Die Erfindung betrifft einen Regenmesser, mit einem Auffangtrichter, der in einem Gehäuse mit reflektierender Mantelfläche angeordnet und dessen Auffangfläche durch einen auf der einen Gehäusestirnfläche befindlichen Messring begrenzt ist, wobei der Messring eine vordere Ringkante, eine von der Ringkante in den Auffangtrichter hineinführende innere Ringfläche und eine von der Ringkante schräg nach aussen gerichtete äussere Ringfläche aufweist.
Zur Bestimmung der Niederschlagshöhe in mm wird das Volumen des eine definierte Auffangfläche von 200 cm2 passierenden Niederschlags gemessen. Um genaue und untereinander vergleichbare Messresultate zu erzielen, ist es erforderlich, dass die Auffangfläche stets ihren definierten Flächeninhalt aufweist und nicht z.B. durch sich am Messring ansetzende Eis- oder Schneeablagerungen unkontrolliert verkleinert wird, und dass auch tatsächlich aller aufgefangener Niederschlag in das Messgefäss gelangt, d. h. weder am Auf fangtrichter haften bleibt noch auf seinem Wege zum Messgefäss eine nennenswerte Verdunstung des Niederschlags eintritt.
Die zu einer unerwünschten Verdunstung von aufgefangenem Niederschlag führende Erwärmung durch absorbierte Sonnenstrahlung wird durch eine stark reflektierende Oberfläche des Regenmessers verhindert und, um ein Ansetzen von Schnee und Eis auszuschliessen wird der Regenmesser geheizt, wobei der allen, ein Absetzen von Niederschlag begünstigenden äusseren Einflüssen, wie Verschmutzung und Antrieb von Niederschlag durch Wind, besonders stark ausgesetzte Messring, vor allem dessen Aussenfläche, für eine solche Beheizung kritisch ist, da eine ein Absetzen von Niederschlag mit Sicherheit ausschliessende stärkere Beheizung des Messrings infolge des nicht gänzlich zu vermeidenden Wärmeübergangs auf den Auffangtrichter eine Verdunstung des aufgefangenen Niederschlags begünstigt und umgekehrt eine die Verdunstung ausschliessende schwächere Ringbeheizung eine Niederschlagsansetzung erleichtert.
In dieser Hinsicht stellt demnach der Regenmesser ein thermisches System dar, bei dem in der üblichen Ausführung eine genaue Messungen gewährleistende Temperaturverteilung praktisch nur in zufallsbedingten Ausnahmefällen vorhanden ist. Weil Regenmesser vergleichsweise robuste und zuverlässige Messgeräte sein müssen, für die, nicht zuletzt wegen der meist abseitigen Aufstellung, Bedienungs- und Kontrollarbeiten auf ein Minimum beschränkt sind, kommen für die Erzielung einer stets optimalen Temperaturverteilung an sich mögliche komplizierte Steuer- oder Regeleinrichtungen im allgemeinen nicht in Frage.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Regenmesser der vorstehend beschriebenen Ausführung zu schaffen, bei dem ein Ansetzen von Niederschlag am Messring erschwert und die Gefahr des Verdunstens von aufgefangenem Niederschlag verringert ist.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, dass bei dem Messring mindestens die äussere Ringfläche ein gegenüber der Gehäusemantelfläche kleineres Reflexionsvermögen besitzt.
Infolge des geringeren Reflexionsvermögens wird der Messring oberflächlich durch die absorbierte atmosphärische Strahlung von aussen erwärmt und es ist nicht mehr erforderlich, die zur Verhinderung von Eis- und Schneeablagerung benötigte Oberflächentemperatur durch eine entsprechend stärkere und die Verdunstung begünstigende Wärmezufuhr durch den Messring hindurch von innen zu gewinnen. Eine durch absorbierte Strahlung erhöhte Oberflächentemperatur der Ringinnenfiäche beeinträchtigt hierbei die Mesrgenauigkeit praktisch nicht, da wegen der geringen Ringhöhe und der im ungünstigen Falle von schräg einfallendem Niederschlag nur partiellen Beaufschlagung eine nennenswerte Verdunstung des aufgefangenen Niederschlags an der Innenfläche des Messringes nicht zu befürchten ist.
Vorzugsweise ist das Reflexionsvermögen der Messringoberfläche um mindestens einen Faktor 2 kleiner als das der Gehäusemantelfläche. Die Innenfläche des Messrings kann in einer Tropfkante auslaufen, durch die eine Beaufschlagung der Wandung im Bereich der Messringbeheizung, also im Bereich grösserer Verdunstungsgefahr, verringert ist. Für einfache Ausführungen kann der Messring aus einem Aluminiumring mit eloxierter Oberfläche bestehen.
