吸管不发生虹吸作用，水沿虹吸管弯曲部下壁处流向储水瓶内，笔尖在接近10mm标线处拉平线，有时迹线还微微上升，使降水记录缺测。
（1）虹吸滴流。虹吸式雨量计的常见病。由于久晴无雨，虹吸管壁上沾有油污或积附尘土以及其他污物，使虹吸管内壁不起浸渗作用，或昆虫、杂物等堵住虹吸斜管管口而阻挠虹吸发生。遇有这种情况时，可将虹吸管取下，用肥皂水清洗数次，再用清水冲洗干净，必要时用细软的铜丝扎上棉球或纱布蘸上肥皂水或碱水，在管内拉刷几遍，再用清水冲刷干净即可。
（2）浮子室安置不水平，向左倾斜时，因它改变了虹吸管的垂直角度，使弯曲水平端面积发生了变化，从而可能出现虹吸点提高，也可能出现浮子室的水沿着虹吸管内壁向外流出。这种故障只要纠正浮子室的安置状态就能解决。
（3）虹吸管制作不合要求，特别是弯曲处曲率小、直径大，水柱上升到弯曲段时不发生虹吸，水沿着管壁滴流。这种故障的解决方法是更换虹吸管。
2.2虹吸作用不正常，有时不能将浮子室内应排出的水量排完或下一次虹吸提前，虹吸中断以及笔尖不能回到“0”线
（1）虹吸管与铜套管间没有焊接好，有漏气现象：虹吸管与浮子室左测斜管连接锁紧螺丝未拧紧或橡皮垫圈老化等产生漏气，在虹吸过程中由于漏气形成气泡潜入水柱堵塞浮子室流水导管，使水面压力差失调而产生虹吸中断、提前虹吸等故障。当出现上述情况时，前者可用火漆、石蜡将铜套管焊牢，焊接时一定要把虹吸管内弄干净，不得残留水点。同时在焊接过程中只宜用酒精灯，切勿用烈火，以防玻璃爆裂损坏；后者，可拧紧螺丝或更换橡皮垫圈，使其不漏气即可。
（2）当承水器漏斗与浮子室的接水导管衔接处潜入气泡时，就使记录迹线出现忽上忽下的锯齿形。这主要是承水器漏斗与导管上斗形物成斜坡状，当雨水从承水器汇集进入导管时，水在接口处冲击发生旋涡，涡面覆盖导管，将导管内的空气压入浮子室内，空气进入浮子室底部，在水中占有一定空间，因空气团密度小，气泡上浮溢出水面，被气泡占有的体积没有了，浮子室内的水面就略为下降，因此浮子也就略为下降，由于气泡不断产生又随时溢出水面，所以浮子室水面产生升降波动，使记录迹线出现锯齿状。若这种情况发生在接近10mm线处时，就可能发生提前虹吸。这种故障的排除方法是适当调整承水器漏斗与浮子室旁的导水管的位置，避免浮子室导管进入空气泡。
（3）提前虹吸的另一个原因是虹吸管弯曲处内径过小。当第1次虹吸时，在虹吸管内残留极少量的水珠，附在内管管壁上，逐渐形成水膜布满管的切面，成为空气段，即气泡。当虹吸停止时，斜管内水面下降，由于吸入作用，空气泡也相应进入斜管深处。若继续下雨则浮子室内水位不断升高，由于水沫或空气泡有一定重量，当气泡流动到一定位置时，就突破空气对虹吸管内水沫层的压力而下落，气泡下落又产生吸出作用，将浮子室内的水吸出，造成提前虹吸。
提前虹吸还有一个原因，就是机械部分摩擦增大，如浮子直杆与浮子室盖上的中心孔，与导向支架横梁孔不在同一垂直线上，使水对浮子的浮力受影响，虽然虹吸照常进行，但笔尖的位置不能到顶端（即不到10mm线）。每虹吸1次的水量也不满10mm。
上述故障可用下列方法排除：①虹吸提前，可在虹吸管上接一段胶管，增大虹吸作用时水柱的压力差，加快虹吸速度，减少管壁上的水珠，达到虹吸畅通的目的。同时也可在虹吸管内插入一根26号左右铜丝，使虹吸管内的水珠或水沫沿铜丝漏出，避免虹吸中断或提前虹吸现象的发生。②机械摩擦，可检查浮子室和自记钟的安置是否水平，是否在同一平行线上。同时检查导向支架横梁孔与浮子室盖中心孔是否在同一垂直线上。如不合要求，应加以纠正。
2.3虹吸迹线（指虹吸作用后，笔尖在自记纸上所划的迹线）不垂直
