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降雨自動監測儀技術要求及檢測方法
II
前 言
本標準規定了降雨自動監測儀的主要技術指標、檢測方法和檢測結果判斷。
在起草本標準的過程中，參考了國內外降雨自動監測儀相關技術指標和國內生產廠家的相關企業
標準以及我國制定的酸沉降監測技術規范。
本標準由中國環境監測總站提出。
本標準由國家環境保護總局批準和歸口。
本標準起草單位：中國環境監測總站、河北先河科技發展有限公司。
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降雨自動監測儀技術要求及檢測方法
Specifications and test procedures for automatic rainfall monitor
1 范圍
本標準適用于能夠實時自動測量降雨中的物理指標（降雨量等）和化學指標（pH、電導率等）的
降雨自動監測儀的研制、生產和性能檢測。
本標準規定了降雨自動監測儀（以下簡稱“監測儀”）的技術要求及檢測方法。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。若引用標準今后修改（不包括勘誤的內
容）或修訂，均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準，研究是否可使用引用標準的版本。
GB/T 18522.1—2003 水文儀器通則 第1 部分: 總則
GB/T 11007—1989 電導率儀試驗方法
GB/T 11832— 1989 翻斗式雨量計
GB/T 13580.1— 1992 大氣降水采樣和分析方法總則
GB/T 13580.2— 1992 大氣降水樣品的采集與保存
GB/T 13580.3— 1992 大氣降水電導率的測定方法
GB/T 13580.4— 1992 大氣降水pH 值的測定電極法
HJ/T 96-2003 pH 水質自動分析儀技術要求
HJ/T 97-2003 電導率水質自動分析儀技術要求
JB/T 6858-1993 pH 計和離子計試驗方法
JJG 376-1985 電導儀試行檢定規程
JJG 119-1984 實驗室 pH（酸度）計
GB3768—83 噪聲源聲功率級的測定—簡易法
GB5080—85 設備可靠性試驗
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本標準。
3.1 降雨自動監測儀
能夠實時自動測量降雨中的物理指標（降雨量等）和化學指標（pH、電導率等）的監測儀。
3.2 降雨強度
每分鐘的降雨量，單位mm/min。
3.3 感雨器靈敏度
感雨器能夠感知的zui小降雨強度，即能使監測儀防塵蓋打開的zui小降雨強度。
3.4 起始監測降雨量
監測儀防塵蓋打開后，能夠使監測儀開始自動測量的zui小降雨量值。
3.5 pH 漂移
采用本技術要求中規定的 pH 標準液為試樣連續測試，監測儀指示值在一定時間內變化的大小。
3.6 電導率零點漂移
采用本技術要求中規定的電導率零點校正液為試樣連續測試，監測儀的指示值在一定時間內變化的
大小相對于量程的百分率。
3.7 電導率量程漂移
采用本技術要求中規定的電導率量程校正液為試樣連續測試，監測儀的指示值在一定時間內變化的
大小相對于量程的百分率。
4 監測儀技術要求
4.1 監測儀外觀
4.1.1 在監測儀明顯位置應有 CMC（計量器具制造許可證）標志和產品銘牌，銘牌上應有監測儀名稱、
型號、生產廠名稱、出廠編號及生產日期。
4.1.2 監測儀應完好無損，各零部件連接可靠，各操作鍵、鈕靈活有效，顯示部分的數字應清晰，沒有
影響讀數的缺陷，不應有銹蝕和損傷。
4.1.3 監測儀的外觀設計合理，降雨時，落在監測儀防塵蓋或監測儀其它部位上的雨滴不會濺入接雨漏
斗或采樣桶，監測儀的固定裝置能夠將其穩固的固定在支撐面上，具有一定的防風能力。