Der Messring kann auch aus einem Metallring mit stark reflektierender Oberfläche bestehen, auf dem eine Schicht mit kleinerem Reflexionsvermögen aufgebracht ist.
Im folgenden wird die ErfindunganhandeinesAusführungs- beispieles mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Regenmessers, der zur Sichtbarmachung von Einzelheiten im Bereich des Messringes zum Teil aufgeschnitten dargestellt ist, und
Fig. 2 eine Aufsicht des Regenmessers der Fig. 1.
Der auf der Zeichnung wiedergegebene Regenmesser weist ein einerends offenes zylindrisches Gehäuse 1 auf, in welchem ein kreisrunder Auffangtrichter 2 und eine Messeinrichtung mit einem Messgefäss angeordnet sind, wobei die Messeinrichtung auf der Zeichnung nicht dargestellt ist, da sie durch die vorliegende Erfindung nicht betroffen wird. Ein auf den Rand des Gehäuses 1 aufgesetzter Messring 3 trägt den Auffangtrichter 2 und mittels an ihm befestigter Streben 4 eine Trägerplatte 5 für die Messeinrichtung.
Die Ringkante 3a des im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweisenden Messringes 3 begrenzt die Auffangfläche des Regenmessers, wobei die Offnung des Auffangtrichters 2 einen grösseren Durchmesser hat als die Auffangfläche, so dass der Messring 3 einwärts über die Trichteröffnung vorsteht. Die konische Aussenfläche 3c des Messringes 3 endet in einer Schulter 3d, an die das Gehäuse 1 mit seinem Rand 1b anstösst. Auf der Unterseite weist der Messring 3 eine ringsumlaufende Nut 6 auf, in die der nach aussen umgebördelte Rand des Auffangtrichters 2 eingesetzt ist. Nach dem Einsetzen des Auffangtrichters 2 wird die Nut 6 mit einer gegen Feuchtigkeit und Erwärmung im in Frage kommenden Temperaturbereich widerstandsfähigen Vergussmasse, z.
B. Astorits, ausgegossen. Die innerhalb des Auffangtrichters 2 befindliche konische Stirnfläche 7 des Messringes 3 bildet mit dessen zylindrischer Innenfläche 3b eine Tropfkante 8, wobei durch einen gegenüber dem Durchmesser der Auffangfläche ausreichend grösseren Durchmesser der Trichter öffnung und Trichterform dafür gesorgt ist, dass die sich von der Tropfkante 8 lösenden Wassertropfen erst auf den zur Trichterauslauföffnung 9 führenden stark konischen Bodenteil 2a des Auffangtrichters 2 auftreffen.
Im Raum zwischen Auffangtrichter 2 und Gehäuse 1 ist ferner noch die Beheizung für den Regenmesser angeordnet, die in Fig. 1 ebenfalls nicht wiedergegeben ist. Die Beheizung besteht üblicherweise aus elektrischen Heizwicklungen, die an den anzuwärmenden Stellen der Messeinrichtung, des Auffangtrichters und am Messring angeordnet sind. Wie herkömmlich, weist das zylindrische Gehäuse 1 eine stark reflektierende, z.B. eine diffus reflektierende weisse Aussenfläche la auf, um eine Erwärmung der Messeinrichtung und des Auffangtrichters durch vom Gerät absorbierte Himmels- und insbesondere Sonnenstrahlung so niedrig wie möglich zu halten und ein Verdunsten von die Messergebnisse fälschenden Mengen aufgefangenen Niederschlags zu verhindern.
Wie eingangs erwähnt, können durch Schnee- und Eisabla gerangen am Meuring 3 die Messresultate stark verfälscht werden. Bildet sich am Messring ein über die Messringkante 3a in die Auffangfläche hineinragender Schnee- oder Eiswulst, so wird die Auffangfläche verkleinert und beim Abtauen gelangt die im Wulst angesammelte Menge abgesetzten Niederschlags in die Messeinrichtung. Zur Verhinderung solcher Nieder achlagsablagerungen sind zwei Massnahmen vorgesehen: einmal die an sich übliche Ringbeheizung und zum anderen eine strahlungsabsorbierende Oberfläche des Messringes 3.
Die Ringbeheizung dient hier dazu, die Oberflächentemperatur des Messringes 3 langsamen Temperaturänderungen nachzuführen und bei konstanter niedriger Aussentemperatur die Ringoberfläche auf die zur Vermeidung von Niederschlagsabsatz erforderliche höhere Temperatur zu halten. Die Messringoberfläche hat ein Reflexionsvermögen, das kleiner, vorzugsweise um einen Faktor von mindestens 2 kleiner ist, als das Reflexionsvermögen der Gehäuseaussenfläche la. Durch die bei einem solchen Reflexionsvermögen von der Ringoberfläche absorbierte Strahlung wird der Messring erwärmt.
