CN102116879A - 0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器 - Google Patents

0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器 Download PDF

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吴权林
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Abstract

一种0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，一个筒状的承雨器，筒状的承雨器底部有基座，在承雨器内的基座上由下至上依次装有下层集水器、下层大翻斗、中层集水器、中层小翻斗、上层集水器、上层小翻斗、立板、漏斗，在漏斗上方有防堵装置。0.1mm和0.5mm感量多翻斗式雨量传感器结构合理、新颖、国内首创，技术指标超越国标《GB/T11832-2002翻斗式雨量计》的规定，克服了以往双翻斗式雨量传感器的“大雨翻不赢，小雨又不翻”的弊病。能适用于雨强变化大，经常有持续性暴雨地区的降雨量测量，填补国内强雨测量的雨量传感器空白。

Description

0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器
技术领域
本发明属于气象观测装置，特别涉及一种0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器。
背景技术
目前已有双翻斗雨量传感器存在有“大雨翻不赢，小雨又不翻”的弊病。影响对雨量测量的准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器。
本发明的技术方案是：
一种0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，其特征在于：一个筒状的承雨器，筒状的承雨器底部有基座，在承雨器内的基座上由下至上依次装有下层集水器、下层大翻斗、中层集水器、中层小翻斗、上层集水器、上层小翻斗、漏斗，每个集水器装在立板上，在漏斗上方有防堵装置。
所述的防堵装置有伞状的防堵罩，防堵罩下方中间有柱状过滤网，过滤网下方有大漏斗，大漏斗下方漏孔正对漏斗中心。
所述的下层大翻斗、中层小翻斗和上层小翻斗的翻斗有矩形盒状的翻斗，在翻斗的矩形盒的中间下方有翻斗轴，矩形盒的中间一侧的上方装有磁钢，磁钢与相应立板上的干簧管配合。
根据权利要求1所述的0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的测量方法：雨水由承雨器汇集，通过漏斗进入上层小翻斗，上层小翻斗不计量；经过上层小翻斗左右摆动使不同雨强的雨水转换为相对均匀的雨水，然后雨水通过上层集水器进入中层小翻斗计量，中层小翻斗在雨强0-4mm/min范围，翻动一次为0.1mm降雨量，随之雨水进入中层集水器引入大漏斗排出雨水，大翻斗不计量；当雨水通过漏斗和上层小翻斗进入中层小翻斗时，在雨强4-8mm/min范围，中层小翻斗不计量，随之雨水进入下层大翻斗计量，大翻斗翻动一次为0.5mm降雨量，随后雨水进入下层集水器排出；
在中层小翻斗和下层大翻斗中心位置一侧装的磁钢，和磁钢对面的干簧管，当磁钢扫过干簧管接点吸合导通，该仪器能够分别输出两个脉冲信号，一个是0.1mm感量脉冲输出信号，中层小翻斗输出信号，一个是0.5mm感量脉冲输出信号下层大翻斗输出信号，通过电缆直接与数据采集系统连接和自动化处理。
本发明效果是：
0.1mm和0.5mm感量多翻斗式雨量传感器结构合理、新颖、国内首创，技术指标超越国标《GB/T11832-2002翻斗式雨量计》的规定，克服了以往双翻斗式雨量传感器的“大雨翻不赢，小雨又不翻”的弊病。能适用于雨强变化大，经常有持续性暴雨地区的降雨量测量，填补国内强雨测量的雨量传感器空白。
结构简约，0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器采用翻斗式雨量计技术，其分辨率为0.1mm和0.5mm感量组合式翻斗，其输出为0.1mm感量开关信号和0.5mm感量开关信号，适用于测量持续性强降雨，可以与自动气象站、自动水文站配套使用，也可以配备计数器成为自动雨量计独立设备使用。
附图说明
图1是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器整体结构图
图2.1是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的小翻斗主视图
图2.2是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的小翻斗侧视图
图2.3是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的小翻斗俯视图
图3.1是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的中翻斗主视图
图3.2是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的中翻斗侧视图
图3.3是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的中翻斗俯视图
图4.1是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的大翻斗主视图
图4.2是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的大翻斗侧视图
图4.3是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的大翻斗俯视图
图5是0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的防堵装置图
具体实施方式