4.1.4 接雨漏斗的開口邊緣處于水平、離支撐面的高度應大于1.2m。
4.2 監測儀功能
4.2.1 自動測量功能
4.2.1.1 監測儀能夠實時自動測量降雨的pH 值和電導率值等，pH 值測量范圍：pH 1～10（0℃～50℃）；
電導率值測量范圍，（0～50）mS/m（0℃～50℃）。
4.2.1.2 能夠與監測儀同步、平行地進行降雨量的自動測量。雨量計測量zui小分度，0.1mm。
4.2.1.3 監測儀顯示正常工作狀態，并能夠通過一定的方式存儲并查看監測儀記錄的降雨場次、每場降雨
的開始時間、結束時間、氣溫、降雨量和故障報警。
4.2.2 數據導出功能
監測數據能夠通過一定方式（如RS232/485、有線或無線方式等）進行傳輸。
4.2.3 采集混合樣功能
監測儀除具有實時自動測量降雨的 pH 值和電導率值等功能外，還應具有單獨的采樣桶用于降雨混
合樣的采集和保存功能。采樣桶在送到實驗室前應在3℃～5℃冰箱內進行保存，并能顯示采樣桶溫度。
4.2.4 電極自動保護功能
降雨監測結束后，監測儀應能對電極進行自動保護。
4.3 防塵結構
4.3.1 當防塵蓋處于關閉狀態時，其內表面與密封材料間應壓合緊密、均勻，無縫隙。在開蓋、關蓋時，
防塵蓋動作平穩、靈活，無卡死現象。
4.3.2 監測儀處于關蓋狀態，在市鎮環境下自然暴露5 天，污染增量pH 值不超過0.05，電導率值不超過
0.5mS/m。
4.4 接雨漏斗內徑
接雨漏斗是由具有一定高度的圓柱面下接圓錐面組成的，接雨漏斗上口的內徑應不小于300mm，
內徑誤差±2mm。
4.5 感雨器
4.5.1 感雨器靈敏度
感雨器zui低能感應到的降雨強度為 0.05mm/h 或0.5mm 直徑的雨滴。
4.5.2 開蓋延遲時間
開始降雨后，打開防塵蓋時間應不超過60s。
4.5.3 關蓋延遲時間
停止降雨后，防塵蓋應在5min 內關閉。
4.5.4 加熱裝置
感雨器應有加熱裝置以防止霧、露水啟動監測儀和蒸發殘留的濕沉降物。
4.6 起始監測降雨量
監測儀在累積降雨量達到起始監測降雨量時，開始測量雨水的pH 值和電導率值，起始監測降雨量
應不大于0.5mm 。
4.7 降雨量測量誤差
zui大降雨強度，4mm/min；
降雨量不大于 10mm 時，降雨量測量誤差±0.4mm；
降雨量大于10mm 時，降雨量測量誤差±4%。
4.8 pH 值測量誤差
監測儀的 pH 值測量誤差：±0.1pH。
4.9 電導率值測量誤差
監測儀的電導率值測量誤差：±2%F.S。
4.10 溫度補償精度
4.10.1 pH 溫度補償精度：±0.1pH 以內。
4.10.2 電導率溫度補償精度：±1%。
4.11 pH 漂移
4.11.1 漂移（pH=9）：±0.1pH 以內。
4.11.2 漂移（pH=7）：±0.1pH 以內。
4.11.3 漂移（pH=4）：±0.1pH 以內。
4.12 電導率漂移
4.12.1 零點漂移：±1%。
4.12.2 量程漂移：±1%。
4.13 適用工作環境
監測儀在環境溫度（0～50）℃范圍內應能正常使用。
4.14 監測儀的材料
4.14.1 監測儀外殼應使用在長期雨淋情況下不生銹的材料。
4.14.2 監測儀所有雨水經過的通道應采用對雨水成份無污染的材料，如聚乙烯塑料、硅膠管等非金屬材
料。
4.14.3 接雨漏斗和采樣桶應采用對雨水成份無污染的材料，如聚乙烯或聚四氟乙烯等對雨水化學成份呈
惰性的材料。
4.15 計時誤差
在使用環境條件下，監測儀計時誤差不大于0.1%。
4.16 安全性能
4.16.1 供電電源連接導線防雨性能
供電電源與監測儀之間連接應牢固，并用防雨護套連接，防止雨淋。
4.16.2 絕緣電阻
在淋雨狀態下，監測儀電源輸入端對外殼（接地端）的絕緣電阻不低于5MΩ。
4.16.3 絕緣強度
在淋雨狀態下，監測儀電源輸入端對外殼之間應能承受50Hz、1500V工頻交流電壓，歷時1min，無
強烈飛弧和擊穿現象。
4.16.4 漏電保護
監測儀應具有漏電保護功能。
4.16.5 電源適應性
