CN101943763A - 等雨量雨样计 - Google Patents

Abstract

本发明等雨量雨样计属于水文和气象领域，尤其涉及一种分段测量降雨量和获取降雨样的装置。本发明包括：一级承雨斗，外壳，中接管，二级承雨斗，分水导管，步进电机控制装置，量雨杯，水面传感器：其中一级承雨斗插入外壳并与中接管相接，中接管下方为二级承雨斗，二级承雨斗下方与分水导管相接，分水导管两端封闭，远端有一向下开的孔，其下方为量雨杯，量雨杯正上方为水面传感器，水面传感器有数据线与步进电机控制装置相连。本发明具有如下优点：1、水面传感器控制通过步进电机转动实现降雨的等雨量分割；2、只要量雨杯的数量足够，通过更换量雨杯，这种等雨量分割可以做到非常精细。

Description

等雨量雨样计

技术领域

本发明等时段雨量雨样计属于水文和气象领域，尤其涉及一种分时段测量降雨量和采集雨样的装置。

背景技术

目前在气象和水文领域内，使用的雨量计一般为翻斗式雨量计，降雨通过一个漏斗进入翻斗，翻斗承满雨水后倾翻一次，一个翻斗盛满雨水的量是确定的，雨量计记录翻斗的倾翻次数，以此来记录总的雨量(CN2562196)。进一步地，通过对翻斗的计量方式进行改进又出现了：数字式翻斗雨量计CN2070909；雨量站CN1455269高精度翻斗雨量计。

在长期自记降雨量方面又出现了浮子式雨量计，主要是量筒内放浮子，降水汇聚在量筒内，量筒水位不同，推动浮子上下运动，记录在记录纸上主要包括：(CN86205416)浮子式雨量计，(CN2406229)连续工作的雨量计(CN2155025)。进一步改进后形成了诸如：横向雨量计(CN2266139)，量杯式(CN2099323)，数字集成电路遥测雨量计(CN2031105)，虹吸式自记雨量计(CN2099323，CN87210894，CN2534565)，水质等同时监测的雨量计(CN2591649)，承重式雨量计(CN2553390)。

雨量计的型式多种多样，但是仍不能满足以下两种需要。

1、在气象方面，无法自动获取时间与雨量的关系。等雨量计可以清楚地了解整个降雨过程每一定的降雨量是在多长时间内降下的，例如50mm的雨水是在5mins内降的还是在20mins内降的。这个数值的了解可以准确地了解一场降雨各个时段的降雨强度。

2、在水文方面，不同时段的降雨会具有不同的同位素含量，将一段降雨分开采样，可以获得整个降雨的按时段划分后的雨样中同位素含量，用以分析不同降雨期间的水汽来源和分时段汇流后的水体去向，进而从物理机制方面改进目前流量过程线的划分问题。

发明内容

本发明等雨量雨样计正是根据以上需求设计，其目的在于提供一种雨量计，可以获得不同时间间隔的雨量值，同时获得不同降水时段的雨水样品。

具体而言本发明等雨量雨样计包括：一级承雨斗，外壳，中接管，二级承雨斗，分水导管，水面传感器，步进电机控制装置，量雨杯；其中一级承雨斗插入外壳并与中接管相接，中接管下方为二级承雨斗，二级承雨斗下方与分水导管相接，分水导管两端封闭，远端有一向下开的孔，其下方为量雨杯。

所述的水面传感器设置在分水导管远端量雨杯上方，用以探测量雨杯充满情况。水面传感器有信号线连接到单片机。

所述的分水导管下方与步进电机控制装置相连接。

所述的步进电机控制装置，包括：步进电机，步进电机控制器，单片机，电源适配器。

所述的电源适配器包括：变压器和蓄电池。

所述的量雨杯为多个，根据需要改变其大小和个数，量雨杯的大小和个数的控制方式为，所有的量雨杯围绕着量雨计的中心形成一个圆，分水导管远端向下开的孔正对着每一个量雨杯。

具体而言本发明的工作方式如下：

A、使用者根据自己的需要选择较大的量雨杯或者较小的精度较高的量雨杯；

B、根据所选择的量雨杯和对雨量细分的要求选择步进电机的角步距设定在所述的单片机中；

C、当开始下雨时启动单片机的中的运动程序，单片机驱动步进电机控制器按照预设的角步距进行运转，当量雨杯满时水面传感器接到信号并传递到单片机，单片机指令步进电机运行一个角步距并记录一个时钟值；

