CN103197360A - 单腔型光电式雨雪量计 - Google Patents
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Abstract
单腔型光电式雨雪量计属于自动测量仪器领域。它由五大功能部份组成，即测量筒体、单电子计量腔体总成、微电脑控制电路(含数据采集器)、供电电源和数据发送装置；对于雪量计则另加电加热件和温控电路。关键部件是全封闭式的单电子计量腔体总成，它由电子感雨器R、光电水位传感器S、常开电磁阀V1、常闭电磁阀V2和微型电子水泵P与标准容积计量腔体C组合而成；当降雨时，上述各大部份会在微电脑控制电路(含数据采集器)的智能化管理功能指挥下，协调各个部份而实现雨量自动测量的全过程，实测数据可存储和发送。如首先由感雨器R获知降雨现象出现，使得整机从待命监控状态转入测量工作状态等等。雪量测量在于承雨斗体外有电加热器件附着，当室外气温低于零摄氏，出现降雪天气，固态雪花进入承雨斗内就会马上自动融化成液态水，从而测得实际降雪量。单腔型光电式雨雪量计，提高了测量精度和工作效率，并减轻了工作人员劳动强度。
Description
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、雪量的单腔型光电式雨雪量计。
背景技术
雨、雪等降水现象，是自然界最常见的天气现象，它与国计民生密切相关，洪涝、干旱都是降水量多少所致，故降水量是气象、水文、水利、军事等领域的重要测量项目之一，及时准确的降水量(主要是雨量)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，因其测定仪器和测量方式所限，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。目前大量使用的翻斗式雨量计的测量精度也存在不小误差，尤其是在测量大雨量时的误差较大。
随着科学技术不断发展，运用高科技手段制造出测量精度高、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。本发明涉及的单腔型光电式自动电子雨雪量计，使用了先进的嵌入式系统设计，创新地将光电传感器应用到雨雪量计中，使它在测量项目、测量范围、精度、被测状态等诸多方面均取得突破，既可对低流速小雨量、又能对高流速大雨量精确测定。成为目前国内性能最优异，功能最齐全，自动化程度高的一种电子雨雪量计。
对于雪量测量仪器，目前一般气象台站仍沿用人工方式，即将测量筒积雪人工融化后称量，既费工费时、又不太准确。本发明涉及的光电式雨雪量计则可实现自动融雪测量，而且测量精度很高。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，解决目前已有的雨雪测量仪器中，存在的诸多人为的误测、漏测以及测量精度低、误差大、自动化程度不高等缺陷。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。本发明的目的可通过以下技术方案实现，单腔型光电式雨雪量计由五大功能部份组成，即测量筒体、单电子计量腔体总成、微电脑控制电路(合数据采集器)、供电电源和数据接口；雪量计则需另加电加热件和温控电路。其中测量筒为口径200毫米的圆筒，符合国际和中国标准。圆筒承雨结构为漏斗形承雨斗，它由上部标准承雨口，漏斗集雨斗、及下部的雨水汇集口组成，雨水进入腔体前还需经过防沙尘网罩。这里的关键部件单电子计量腔体总成由电子感雨器R、光电水位传感器S、常开电磁阀V1、常闭电磁阀V2和微型电子水泵P与作为特殊加工的标准容积计量腔体C组合而成；腔体容积一般为标准的0.1mm降水量(3.14ml)，但也可根据需要选择为0.2mm(6.28ml)或0.5mm(15.71ml)。当降雨时，上述各部份会在微电脑控制电路的智能化管理功能指挥下，协调各个部份而实现雨量自动测量的全过程，实测数据的存储和发送。如首先由感雨器R获知降雨现象出现，使得整机从待命监控状态转入测量工作状态等；对于雪量测量，因承雨斗体外有电加热器件附着，当室外气温低于零摄氏度时，一旦出现降雪天气，固态雪花进入承雨斗内就会雨斗内就会马上自动融化成液态水，随后就可实现与雨量测量一样的过程，从而测得实际降雪量。测雪时加热器件的发热量和环境气温有关，这方面都由微电脑自动温控仪完成，使之达到最佳状态。对单测雨的雨量计而言，供电可采用12V/27AH锂充电电池组。对既测雨又测雪的雨雪量计而言，则需要采用220V市电供电或太阳能光伏电池组供电。
附图说明
图1为单腔型光电式雨雪量计组成图
图2为单电子计量腔体总成结构示意图
具体实施方式
当降雨时，参照图1和图2，由图1可见雨水从测量筒1进入承雨斗2，首先由单电子计量腔体总成3的感雨器R(见图2的1)获知，使得整机从待命监控状态转入测量工作状态；接着当雨水在标准腔体C(见图2的3)中累积装满(如0.1或0.2或0.5mm)时，单电子计量腔体总成3的光电水位传感器S(见图2的4)发出信号由微电脑控制和数据采集器6发命令使常开电磁阀V1(见图2的2)关闭，常闭电磁阀V2(见图2的5)打开，同时微型增压电子水泵P(见图2的6)工作把腔体中累积的水(如0.1或0.2或0.5mm)抽出排于腔外，完成一次测量过程，测得0.1(或0.2或0.5mm)雨量值。随即常开电磁阀V1再打开，常闭电磁阀V2又关上，同时微型电子水泵P停止工作，等待下一个0.1mm(或0.2或0.5mm)雨水，如此循环往复实现自动雨量测量，实测数据均可存储和通过数据发送装置7发送。雪量测量在于承雨斗体外有电加热器件4附着，当室外气温低于零摄氏度时，一旦出现降雪天气，固态雪花进入承雨斗 内就会马上自动融化成液态水，随后就可实现与雨量测量一样的过程，从而测得实际降雪量。测雪时加热器件的发热量和环境气温有关，这方面都由微电脑自动温控仪完成，使之达到最佳状态。对单测雨的雨量计而言，供电电源5采用12V/27AH锂充电电池组。对既测雨又测雪的雨雪量计而言，则采用220V市电及12伏直流开关电源供电或太阳能光伏电池组供电。
Claims (5)
1.一种单腔型光电式雨雪量计，其特征在于，根据测量容积的原理，应用单一的标准容积计量腔体并通过光电式液位传感器，实现对降水量的测量。该发明涉及的雨雪量计的关键部件，单电子计量腔体总成结构由电子感雨器、光电液位传感器、常开电磁阀、常闭电磁阀和微型电子水泵与标准容积计量腔体组合而成。.
2.根据权利要求1所述的单腔型光电式雨雪量计，其单电子计量腔体总成的标准容积计量腔体的容积通常选用0.1mm雨量(3.14ml)。
3.根据权利要求1和2所述的单腔型光电式雨雪量计，其特征在于具有数据实时存储电路和连接外部的通讯接口。
4.根据权利要求1至3所述的单腔型光电式雨雪量计，其特征在于具有微电脑控制电路(含数据采集器)。
5.根据权利要求1至4所述的单腔型光电式雨雪量计，其雪量测量部份特征在于，具有电加热件和自动温控装置。
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