電源電壓在 AC180V~AC250V 變化的情況下，監測儀應符合第4.5 條、4.7～4.9 條的要求。
4.17 監測儀的噪聲
監測儀正常工作時，其噪聲應不大于60dB（A）。
4.18 監測儀平均*運行時間（MTBF）
監測儀在雨季露天工作狀況下連續運行，其平均*運行時間（MTBF）不低于2000h。
5 檢測
5.1 檢測環境
5.1.1 環境溫度：（0～50）℃。
5.1.2 相對濕度：≤95%。
5.1.3 供電電源：交流220V；50Hz。
5.2 檢測用儀器、設備
5.2.1 穩壓電源：220V，1000W。
5.2.2 調壓器：（0~250）V，1500W。
5.2.3 電子秒表：日差：± 1s/d。
5.2.4 聲級計：精度： Ⅰ型。
5.2.5 耐壓測試儀：5kV，40mA。
5.2.6 兆歐表：電壓500V，（0～500）MΩ。準確度：1 級。
5.2.7 濕度表：10%～100%RH，± 2% RH。
5.2.8 游標卡尺：量程500mm，zui小分度值0.02mm。
5.2.9 降雨監測儀試驗裝置：模擬降雨強度（0.02～4.00）mm/min。
5.2.10 鋼卷尺：(0～2)m。
5.2.11 微量注射器：量程50μL，分度值1μL。
5.2.12 純水：將蒸餾水通過離子交換柱，電導率應小于0.1mS/m。
5.2.13 電導率零點校正液：采用5.2.12 規定的純水。
5.2.14 按照GB/T 13580.3-1992 和JJG 376-1985 中規定的方法配制的0.001mol/L、0.003mol/L 和
0.005mol/L 的標準氯化鉀溶液。
5.2.15 按照GB/T 13580.4-1992 規定的方法配制標準pH4.008、pH6.865 和pH9.180 的標準緩沖溶液。
5.2.16 容量瓶：1000ml 。
5.2.17 pH 計：誤差±0.01，量程0～14 。
5.2.18 電導率儀：誤差± 1%F.S，量程（0～20）mS/m 。
5.2.19 精密溫度計：0～50℃，zui小分度值：0.1℃。
5.2.20 測溫鉑電阻：PT100
5.2.21 恒溫水槽：控溫精度 0.1℃。
5.3 檢測方法
5.3.1 監測儀外觀
5.3.1.1 用目測和手動的方法檢查監測儀外觀，應符合4.1.1、4.1.2 和4.1. 3 的要求。
5.3.1.2 接雨漏斗離基礎面高度
用鋼卷尺檢查接雨漏斗的開口邊緣處于水平時離支撐面的高度，應符合4.1.4 條的要求。
5.3.2 監測儀功能檢測
5.3.2.1 自動測量功能
用人工方法或降雨監測儀試驗裝置模擬幾場降雨，檢查當有降雨信號并達到起始監測降雨量后，監
測儀是否能夠開始實時測量pH 值、電導率和降雨量等，待降雨結束后，檢查監測儀，應滿足4.2.1.1、
4.2.1.2、4.2.1.3 規定的要求。
5.3.2.2 數據導出功能
通過 RS232/RS485、有線或無線等傳輸方式，檢查監測儀中存儲的數據能否進行異地傳輸。
5.3.2.3 采集混合樣功能
用人工方法或降雨監測儀試驗裝置模擬一場降雨，當降雨量大于起始監測降雨量時，觀察采樣桶是
否開始收集雨水，并將鉑電阻溫度計置于采樣桶內，檢測采樣結束后雨水樣品的保存溫度是否符合4.2.5
的要求。
5.3.2.4 電極自動保護功能
降雨監測停止后，檢查此時電極是否有保護措施。
5.3.3 防塵結構
5.3.3.1 用目測和手動方法檢查。
5.3.3.2 將接雨漏斗及流路清洗干凈并堵住接雨漏斗出口，然后將蒸餾水和pH4.01 溶液按體積比為1：
83 的比例配置250mL 溶液，倒入監測儀接雨漏斗中，從接雨漏斗取出少量溶液測量溶液的電導率k1、
溫度t1 和 pH1 值。測量后將接雨漏斗及流路清洗干凈，密封，監測儀處于關蓋狀態。在市鎮環境下自
然暴露5 天，仍按上述方法配置250mL 溶液，倒入監測儀接雨漏斗中，從接雨漏斗取出少量溶液測量
溶液的電導率k2、溫度t2 和 pH2 值。兩次測量并經溫度修正后的電導率值相差不應超過0.5mS/m，兩