如图所示的一种0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，其特征在于：一个筒状的承雨器5，筒状的承雨器底部有基座1，在承雨器内的基座上由下至上依次装有下层集水器11、下层大翻斗10、中层集水器9、中层小翻斗8、上层集水器2、上层小翻斗3、漏斗4，每个集水器安装于立板7，在漏斗上方有防堵装置6。
如图5所示的防堵装置有伞状的防堵罩6.1，防堵罩下方中间有柱状过滤网6.2，过滤网下方有大漏斗，大漏斗下方漏孔正对漏斗中心。
所述的下层大翻斗、中层小翻斗和上层小翻斗的翻斗有矩形盒状的翻斗，在翻斗的矩形盒的中间下方有翻斗轴，矩形盒的中间一侧的上方装有磁钢，磁钢与相应立板上的干簧管配合。
如图2.1、2.2、2.3所示上层小翻斗的矩形盒的中间下方有翻斗轴3.2，矩形盒的中间一侧的上方装有磁钢3.1。
如图3.1、3.2、3.3所示中层小翻斗8中间下方有翻斗轴8.3，矩形盒的中间一侧的上方装有磁钢8.2。
如图4.1、4.2、4.3所示下层大翻斗10.1中间下方有翻斗轴10.3，矩形盒的中间一侧的上方装有磁钢10.2。
过滤网6.1
本0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器采用翻斗式雨量计技术，设计采用分辨率为0.1mm和0.5mm感量组合式翻斗，其输出为0.1mm感量开关信号和0.5mm感量开关信号，适用于测量持续性强降雨，可以与自动气象站、自动水文站配套使用，也可以配备计数器成为自动雨量计独立设备使用。
技术性能：
承雨口直径：φ200mm
分辨率：0.1mm和0.5mm
测量范围：分辨率：0.1mm雨强：0-4mm/min
雨量：大于0.1mm
分辨率：0.5mm  雨强：4-8mm/min
雨量：大于0.5mm
测量允许误差：±0.4mm(≤10mm)
±4％(＞10mm)
环境温度：0-60℃
结构原理：
0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器由承雨器、漏斗、上层小翻斗、上层集水器、中层小翻斗、中层集水器、下层大翻斗、下层集水器、立板、基座、防堵装置、电器等部分组成，其结构原理如图1所示。
承雨器部分：它包括承雨口、承雨筒等零件，通过一个承雨面积为314cm2的承雨口接收雨水。
上层小翻斗部分：小翻斗由翻斗勺、翻斗轴两个零件组成(如图2所示)。翻斗勺与翻斗轴连接固定为一体。翻斗勺分隔为左右两个斗室，在工作过程中，两个斗室以翻斗轴为中心轮流摆动，使不同雨强的雨水经过小翻斗的摆动，转换为雨强比较均匀的雨水，小翻斗不计量。
上层集水器：上层集水器配有轴承螺钉、宝石板、宝石眼等零件支撑小翻斗，雨水通过上层小翻斗流入上层集水器里，克服不同雨强的雨量对中层小翻斗的冲击力，排气管能够引导雨水进入中层小翻斗。
中层小翻斗：中层小翻斗由翻斗勺、翻斗轴、磁钢三个零件组成，翻斗勺与翻斗轴连接固定为一体。小翻斗设计成对称斜坡形容器。(如图3所示)在工作过程中，两个斗室轮流摆动计量降雨量，翻斗的每次翻转动作通过磁钢和干簧管(此件在主板上)输出一个脉冲信号(1脉冲＝0.1mm降雨量)传输到采集系统里，即可得到相应的降雨量数据。
中层集水器：中层集水器配有轴承螺钉、宝石板、宝石眼等零件支撑小翻斗，雨水通过中层小翻斗流入中层集水器里，随之引导雨水经过排气管进入大翻斗。
下层大翻斗部分：大翻斗由翻斗勺、翻斗轴、磁钢三个零件组成(如图4所示)，翻斗勺与翻斗轴连接固定为一体，翻斗勺分隔为左右两个迷宫形斗室成为机械式双稳态称重机构。在工作过程中，两个斗室轮流摆动计量降雨量，翻斗的每次翻转动作通过磁钢和干簧管(此件在主板上)输出一个脉冲信号(1脉冲＝0.5mm降雨量)传输到采集系统里，即可得到相应的降雨量数据。
下层集水器部件：下层集水器配有轴承、螺钉、宝石板、宝石眼等零件支撑大翻斗，并且固定在基座板上，雨水通过大翻斗流入下层集水器里引导雨水从出水孔处排出。
防堵罩装置：在承雨筒的出水口处安装一个防堵装置，由防堵罩和过滤网两个零件组成(如图5所示)，避免了在野外条件下沙尘、昆虫、草叶等异物进入仪器内部堵住流水孔，干扰仪器的测量，安装容易，清理方便。
立板部分：包括立板、干簧管支架、干簧管等零件，主要是支撑上层集水器、中层集水器、下层集水器、干簧管支架。干簧管支架起到了固定干簧管作用。结构简单，可靠性高。
工作过程：
雨水由承雨器汇集，通过漏斗进入上层小翻斗，上层小翻斗不计量。经过上层小翻斗左右摆动使不同雨强的雨水转换为相对均匀的雨水，然后雨水通过上层集水器进入中层小翻斗计量，中层小翻斗在雨强0-4mm/min范围，翻动一次为0.1mm降雨量，随之雨水进入中层集水器引入大漏斗排出雨水，大翻斗不计量。当雨水通过漏斗和上层小翻斗进入中层小翻斗时，在雨强4-8mm/min范围，中层小翻斗不计量，随之雨水进入下层大翻斗计量，大翻斗翻动一次为0.5mm降雨量，随后雨水进入下层集水器排出。
在中层小翻斗和下层大翻斗中心位置一侧装有磁钢，磁钢对面有干簧管，磁钢扫过干簧管接点吸合导通，该仪器能够分别输出两个脉冲信号，一个是0.1mm感量脉冲输出信号(中层小翻斗输出信号)，一个是0.5mm感量脉冲输出信号(下层大翻斗输出信号)，通过电缆直接与数据采集系统连接和自动化处理。
本0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器是在0.5mm感量双翻斗雨量传感器(已申请专利)基础上派生出的一种双输出信号的新型雨量传感器。据了解国内外没有发现相似组合式双输出信号的雨量传感器。
0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，增加如下特点性能：
1)该仪器核心部件采用3个翻斗，3个集水器，通过串联式导水方法，使每个翻斗与相应配套的集水器组成全封闭一体化结构，每个集水器与立板采用悬臂连接固定，另外在上层集水器增加两个溢流孔。
2)中层小翻斗配有磁钢，翻斗的每次翻转经过磁钢和干簧管(此件装在立板上)输出一个开关信号。中层小翻斗在雨强0-4mm/min范围内，翻动一次为0.1mm降雨量。
3)下层大翻斗配有磁钢，翻斗的每次翻转通过磁钢和干簧管(此件装在立板上)，输出一个开关信号，在雨强4-8mm/min范围翻动一次为0.5mm降雨量。
4)小翻斗0.1mm感量，大翻斗0.5mm感量，也可以同时翻转计量，完全克服过去翻斗雨量计“大雨翻不赢，小雨又不翻”的弊病。

