CN100526914C - 双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计 - Google Patents

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双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计，属于自动测量仪器领域，包括计算机控制、显示系统及信号数据采集器，该信号数据采集器为一个内含双腔体的圆筒状结构，上部为漏斗形承雨斗，中心孔处连接着下方的大计量腔，该腔底部通过中心孔连接着小计量腔，大、小计量腔的侧面有竖直连通管相连，管壁上设有光电水位传感器S1、S2；上部设有大腔常开电磁阀，下部连有小腔常开电磁阀，腔底设有常闭电磁阀和微型增压水泵及数据采集器电路板、自动温控电加热装置。该自动电子雨量雪量计能准确的对各种大、小雨量、雪量进行测量、记录，通过光电传感器及电磁阀的精确控制，提高了工作效率，并减轻了测量人员劳动强度。

Description

双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计
技术领域
本发明属于自动测量仪器领域，特别涉及到一种用于测量雨量、雪量的双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计。
背景技术
雨、雪现象，是自然界最常见的天气现象，它与国计民生密切相关，洪涝、干旱都是多雨、少雨所致，故雨量是气象、水文、水利、军事等领域的重要测量项目之一，及时准确的雨量测定是其基本要求，而自动的测定更是现代化业务的要求，过去，在已有技术中，雨量测定的手段，限于其测定仪器和测量方式都比较落后，难以达到及时、准确、自动化的要求。最早的以雨量筒配雨量杯测定方式下，各种人为的误测漏测现象大量存在，后来使用翻斗式雨量计作为工具的情况下则测量精度又存在不小误差，如图1所示，更为普遍的是，对于大风大雨的情况下，由于水平风的影响，其测出雨量的误差就相当大，以致难以提供出准确的降雨量数值。
随着科学技术不断发展，运用高科技手段及电子信息技术制造出测量精度高、误差小的雨量、雪量计取代目前落后的雨量测定仪器就成为形势所迫，本发明人就是以这种需要为宗旨，以电子信息和计量技术集于一体的高科技手段，研制开发出完全新型的遥测自动电子雨量雪量计，它在测量项目、测量范围、精度、被测状态等诸多方面都有创新与突破，既可对慢速细雨量测定，又能对快速暴雨量测定，而且相比以往任何一种雨量计所无法实现的对水平风影响因素能够进行有效修正，成为目前国内性能先进，功能齐全，自动化程度高的一种遥测自动电子雨量雪量计。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，针对已有的雨雪测量仪器中，各种人为的误测、漏测以及测量精度低、误差大等存在诸多缺陷，为了克服这些缺陷，本发明的目的在于提供一种光电感应式自动电子雨量雪量计，能够对各种状态的雨雪进行足够精度的自动化测量，本发明的目的，是依靠以下技术方案来实现的，一种双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计，包括计算机控制、显示系统及信号数据采集器，其特征在于，该信号数据采集器为一个内含双腔体的圆筒状结构，上部为漏斗形承雨斗，中心孔处连接着下方的大计量腔，该腔底部通过中心孔连接着小计量腔，大、小计量腔的侧面有竖直连通管相连，上方与大计量腔相连通的管壁上设有光电水位传感器S1；下方与小计量腔相连通的管壁上设有光电水位传感器S2；大计量腔上部设有大腔常开电磁阀V1，下部设有小腔常开电磁阀V2，小计量腔处连有腔底常闭电磁阀V3，该采集器下部雨水汇集口处连有微型增压水泵，底处还设有直流电源组件，自动温控电加热装置以及自动控制和数据采集器电路板。
所述漏斗形承雨斗，它又由上部标准承雨口、漏斗集雨杯、及下部的雨水汇集口组成。为了计量的准确，漏斗形集雨杯的上下口径及杯身尺寸都是严格限定的，上部的防沙尘网罩可在无雨季节或需要时盖住筒身以减少沙尘杂物污染。整个双腔体圆筒具有两个外部接口，即通往计算机控制显示系统的数据通讯口以及外部电源馈接口，外部接口也可设置一台风速仪，是为了计算雨量时对于风速造成影响的误差进行自动修正而用。
所述双腔体中大计量腔的容积按雨量计量为1.0mm雨量，即31.6Cm3的体积；小计量腔容积为0.1mm雨量，即3.16Cm3的体积；雨量存量分别在大小腔中到达1.0mm或0.1mm时，液面就分别抵达光电水位传感器的感应部位。这里就会分别发出计量腔的控制信号，一旦接收到光电水位传感器的信号，作为控制核心的中央微控器即会发出指令控制相关电阀和水泵动作，实现精确计量。该计量仪器配有自备后备电源，停电时可临时由自备供电维持24小时以上正常工作。后备电池基本型为4500MAH镍氢充电电池组。
所述内含双腔体的圆筒状结构固定在一个钢板底，钢板底再固定在水泥底座上。
本发明的有益效果是，该自动电子雨量雪量计能准确的对各种大、小雨量雪量进行测量、记录，计算机及中央微控制器系统通过光电传感器及电磁阀的精确控制给出显示，提高了工作效率，并减轻了测量人员劳动强度。
附图说明
图1为已知技术中的翻斗式雨量计。
图2为双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计组成图
图3为信号数据采集器结构示意图
具体实施方式
参照图1表示的是已知的技术中翻斗雨量计1，为了有一个对比的效果，参照其结构，筒身1.1为一圆筒状，其间承雨口1.2，下面为网罩1.3，漏斗1.4，上翻斗1.5，汇集漏斗1.6，下面分别有计数翻斗a1.7和着的计数翻斗b1.8，最底层为底盘1.9，由于它主要依靠一系列机械性的传动进行测量及控制，因此它的测量结果存在较大误差。
参照图2、图3，表示本发明中双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计的系统组成图以及它的主要组成部分，信号数据采集器的结构示意图，图中仪器外套筒2，它的内部包含有承雨斗3，设置在竖直连通管中的光电水位传感器S1为4，它与大计量腔6相连通，大计量腔上部设有大腔常开电磁阀V1，标注为5，置于下方的小腔常开电磁阀V2为7，经过与其相连的连通管上设置有光电水位传感器S2，标为8，它与小计量腔9相连通，其下部为腔底常闭电磁阀V3，标为10，置于圆筒底部与雨水汇集口相连的是微型增压水泵11，自动温控电加热装置12、自动控制和数据采集器电路板13以及电源组件14，总体安装在水泥底座15上。在具体使用时，当雨水落入本雨量筒后，由于V1、V2是常开型电磁阀，V3是常闭型电磁阀，注入的雨水存在于下部的计量腔中，该计量腔的容积是经过准确计算的3.16Cm3(相当于0.1mm降雨量)，一旦水位达到S2光电水位传感器感应位置，即雨水存量达到3.16Cm3，则由控制系统发出指令关闭V2，同时记录并存储0.1mm雨量。再落下的雨水则存在上面大腔内，再按程序打开V3和水泵P执行放水和抽水动作，随即完成一次雨量为0.1mm的计量过程，然后再让V2打开继续存水计量，如此往复，每0.1mm计量一次，其计量速度很快，通常在2秒左右即可计量0.1mm雨量。若过大雨，雨量在很短时间内存满31.6Cm3的上部大计量腔，S1光电水位传感器立即感受到并指令V1关闭，同时打开V3，和水泵P，抽水并记录1.0mm雨量，根据雨量大小自动计量。关于降雪的计量，只要再加装自动温控机其他加热器件即将雪融化，即可实现自动计量降雪量。