次測量并經溫度修正后的pH 值相差不應超過0.05 。
5.3.4 接雨漏斗內徑
用分度值為 0.02mm 的游標卡尺測量接雨漏斗內徑，均勻取五個不同方向測量，然后取平均值，應
符合4.4 條的要求。
5.3.5 感雨器
5.3.5.1 感雨器靈敏度
使監測儀處于測量狀態，用微量注射器吸取2μL 的水，在距感雨器50mm 的上方射向感雨器，在
30 秒的時間內重復3 次，防塵蓋應能夠開啟。
5.3.5.2 開蓋延遲時間
在 10 秒種內向感雨器重復滴水3 次，每次1 滴水，用秒表記錄從zui后1 滴水到防塵蓋*打開的
時間，應符合4.5.2 條的要求。
5.3.5.3 關蓋延遲時間
用滴水方法使防塵蓋打開，用秒表記錄從停止滴水到防塵蓋*關閉的時間，應符合4.5.3 條的要
求。
5.3.5.4 加熱裝置
用觸摸方式檢查感雨器是否有加熱功能。
5.3.6 起始監測降雨量
將相當于降雨量為 0.5mm 體積的蒸餾水緩慢注入接雨漏斗，檢查監測儀是否顯示測量結果。
5.3.7 降雨量測量誤差
將 250mL 的蒸餾水緩慢注入雨量計，分別實驗三次，按式(1)計算出理論降雨量H。
H = 10V/πr2 ………………… (1)
式中：
V ------- 注入的蒸餾水體積，單位為毫升（mL）；
H ------- 理論計算得到的降雨量，單位毫米（mm）；
π ----- 3.14；
r ----- 雨量計漏斗半徑，單位厘米（cm）。
按照公式（2）分別計算各次測量時監測儀顯示的降雨量hi 與理論雨量H 的差△hi。根據公式（3），
計算出三次測量的平均誤差作為降雨量測量誤差△h。
hi -----第i次測量時采樣器顯示的降雨量，單位毫米（mm）；
△hi ----- 第 i 次降雨量測量誤差，單位毫米（mm）；
△h-----本次測試的降雨量誤差，單位毫米（mm）；
n ----- 測量次數。
若 H≤10mm 時，△h 為本次測試的降雨量誤差；若H>10mm 時，取△h 與H 之比作為本次測試的
降雨量誤差。
然后分別用 500mL、1000mL 和1250mL 的蒸餾水按照以上方法進行測試。
5.3.8 pH 值測量誤差
a） 選取 pH9.180 的標準溶液；
b） 排空測量池中的殘留溶液，往接雨漏斗緩慢加入500mL 蒸餾水，沖洗測量池后排空測量池中
的蒸餾水（直至測量池中再無殘液）；
c) 按照 3.5mm/min 的降雨強度向接雨漏斗緩慢注入200mL pH9.180 的標準溶液，待讀數穩定后，
讀pH 值；
d) 重復 b）和c）的操作兩次；
e) 計算出各次測量時監測儀顯示的pH 值與被測標準溶液在測定溫度下的pH 值之差，zui大差值即
為pH 值測量誤差。
然后再分別用pH6.865、pH4.008 的標準溶液按照以上方法進行測試。
5.3.9 電導率測量誤差
a) 選取濃度為0.003mol/L 的氯化鉀標準溶液（25℃下電導率值為43.5mS /m）；
b) 排空測量池中的殘留溶液，往接雨漏斗緩慢加入500mL 蒸餾水，沖洗測量池后排空測量池中的
蒸餾水（直至測量池中再無殘液）；
c) 往接雨漏斗緩慢注入 0.003mol/L 的標準溶液200mL，待儀器示值穩定后，讀取電導率值；
d) 重復 b）和c）的操作兩次；
e) 計算出各次測量時監測儀顯示的電導率值與被測標準溶液在25℃下的電導率值之差，zui大差值
即為電導率測量誤差。
然后再分別用 0.001mol/L（25℃下電導率值為14.7mS/m）和0.005mol/L（25℃ 下電導率值
71.8mS/m）的標準溶液按照以上方法進行測試。
5.3.10 溫度補償精度
5.3.10.1 pH 溫度補償精度
將帶有溫度補償傳感器的玻璃電極浸入 pH=4.008 的標準溶液中，在10℃～30℃之間以5℃的變化
方式改變液溫，并測定pH 值。根據測定結果求出各測量值與該溫度下pH=4.008 標準溶液pH 值之差。
5.3.10.2 電導率溫度補償精度