虹吸迹线有明显的偏斜量（垂直偏斜量超过1/5格）或偏移情况不稳定，忽左忽右，有大有小。这些故障的原因可能是浮子室或自记钟安置不垂直，导杆与浮子杆不平行，或自记纸没上好造成。纠正方法如下：虹吸迹线固定偏向一边，那么先检查钟轴是否垂直，因钟轴不垂直可引起自记钟不水平、记录迹线不垂直的现象。这时可在钟轴大齿轮下的铜垫片下低的一边垫适量的纸片或其他硬质薄片，使之垂直。浮子室不垂直就会导致浮子直杆活动的方向与自记纸上的时间标线不吻合和不平行。这时可将浮子室底部的固定螺丝拧松，在倾侧的一边垫上适量的纸片或其他硬质薄片，使之垂直。另外还有一个常被忽视的原因，就是导杆与浮子杆不平行，也会导致虹吸迹线固定偏向一边，只要调整到平行即可。如因自记纸没上好造成虹吸迹线偏向一边，只要平时在上纸时注意复查是否上好纸就能避免。
2.4自记迹线断线或成阶梯形迹线
其产生的原因可能有：①自记钟、浮子室安置的不垂直；向前或向后倾斜，使笔尖在纸上的压力不匀。解决的方法是在适当的位置垫上硬质薄片。②浮子直杆与浮子室盖中心孔与导向支架横梁孔不在同一垂直线，使浮子在上升下降过程中产生摩擦，笔尖在纸上的迹线不稳定、不平滑，有时成阶梯形。解决的方法是调整使之垂直。③浮子直杆生锈、过脏，使之在盖孔及横梁孔中活动受影响。解决的方法是用0号砂纸或纱布蘸牙膏少许摩擦除锈；若沾有油污可进行洗涤，保持干净、光滑，但不可在直杆上加润滑油。④自记钟钟筒因碰撞变形，也可使记录断线。解决的方法是：重换自记钟即可。
另外，自记笔尖不光滑或使用已久，没有清洁，就会产生扎纸、流水不畅等现象；自记纸因保管不善，纸上不干净，沾上油污，不吸墨水，就会造成记录断线、迹线不平滑、成阶梯形等。
2.5虹吸点位置不稳定
（1）虹吸点位置不稳定，有时正常，有时偏低。其原因可能是雨量计安装不牢靠，刮大风时仪器震动，浮子室内水面波动发生提前虹吸；也有的是仪器的门没有及时锁好，开着，刮大风时风力直接影响浮子室内的水面稳定。造成虹吸点不稳定现象的发生，在刮大风时为多。解决这个问题的方法是将仪器安装牢固，及时锁紧仪器的门。
（2）浮子直杆生锈或沾有油污等脏物，尤其是在直杆上加有较多的润滑油，也是虹吸点不稳定的原因之一。因为浮子直杆生锈或沾有脏物，除增大摩擦力、影响浮子活动外，同时也使盖孔缩小，影响浮子室水面上升中的排气，直杆上油污多了，还可能堵塞盖孔。在降水强度大时，浮子室内水柱上升迅速，水面受到室内气体的压力增大，迫使虹吸管内的水位比室内高，这样就可能发生提前虹吸。因此，要求浮子直杆保持光滑、清洁，不能在直杆上加润滑油。
此外，在浮子室内潜入气泡，虹吸管内残留液柱或气泡，都会引起提前虹吸，使虹吸点位置不稳定。
2.6无降水时，自记线有下降现象
这是常见的故障之一。其产生的原因除浮子室内水分自然挥发外，一般是浮子室或浮子漏水。尤其是浮子漏水，增加了浮子的重量，使浮子下沉，连接在浮子直杆上和笔尖也随着产生下降趋势。产生上述现象的主要原因是台站使用人员日常维护不当，尤其是在冬季结冰期间，没有及时将浮子室内水放掉，也没有将承水器加盖，自然降水流入浮子室内，当结冰时，就可能冻裂浮子或浮子室，造成漏水。因此，要加强仪器的日常维护，按规定及时放掉浮子室内的水，并盖好承水器的盖子，以免冻结损坏仪器。
总之，在平时值班中要注意经常巡视检查虹吸雨量计，发现问题及时处理；经常检查虹吸点的位置，一旦发现虹吸点位置不稳，要查清原因，及时调整，保证记录的准确性、连续性。
3参考文献
[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[2] 谭海涛.地面气象观测[M].北京：气象出版社，1986.