Claims (3)

1、一种双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计，包括计算机控制、显示系统及信号数据采集器，其特征在于，该信号数据采集器为一个内含双腔体的圆筒状结构，上部为漏斗形承雨斗，中心孔处连接着下方的大计量腔，该腔底部通过中心孔连接着小计量腔，大、小计量腔的侧面由竖直连通管相连，上方与大计量腔相连通的管壁上设有光电水位传感器S1；下方与小计量腔相连通的管壁上设有光电水位传感器S2；大计量腔上部设有大腔常开电磁阀V1，下部设有小腔常开电磁阀V2，小计量腔处连有腔底常闭电磁阀V3，该采集器下部雨水汇集口处连有微型增压水泵，底处还设有直流电源组件，自动温控电加热装置以及自动控制和数据采集器电路板。
2、根据权利要求1所述的双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计，其特征在于，所述双腔体中大计量腔的容积按雨量计量为1.0mm雨量，即31.6Cm3；小计量腔容积为0.1mm雨量；雨量存量分别在大小腔中到达1.0mm或0.1mm时，液面就分别抵达相应的光电水位传感器的感应部位。
3、根据权利要求1所述的双腔型光电感应式自动电子雨量雪量计，其特征在于，后备电池基本型采用4500MAH镍氢充电电池组。
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