Wenn dann, insbesondere bei einer Aussentemperatur, bei welcher die Beheizung gerade noch nicht eingeschaltet ist, beispielsweise ein Schneeschauer mit entsprechender Temperaturabkühlung niedergeht, wird durch die vom Messring geschmolzenen Flocken die Bildung einer haftenden Schneeablagerung verzögert. Ist der Schneeschauer nur von kurzer Dauer, so reicht die im Messring gespeicherte Wärme aus, um auch bei ausgeschalteter Beheizung eine Niederschlagsablagerung zu verhindern. Bei einem länger dauernden Schauer, fällt die Aussentemperatur tiefer, so dass die Beheizung einschaltet und die Erwärmung der Ringoberfläche durch die Beheizung wird wirksam, noch bevor sich der Messring auf eine zur Bildung einer haftenden Schneeablagerung niedrige Temperatur abgekühlt hat. Bei höheren Aussentemperaturen wirkt sich die durch starke Sonneneinstrahlung u.
U. ziemlich hohe Temperatur des Messrings auf die Richtigkeit der Messergebnisse praktisch nicht aus, da der eine stärkere Verdunstung herbeiführende Bereich der Innenfläche 3b des Messringes auch bei schrägem Regeneinfall im Verhältnis zur Auffangfläche klein ist. Die Wirkung des mit einer Oberfläche von kleinerem Reflexionsvermögen ausgestatteten Messringes ist vorstehend nur im groben Umriss dargelegt. Tatsächlich sind die Abläufe natürlich komplizierter, da sowohl die jeweiligen atmosphärischen Gegebenheiten, die klimatischen Verhältnisse, Kühlungseffekte, z.B. durch Wind, usw., wie auch das jeweilige Erwärmungsverhalten des Regenmessers im Bereich des Messringes von Bedeutung sind. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bereits mit einem einfachen, oberflächlich eloxierten Aluminiumring der vorstehend beschriebenen Ausführung im allgemeinen überraschend gute Erfolge erzielt werden.
Der Messring mit seiner ein kleineres Reflexionsvermögen als das Gehäuse aufweisenden Oberfläche kann auf beliebige Weise hergestellt werden. So kann z.B. ein Metallring mit einer farbigen Schicht aus einem wetterbeständigen Kunststoff versehen werden.
Ebenso einfach kann der Messring in seinem Erwärmungsverhalten ohne Schwierigkeiten an die jeweils gegebene Ringbeheizung angepasst werden, indem z.B. Wärmedämmschichten zur Behinderung der Wärmeleitung oder gut wärmeleitende Schichten für einen schnelleren Temperaturausgleich zwischen nicht zu erwärmenden bzw. zu erwärmenden Bereichen der Messringanordnung vorgesehen werden.
Des weiteren kann das Erwärmungsverhalten des Messringes auch optimal den besonderen klimatischen Verhältnissen und Strahlungsklima am jeweiligen Aufstellungsort angepasst werden, indem für den Messring eine Oberfläche mit bereichsweise unterschiedlichem Reflexionsvermögen gegeben wird. So kann z. B. das Reflexionsvermögen der äusseren Messringfläche 3c kleiner sein als das der inneren Ringfläche 3b, so dass der Messring an der Aussenfläche 3c stärker durch absorbierte Strahlung erwärmt wird als auf der Innenfläche 3b.
Eine stärkere Erwärmung der Innenfläche 3b im Bereich der Ringkante 3a, also an der durch Niederschlagsablagerung besonders gefährdeten Stelle, und eine schwächere Erwärmung durch Strahlungsabsorbtion im Bereich der Abtropfkante 8, auf den die Ringbeheizung im allgemeinen besser einwirkt, kann durch eine entsprechende Abstufung des Reflexionsvermögens dieser Innenflächenbereiche leicht erzielt werden. Das Reflexionsvermögen der Ringoberfläche kann auch im Umfangsbereichen der äusseren und/oder inneren Ringfläche 3c bzw. 3b unterschliedlich sein, um die Strahlungsverhältnisse am Aufstellungsort zu berücksichtigen. So kann z. B. die am Auf stellungsort südliche Hälfte der äusseren und inneren Ringfläche ein grösseres Reflexionsvermögen aufweisen als die nördlichen Hälften dieser Ringflächen.