关键词 虹吸雨量计；特点；故障；维修
目前，虹吸雨量计在我国气象台站、水文站以及有关部门，仍然是测定降水量的基本仪器。它的主要优点是结构简单，安装、使用方便并能自动记录，使观测员可以随时了解自然降水情况；其缺点是容易发生故障，使用中必须加强维护保养，以使仪器正常工作，保持记录的完整性和正常性。一台正常的虹吸雨量计，它的记录应具有下列特点：全日无降水时，笔尖在自记纸上所划迹线与自记纸刻度mm标线基本是平行的；降水过程中，记录迹线平滑、清晰，不能出现跳跃、梯形等现象；虹吸作用后，笔尖从顶部线降到底线的迹线基本上是垂直的，允许最大偏移量为不大于1/5格；钟机走时误差要符合气象仪器用机械钟技术条件。
笔者在平时的值班中，总结出从自记迹线的表现上判断仪器故障，并根据故障表现，找出故障原因并加以排除，以保持仪器的正常运行，保证记录的完整性。
1自记量与实测值不一致（排除实测值误读的情况）
1.1虹吸误差造成的
虹吸误差是虹吸雨量计构造上的主要缺点，它不是系统性的，而是随机的，是随虹吸1次所需的时间和虹吸时的降水强度成正比的。目前《地面气象观测规范》规定，虹吸误差不进行订正，故在此不必多讲。
1.2承水器口面和浮子室不平造成的
承水器口面不平会引起受水面积的变化，当降水时，如果承水器口面倾向风面，受水面积就大于承水器口面水平状态时的面积，其接收到的降水量会大于实际降水量，反之就小于实际降水量。另外，如果向右倾斜时，虹吸管与垂直面的角度减少，虹吸点高度增高，虹吸作用就推迟，记录的量就小于实测值。故障排除方法是将承水器口面和浮子室调平即可。
2虹吸不正常
当雨量计调整好虹吸点后，应正常虹吸（RR=10mm时虹吸），但有时因各种原因造成虹吸不正常，其主要表现形式和故障原因如下。
2.1当浮子室内水位升至虹吸点高度，而仍在降小雨时，虹吸管不发生虹吸作用
当浮子室内水位升至虹吸点高度，而仍在降小雨时，虹吸管不发生虹吸作用，水沿虹吸管弯曲部下壁处流向储水瓶内，笔尖在接近10mm标线处拉平线，有时迹线还微微上升，使降水记录缺测。
（1）虹吸滴流。虹吸式雨量计的常见病。由于久晴无雨，虹吸管壁上沾有油污或积附尘土以及其他污物，使虹吸管内壁不起浸渗作用，或昆虫、杂物等堵住虹吸斜管管口而阻挠虹吸发生。遇有这种情况时，可将虹吸管取下，用肥皂水清洗数次，再用清水冲洗干净，必要时用细软的铜丝扎上棉球或纱布蘸上肥皂水或碱水，在管内拉刷几遍，再用清水冲刷干净即可。
（2）浮子室安置不水平，向左倾斜时，因它改变了虹吸管的垂直角度，使弯曲水平端面积发生了变化，从而可能出现虹吸点提高，也可能出现浮子室的水沿着虹吸管内壁向外流出。这种故障只要纠正浮子室的安置状态就能解决。
（3）虹吸管制作不合要求，特别是弯曲处曲率小、直径大，水柱上升到弯曲段时不发生虹吸，水沿着管壁滴流。这种故障的解决方法是更换虹吸管。
2.2虹吸作用不正常，有时不能将浮子室内应排出的水量排完或下一次虹吸提前，虹吸中断以及笔尖不能回到“0”线