將帶有溫度補償傳感器的電極系統浸入 0.003mol/L KCL 標準液中，在10℃～30℃之間以5℃的變化
方式改變液溫，并測定電導率值。根據測量結果求出測量值與25℃下0.003mol/L KCL 標準電導率值之
差相對于25℃標準電導率值的百分率。
5.3.11 pH 漂移
5.3.11.1 漂移（pH=9.180）將電極浸入pH=9.180 的標準液中，讀取5min 后的測量值為初始值，連續測
定 24h。與初始值比較，計算該段時間內的zui大變化幅度。
5.3.11.2 漂移（pH=6.865）將電極浸入pH=6.865 的標準液中，讀取5min 后的測量值為初始值，連續測
定24h。與初始值比較，計算該段時間內的zui大變化幅度。
5.3.11.3 漂移（pH=4.008）將電極浸入pH=4.008 的標準液中，讀取5min 后的測量值為初始值，連續測
定24h。與初始值比較，計算該段時間內的zui大變化幅度。
5.3.12 電導率漂移
5.3.12.1 零點漂移將電極系統浸入零點校正液中，讀取5min 后的電導率指示值作為初始值，連續測定
24h。與初始值比較，計算該段時間內的zui大變化幅度相對于量程的百分率。
5.3.12.2 量程漂移 將電極系統浸入 0.003mol/L KCL 標準液中，讀取5min 后的電導率指示值作為初始
值，連續測定24h。與初始值比較，計算該段時間內的zui大變化幅度相對于量程的百分率。
5.3.13 監測儀適用工作環境
監測儀適用工作環境指標，不再做檢測，由生產單位出具相關部門檢測（驗）合格證書，其結果應
符合4. 13 條的要求。
5.3.14 監測儀材料檢測
5.3.14.1 監測儀的材料包括外殼、雨水通道和采樣桶的材料用目測方法檢查。
5.3.14.2 接雨漏斗和采樣桶的材料檢測
將采樣桶清洗干凈，然后按蒸餾水和pH4.01溶液的體積比為1：83配置大約采樣桶體積1/3的溶液，
倒入到采樣桶中，取出少量溶液測量其電導率k1、溫度t1和pH1值。測量后將采樣桶密封使溶液不與大氣
接觸，放置24小時。再重新測量溶液的電導率k2、溫度t2和pH2。兩次測量并經溫度修正后的電導率值相
差不應超過0.5mS/m，兩次測量并經溫度修正后的pH值相差不應超過0.05 。
將接雨漏斗出水口堵住，然后按照上述方法檢測接雨漏斗。
5.3.15 計時誤差
用分辨率為 0.01s 的電子秒表作為計時標準和計時功能監測儀的時鐘，同時記錄走時，每次測定時
間不少于60min，連續重復測定3 次，按式（4）計算計時誤差δt。取3 次測量的平均值為監測儀的計
時誤差。
式中：ti -----監測儀時鐘計時，s；
t -----秒表計時，s。
5.3.16 安全性能
5.3.16.1 供電電源連接導線防雨性能的檢測
檢查供電電源與監測儀之間連接是否牢固，防雨護套安裝是否正確。
5.3.16.2 絕緣電阻的檢測
將監測儀置于“降雨自動監測儀試驗裝置”內，在模擬降雨狀態下，用兆歐表測量電源輸入端子與
機殼之間的絕緣電阻，應符合4.16.2 條的要求。
5.3.16.3 絕緣強度的檢測
將監測儀置于“降雨自動監測儀試驗裝置”內，在模擬降雨狀態下，用耐壓測試儀測試。應符合4.16.
3 條的要求。
5.3.16.4 漏電保護檢測
在加電的情況下，使漏電保護器的輸出端接地，檢查是否有保護功能。
5.3.16.5 電源適應性
使用調壓器將監測儀供電電壓調節為 AC180V，按5.3.5 和5.3.6 條規定的方法進行檢測，檢測結果
應符合第4.5～4.6 條的要求。
再將調壓器電壓調節為 AC250V，重復上述操作。
5.3.17 監測儀的噪聲檢測
監測儀正常工作時，按GB3768—83《噪聲源聲功率級的測定—簡易法》國家標準進行檢測。應符
合4.17 條的要求。
5. 3.18 監測儀平均*運行時間（MTBF）
監測儀在雨季露天工作狀況下，按GB5080—85《設備可靠性試驗》國家標準進行檢測。應符合4.18
條的要求。