Claims (4)

1.一种0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，其特征在于：一个筒状的承雨器，筒状的承雨器底部有基座，在承雨器内的基座上由下至上依次装有下层集水器、下层大翻斗、中层集水器、中层小翻斗、上层集水器、上层小翻斗、漏斗，每个集水器装在立板上，在漏斗上方有防堵装置。
2.根据权利要求1所述的0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，其特征在于：所述的防堵装置有伞状的防堵罩，防堵罩下方中间有柱状过滤网，过滤网下方有大漏斗，大漏斗下方漏孔正对漏斗中心。
3.根据权利要求1所述的0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器，其特征在于：所述的下层大翻斗、中层小翻斗和上层小翻斗的翻斗有矩形盒状的翻斗，在翻斗的矩形盒的中间下方有翻斗轴，矩形盒的中间一侧的上方装有磁钢，磁钢与相应立板上的干簧管配合。
4.根据权利要求1所述的0.1mm和0.5mm感量组合式多翻斗雨量传感器的测量方法：雨水由承雨器汇集，通过漏斗进入上层小翻斗，上层小翻斗不计量；经过上层小翻斗左右摆动使不同雨强的雨水转换为相对均匀的雨水，然后雨水通过上层集水器进入中层小翻斗计量，中层小翻斗在雨强0-4mm/min范围，翻动一次为0.1mm降雨量，随之雨水进入中层集水器引入大翻斗排出雨水，大翻斗不计量；当雨水通过漏斗和上层小翻斗进入中层小翻斗时，在雨强4-8mm/min范围，中层小翻斗不计量，随之雨水进入下层大翻斗计量，大翻斗翻动一次为0.5mm降雨量，随后雨水进入下层集水器排出。
在中层小翻斗和下层大翻斗中心位置一侧装的磁钢，磁钢对面有干簧管，在磁钢扫过干簧管接点吸合导通，该仪器能够分别输出两个脉冲信号，一个是0.1mm感量脉冲输出信号，中层小翻斗输出信号，一个是0.5mm感量脉冲输出信号下层大翻斗输出信号，通过电缆直接与数据采集系统连接和自动化处理。
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