（1）虹吸管与铜套管间没有焊接好，有漏气现象：虹吸管与浮子室左测斜管连接锁紧螺丝未拧紧或橡皮垫圈老化等产生漏气，在虹吸过程中由于漏气形成气泡潜入水柱堵塞浮子室流水导管，使水面压力差失调而产生虹吸中断、提前虹吸等故障。当出现上述情况时，前者可用火漆、石蜡将铜套管焊牢，焊接时一定要把虹吸管内弄干净，不得残留水点。同时在焊接过程中只宜用酒精灯，切勿用烈火，以防玻璃爆裂损坏；后者，可拧紧螺丝或更换橡皮垫圈，使其不漏气即可。
（2）当承水器漏斗与浮子室的接水导管衔接处潜入气泡时，就使记录迹线出现忽上忽下的锯齿形。这主要是承水器漏斗与导管上斗形物成斜坡状，当雨水从承水器汇集进入导管时，水在接口处冲击发生旋涡，涡面覆盖导管，将导管内的空气压入浮子室内，空气进入浮子室底部，在水中占有一定空间，因空气团密度小，气泡上浮溢出水面，被气泡占有的体积没有了，浮子室内的水面就略为下降，因此浮子也就略为下降，由于气泡不断产生又随时溢出水面，所以浮子室水面产生升降波动，使记录迹线出现锯齿状。若这种情况发生在接近10mm线处时，就可能发生提前虹吸。这种故障的排除方法是适当调整承水器漏斗与浮子室旁的导水管的位置，避免浮子室导管进入空气泡。
（3）提前虹吸的另一个原因是虹吸管弯曲处内径过小。当第1次虹吸时，在虹吸管内残留极少量的水珠，附在内管管壁上，逐渐形成水膜布满管的切面，成为空气段，即气泡。当虹吸停止时，斜管内水面下降，由于吸入作用，空气泡也相应进入斜管深处。若继续下雨则浮子室内水位不断升高，由于水沫或空气泡有一定重量，当气泡流动到一定位置时，就突破空气对虹吸管内水沫层的压力而下落，气泡下落又产生吸出作用，将浮子室内的水吸出，造成提前虹吸。
提前虹吸还有一个原因，就是机械部分摩擦增大，如浮子直杆与浮子室盖上的中心孔，与导向支架横梁孔不在同一垂直线上，使水对浮子的浮力受影响，虽然虹吸照常进行，但笔尖的位置不能到顶端（即不到10mm线）。每虹吸1次的水量也不满10mm。
上述故障可用下列方法排除：①虹吸提前，可在虹吸管上接一段胶管，增大虹吸作用时水柱的压力差，加快虹吸速度，减少管壁上的水珠，达到虹吸畅通的目的。同时也可在虹吸管内插入一根26号左右铜丝，使虹吸管内的水珠或水沫沿铜丝漏出，避免虹吸中断或提前虹吸现象的发生。②机械摩擦，可检查浮子室和自记钟的安置是否水平，是否在同一平行线上。同时检查导向支架横梁孔与浮子室盖中心孔是否在同一垂直线上。如不合要求，应加以纠正。
2.3虹吸迹线（指虹吸作用后，笔尖在自记纸上所划的迹线）不垂直
虹吸迹线有明显的偏斜量（垂直偏斜量超过1/5格）或偏移情况不稳定，忽左忽右，有大有小。这些故障的原因可能是浮子室或自记钟安置不垂直，导杆与浮子杆不平行，或自记纸没上好造成。纠正方法如下：虹吸迹线固定偏向一边，那么先检查钟轴是否垂直，因钟轴不垂直可引起自记钟不水平、记录迹线不垂直的现象。这时可在钟轴大齿轮下的铜垫片下低的一边垫适量的纸片或其他硬质薄片，使之垂直。浮子室不垂直就会导致浮子直杆活动的方向与自记纸上的时间标线不吻合和不平行。这时可将浮子室底部的固定螺丝拧松，在倾侧的一边垫上适量的纸片或其他硬质薄片，使之垂直。另外还有一个常被忽视的原因，就是导杆与浮子杆不平行，也会导致虹吸迹线固定偏向一边，只要调整到平行即可。如因自记纸没上好造成虹吸迹线偏向一边，只要平时在上纸时注意复查是否上好纸就能避免。