Solche oder ähnliche Variationen im Reflexionsvermögen der Messringoberfläche sind jedoch nur in Ausnahmefällen von Bedeutung.
The invention relates to a rain gauge, with a collecting funnel, which is arranged in a housing with a reflective outer surface and whose collecting surface is delimited by a measuring ring located on the one end face of the housing, the measuring ring having a front ring edge, an inner ring surface leading from the ring edge into the collecting funnel and has an outer ring surface directed obliquely outward from the ring edge.
To determine the amount of precipitation in mm, the volume of the precipitation passing through a defined collecting area of 200 cm2 is measured. In order to achieve accurate and mutually comparable measurement results, it is necessary that the collecting area always has its defined area and not e.g. is reduced in an uncontrolled manner by ice or snow deposits on the measuring ring, and that all of the collected precipitation actually gets into the measuring vessel, d. H. neither remains attached to the collecting funnel nor does any significant evaporation of the precipitation occur on its way to the measuring vessel.
The warming caused by absorbed solar radiation, which leads to undesired evaporation of collected precipitation, is prevented by a highly reflective surface of the rain gauge and, in order to exclude the build-up of snow and ice, the rain gauge is heated, whereby all external influences that favor the settling of precipitation, such as Contamination and driving of precipitation by wind, particularly heavily exposed measuring ring, especially its outer surface, is critical for such heating, since a stronger heating of the measuring ring, which definitely excludes precipitation, causes evaporation due to the heat transfer to the collecting funnel, which cannot be completely avoided of the collected precipitation and, conversely, a weaker ring heating that prevents evaporation facilitates precipitation.
In this regard, the rain gauge represents a thermal system in which, in the usual design, a temperature distribution that ensures accurate measurements is practically only present in random exceptional cases. Because rain gauges have to be comparatively robust and reliable measuring devices for which, not least because of the mostly remote installation, operating and control work is limited to a minimum, there are generally no complex control or regulation devices that are possible in order to achieve an always optimal temperature distribution in question.
It is therefore the object of the invention to create an improved rain gauge of the embodiment described above, in which a deposit of precipitation on the measuring ring is made more difficult and the risk of evaporation of the collected precipitation is reduced.
According to the invention, the object is achieved in that at least the outer ring surface of the measuring ring has a lower reflectivity than the surface of the casing.
As a result of the lower reflectivity, the surface of the measuring ring is heated from the outside by the absorbed atmospheric radiation and it is no longer necessary to obtain the surface temperature required to prevent ice and snow deposition from the inside through a correspondingly stronger and evaporation-promoting heat supply through the measuring ring . An increased surface temperature of the inner ring surface due to absorbed radiation has practically no effect on the measuring accuracy, since due to the low ring height and, in the worst case, inclined precipitation, there is no need to fear significant evaporation of the collected precipitation on the inner surface of the measuring ring.
The reflectivity of the measuring ring surface is preferably smaller by at least a factor of 2 than that of the casing surface. The inner surface of the measuring ring can run out in a drip edge, which reduces the impact on the wall in the area of the measuring ring heating, i.e. in the area of greater risk of evaporation. For simple designs, the measuring ring can consist of an aluminum ring with an anodized surface.
The measuring ring can also consist of a metal ring with a highly reflective surface on which a layer with lower reflectivity is applied.
In the following, the invention is explained in more detail on the basis of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing. On the drawing show:
1 shows a side view of a rain gauge which is shown partially cut open to reveal details in the area of the measuring ring, and
FIG. 2 is a top view of the rain gauge from FIG. 1.
The rain gauge shown in the drawing has a cylindrical housing 1 open at one end, in which a circular collecting funnel 2 and a measuring device with a measuring vessel are arranged, the measuring device not being shown in the drawing since it is not affected by the present invention. A measuring ring 3 placed on the edge of the housing 1 carries the collecting funnel 2 and, by means of struts 4 attached to it, a carrier plate 5 for the measuring device.
The ring edge 3a of the essentially triangular cross-section having measuring ring 3 delimits the collecting surface of the rain gauge, the opening of the collecting funnel 2 having a larger diameter than the collecting surface, so that the measuring ring 3 protrudes inwardly over the funnel opening. The conical outer surface 3c of the measuring ring 3 ends in a shoulder 3d, against which the housing 1 abuts with its edge 1b. On the underside, the measuring ring 3 has a circumferential groove 6 into which the outwardly flanged edge of the collecting funnel 2 is inserted. After insertion of the collecting funnel 2, the groove 6 is covered with a potting compound that is resistant to moisture and heating in the temperature range in question, e.g.