D、步进电机控制装置带动分水导管旋转，分水导管向下一个量雨杯中填充雨水，填充满一个量雨杯旋转一个角步距，单片机记录一个时间；

E、降雨结束或者未结束时，取出量雨杯中的雨水样进行定量或者物理化学分析；

F、更换量雨杯，直到降雨结束；

G、在单片机中提取记录的每个量雨杯的充满时间。

本发明具有如下优点：

1、利用步进电机驱动的方式实现降雨的等量分割，步进电机每步准确到位，方便控制；

2、只要量雨杯的数量足够，可以对雨量进行精细的分割，容量越小的量雨杯获得的时段分割越精细；

3、为利用同位素分析法，分析分时段的汇流情况提供了降雨数据基础；

4、相对于步进电机驱动的等时段雨量计而言，本发明通过水位探头信号控制分水管转换量雨杯，其优势在于可以充分利用量雨杯的容量，同时记录了每个量雨杯的充满时间。

附图说明

图1为本发明的侧视示意图；

图2为本发明的爆炸示意图；

图3为本发明另一种型式的分水导管和量雨杯以及水面传感器的示意图。

具体实施方式

实施例一

本发明等雨量雨样计包括：一级承雨斗1，外壳2，中接管3，二级承雨斗4，分水导管5，步进电机控制装置6，量雨杯7，水面传感器8；其中一级承雨斗1插入外壳2并与中接管3相接，中接管3下方为二级承雨斗4，二级承雨斗4下方与分水导管5相接，分水导管5两端封闭，远端有一向下开的孔，其下方为量雨杯7。

所述的分水导管5下方与步进电机控制装置6相连接。

所述的步进电机控制装置6，包括：步进电机，步进电机控制器，单片机，电源适配器。

所述的电源适配器包括：变压器和蓄电池。

所述的量雨杯7为6个，所有的量雨杯围绕着量雨计的中心形成一个圆，分水导管5远端向下开的孔正对着每一个量雨杯7。

所述的水面传感器8设置在分水导管5的旁侧，正对量雨杯7。

具体而言本发明的工作方式如下：

A、使用者根据自己的需要选择20ml的量雨杯7六个；

B、在单片机中设定步进电机的角步距设为60°；

C、降雨开始启动单片机的中的运动程序，当第一只量雨杯充满后，水面传感器8接收到信号，发送给单片机，单片机驱动步进电机控制器按照设定角步距转动；

D、单片机记录转动开始时刻；

E、降雨结束或者未结束时，取出已经充满的量雨杯7中的雨水样进行定量或者物理化学分析；

F、更换量雨杯7，直到降雨结束。

降雨持续两小时二十分供获得接雨的量雨杯18个，读取各量雨杯装满时间，并计算各量雨杯的雨量，其结果见表1。

表1雨量时间表

实施例二

所述的量雨杯7为12个，所有的量雨杯围绕着雨量计的中心形成一个圆，分水导管5远端向下开的孔正对着每一个量雨杯7。

具体而言本发明的工作方式如下：

A、使用者根据自己的需要选择10ml的量雨杯12只；

B、在单片机中设定步进电机的角步距设为30°；

C、降雨开始启动单片机的中的运动程序，当第一只量雨杯充满后，水面传感器8接收到信号，发送给单片机，单片机驱动步进电机控制器按照设定角步距转动；

D、单片机记录转动开始时刻；

E、降雨结束或者未结束时，取出已经充满的量雨杯7中的雨水样进行定量或者物理化学分析；

F、更换量雨杯7，直到降雨结束。

降雨充满量雨杯11个，第12个量雨杯部分充满，降雨持续48分钟，计算各量雨杯的雨量，其结果见表2。

表2雨量时间表

Claims (6)

1.本发明等雨量雨样计，其特征在于，包括：一级承雨斗，外壳，中接管，二级承雨斗，分水导管，水面传感器，步进电机控制装置，量雨杯；其中一级承雨斗插入外壳并与中接管相接，中接管下方为二级承雨斗，二级承雨斗下方与分水导管相接，分水导管两端封闭，远端有一向下开的孔，其下方为量雨杯。

2.根据权利要求1所述的等雨量雨样计，其特征在于：所述的分水导管下方与步进电机控制装置相连接。

3.根据权利要求1所述的等雨量雨样计，其特征在于：所述的步进电机控制装置包括：步进电机，步进电机控制器，单片机，电源适配器；

上述的电源适配器包括：变压器和蓄电池。

4.根据权利要求1所述的等雨量雨样计，其特征在于：所述的水面传感器设置在分水导管远端量雨杯上方，用以探测量雨杯充满情况，水面传感器有信号线连接到单片机。

5.根据权利要求1所述的等雨量雨样计，其特征在于：所述的量雨杯可以根据需要改变其大小和个数，量雨杯的大小和个数的控制方式为：所有的量雨杯围绕着量雨计的中心形成一个圆，分水导管远端向下开的孔正对着每一个量雨杯。

6.根据权利要求1所述的等雨量雨样计，其特征在于：其工作方式如下：

A、使用者根据自己的需要选择较大的量雨杯或者较小的精度较高的量雨杯；

B、根据所选择的量雨杯和对雨量细分的要求选择步进电机的角步距设定在所述的单片机中；

C、当开始下雨时启动单片机的中的运动程序，单片机驱动步进电机控制器按照预设的角步距进行运转，当量雨杯满时水面传感器接到信号并传递到单片机，单片机指令步进电机运行一个角步距并记录一个时钟值；

D、步进电机控制装置带动分水导管旋转，分水导管向下一个量雨杯中填充雨水，填充满一个量雨杯旋转一个角步距，单片机记录一个时间；

E、降雨结束或者未结束时，取出量雨杯中的雨水样进行定量或者物理化学分析；

F、更换量雨杯，直到降雨结束；

G、在单片机中提取记录的每个量雨杯的充满时间。

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