2.4自记迹线断线或成阶梯形迹线
其产生的原因可能有：①自记钟、浮子室安置的不垂直；向前或向后倾斜，使笔尖在纸上的压力不匀。解决的方法是在适当的位置垫上硬质薄片。②浮子直杆与浮子室盖中心孔与导向支架横梁孔不在同一垂直线，使浮子在上升下降过程中产生摩擦，笔尖在纸上的迹线不稳定、不平滑，有时成阶梯形。解决的方法是调整使之垂直。③浮子直杆生锈、过脏，使之在盖孔及横梁孔中活动受影响。解决的方法是用0号砂纸或纱布蘸牙膏少许摩擦除锈；若沾有油污可进行洗涤，保持干净、光滑，但不可在直杆上加润滑油。④自记钟钟筒因碰撞变形，也可使记录断线。解决的方法是：重换自记钟即可。
另外，自记笔尖不光滑或使用已久，没有清洁，就会产生扎纸、流水不畅等现象；自记纸因保管不善，纸上不干净，沾上油污，不吸墨水，就会造成记录断线、迹线不平滑、成阶梯形等。
2.5虹吸点位置不稳定
（1）虹吸点位置不稳定，有时正常，有时偏低。其原因可能是雨量计安装不牢靠，刮大风时仪器震动，浮子室内水面波动发生提前虹吸；也有的是仪器的门没有及时锁好，开着，刮大风时风力直接影响浮子室内的水面稳定。造成虹吸点不稳定现象的发生，在刮大风时为多。解决这个问题的方法是将仪器安装牢固，及时锁紧仪器的门。
（2）浮子直杆生锈或沾有油污等脏物，尤其是在直杆上加有较多的润滑油，也是虹吸点不稳定的原因之一。因为浮子直杆生锈或沾有脏物，除增大摩擦力、影响浮子活动外，同时也使盖孔缩小，影响浮子室水面上升中的排气，直杆上油污多了，还可能堵塞盖孔。在降水强度大时，浮子室内水柱上升迅速，水面受到室内气体的压力增大，迫使虹吸管内的水位比室内高，这样就可能发生提前虹吸。因此，要求浮子直杆保持光滑、清洁，不能在直杆上加润滑油。
此外，在浮子室内潜入气泡，虹吸管内残留液柱或气泡，都会引起提前虹吸，使虹吸点位置不稳定。
2.6无降水时，自记线有下降现象
这是常见的故障之一。其产生的原因除浮子室内水分自然挥发外，一般是浮子室或浮子漏水。尤其是浮子漏水，增加了浮子的重量，使浮子下沉，连接在浮子直杆上和笔尖也随着产生下降趋势。产生上述现象的主要原因是台站使用人员日常维护不当，尤其是在冬季结冰期间，没有及时将浮子室内水放掉，也没有将承水器加盖，自然降水流入浮子室内，当结冰时，就可能冻裂浮子或浮子室，造成漏水。因此，要加强仪器的日常维护，按规定及时放掉浮子室内的水，并盖好承水器的盖子，以免冻结损坏仪器。
总之，在平时值班中要注意经常巡视检查虹吸雨量计，发现问题及时处理；经常检查虹吸点的位置，一旦发现虹吸点位置不稳，要查清原因，及时调整，保证记录的准确性、连续性。
3参考文献
[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[2] 谭海涛.地面气象观测[M].北京：气象出版社，1986.