B. Astorits, poured out. The conical end face 7 of the measuring ring 3 located inside the collecting funnel 2 forms a drip edge 8 with its cylindrical inner surface 3b, whereby the diameter of the funnel opening and funnel shape which is larger than the diameter of the collecting surface ensures that the drip edge 8 detaches itself from the drip edge 8 Drops of water only strike the strongly conical bottom part 2a of the collecting funnel 2 leading to the funnel outlet opening 9.
In the space between the collecting funnel 2 and the housing 1, the heating for the rain gauge is also arranged, which is also not shown in FIG. 1. The heating usually consists of electrical heating windings which are arranged at the points of the measuring device to be heated, the collecting funnel and on the measuring ring. As is conventional, the cylindrical housing 1 has a highly reflective, e.g. a diffusely reflective white outer surface la in order to keep heating of the measuring device and the collecting funnel from sky and especially solar radiation absorbed by the device as low as possible and to prevent evaporation of the amounts of collected precipitation that falsify the measurement results.
As mentioned at the beginning, the measurement results can be greatly falsified by snow and ice accumulation on the Meuring 3. If a bead of snow or ice forms on the measuring ring protruding over the edge of the measuring ring 3a into the collecting surface, the collecting surface is reduced and the amount of precipitation that has accumulated in the bead reaches the measuring device during defrosting. Two measures are provided to prevent such precipitation deposits: on the one hand, the conventional ring heating and, on the other hand, a radiation-absorbing surface of the measuring ring 3.
The ring heating is used here to track the surface temperature of the measuring ring 3 to slow temperature changes and to keep the ring surface at the higher temperature required to avoid precipitation at a constant, low outside temperature. The surface of the measuring ring has a reflectivity which is smaller, preferably smaller by a factor of at least 2, than the reflectivity of the housing outer surface la. The measuring ring is heated by the radiation absorbed by the ring surface with such a reflectivity.
If then, especially at an outside temperature at which the heating is just not yet switched on, for example a snow shower with a corresponding temperature cooling falls, the formation of an adhering snow deposit is delayed by the flakes melted by the measuring ring. If the snow shower is only of short duration, the heat stored in the measuring ring is sufficient to prevent precipitation from building up even when the heating is switched off. If the shower lasts for a long time, the outside temperature drops so that the heating switches on and the heating of the ring surface becomes effective even before the measuring ring has cooled down to a temperature that is low for the formation of adhesive snow deposits. At higher outside temperatures, the strong sunlight and
U. the fairly high temperature of the measuring ring has practically no effect on the accuracy of the measurement results, since the area of the inner surface 3b of the measuring ring that causes greater evaporation is small in relation to the collecting surface, even with inclined rainfall. The effect of the measuring ring equipped with a surface of lower reflectivity is only shown in rough outline above. In fact, the processes are of course more complicated, since the respective atmospheric conditions, climatic conditions, cooling effects, e.g. by wind, etc., as well as the respective heating behavior of the rain gauge in the area of the measuring ring are important. However, it has been shown that even with a simple, surface-anodized aluminum ring of the design described above, surprisingly good results are generally achieved.
The measuring ring, with its surface having a smaller reflectivity than the housing, can be produced in any desired manner. E.g. a metal ring can be provided with a colored layer made of a weatherproof plastic.
The measuring ring can just as easily be adapted in its heating behavior to the given ring heating without difficulty, e.g. Thermal insulation layers to hinder heat conduction or layers with good heat conductivity can be provided for faster temperature equalization between areas of the measuring ring arrangement that are not to be heated or to be heated.
Furthermore, the heating behavior of the measuring ring can also be optimally adapted to the particular climatic conditions and radiation climate at the respective installation site by giving the measuring ring a surface with different reflectivities in areas. So z. B. the reflectivity of the outer measuring ring surface 3c can be smaller than that of the inner ring surface 3b, so that the measuring ring on the outer surface 3c is heated more strongly by absorbed radiation than on the inner surface 3b.
Greater heating of the inner surface 3b in the area of the ring edge 3a, i.e. at the point particularly endangered by precipitation, and weaker heating due to radiation absorption in the area of the drip edge 8, on which the ring heating generally has a better effect, can be achieved by a corresponding gradation of the reflectivity of this Inner surface areas can be easily achieved. The reflectivity of the ring surface can also be different in the peripheral areas of the outer and / or inner ring surface 3c or 3b in order to take into account the radiation conditions at the installation site. So z. B. at the location on the southern half of the outer and inner ring surface have a greater reflectivity than the northern halves of these ring surfaces.
Such or similar variations in the reflectivity of the measuring ring surface are only of importance in exceptional cases.