CN106199762A - 雹情监测仪及其监测方法 - Google Patents
雹情监测仪及其监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106199762A CN106199762A CN201610685977.0A CN201610685977A CN106199762A CN 106199762 A CN106199762 A CN 106199762A CN 201610685977 A CN201610685977 A CN 201610685977A CN 106199762 A CN106199762 A CN 106199762A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hail
- particle diameter
- speed camera
- monitoring
- direction high
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及雹情监测仪及其监测方法，包括壳体，其特征在于：壳体内分别布置有冰雹粒径、密度监测单元、总天然降水量监测单元、液体降水监测单元、控制器和蓄电池；冰雹粒径、密度监测单元由正方体状粒径观测桶、X方向高速摄像机、Y方向高速摄像机、影像缓冲罩Ⅰ、影像缓冲罩Ⅱ组成，X方向、Y方向高速摄像机的镜头中心线交汇且交汇点与粒径观测桶的中心线重合；总天然降水量监测单元由总量收集桶、漏斗状导流板、布置有称重传感器的水平底座组成；液体降水监测单元由液体收集桶、冰水分离篦板、导向筒、布置有称重传感器的水平底座组成。本发明集监测冰雹粒径、历时、密度和冰雹量功能于一体，实现全天候实时在线监测，监测数据准确率高。
Description
技术领域
本发明涉及水文监测、气象监测技术，特别是一种雹情监测仪及其监测方法，适用于监测冰雹的粒径、历时、密度、冰雹量，也可用于天然降水的监测。
技术背景
冰雹是一种自然现象，是自然灾害的一种，但长期以来国内、外都没有一款能有效监测雹情的设备。目前，用于监测雹情的方法多为人工观测，而人工观测得到的冰雹粒径、历时、密度、冰雹量误差很大。冰雹生成多伴有降雨，而且冰有遇水则化的特点，所以很难及时观测出有效的数据。冰雹板是一种用于雹情检测的传统工具，即利用冰雹砸在冰雹板上的印迹得到冰雹的粒径和密度，但冰雹砸在冰雹板上的印迹通常是重叠的，人工很难辨别重复落点的次数以及冰雹的粒径，则其对冰雹的粒径和密度的测量是相当不准确的。雨量计通常用来监测雨量，对冰雹量也能起到监测效果，但无法完成对冰雹密度和粒径的监测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种集监测冰雹粒径、历时、密度和冰雹量功能于一体的雹情监测仪及其监测方法，实现全天候实时在线监测，监测数据准确率高。
本发明的技术方案是：
一种雹情监测仪，包括壳体，其特征在于：所述壳体内分别布置有冰雹粒径、密度监测单元、总天然降水量监测单元、液体降水监测单元、控制器和蓄电池；所述冰雹粒径、密度监测单元由上、下贯通的正方体状粒径观测桶、设于粒径观测桶一侧的X方向高速摄像机、设于粒径观测桶另一侧的Y方向高速摄像机、连接于X方向高速摄像机和粒径观测桶之间的影像缓冲罩Ⅰ、连接于Y方向高速摄像机和粒径观测桶之间的影像缓冲罩Ⅱ组成，所述X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机的镜头中心线交汇且交汇点与粒径观测桶的中心线重合，所述壳体底面对应粒径观测桶的位置设有贯穿孔；所述总天然降水量监测单元由总量收集桶、设于总量收集桶顶部的漏斗状导流板、设于总量收集桶下方的布置有称重传感器的水平底座组成；所述液体降水监测单元由液体收集桶、倾斜布置于液体收集桶上方的冰水分离篦板、设于冰水分离篦板上方的导向筒、设于液体收集桶下方的布置有称重传感器的水平底座组成，所述导向筒对应冰水分离篦板最低端的一侧设有冰雹滤出口，所述壳体底面设有对应冰雹滤出口的冰雹排出口。
上述的雹情监测仪，所述壳体外侧壁上支设有太阳能电池板和220V电源接口。
上述的雹情监测仪，所述影像缓冲罩Ⅰ和影像缓冲罩Ⅱ均为四棱锥体状。
上述的雹情监测仪，所述壳体顶部设有顶盖，所述顶盖对应粒径观测桶、漏斗状导流板和导向筒的位置为镂空结构。
一种上述的雹情监测仪的监测方法，其特征在于：冰雹粒径、密度监测单元实时观测冰雹下落影像，并将影像数据传送给控制器，由控制器计算得到冰雹历时、冰雹的粒径、密度数据；总天然降水量监测单元采用计重法测得天然降水量的数据并传送给控制器；液体降水监测单元采用计重法测得分离冰雹后液体降水量的数据并传送给控制器；
所述冰雹粒径、密度监测单元的X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机同时对粒径观测桶内的景象进行摄像，进而通过摄像记录下冰雹下落起始时间、冰雹下落结束时间；通过X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机的同步影像捕捉到同一冰雹的X方向轮廓和Y方向轮廓，通过控制器计算得到该冰雹的粒径，最终通过比较计算得到冰雹最大粒径和平均粒径；通过X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机捕捉并追踪影像中下降的冰雹，最终通过控制器计算出落入粒径观测桶内的冰雹总数，再根据粒径观测桶的覆盖面积计算出单位面积内的冰雹总数，即冰雹密度；
所述控制器将天然降水量的数据与液体降水量的数据做差得到冰雹量；
所述控制器将冰雹历时、冰雹的粒径、密度、冰雹量数据整合成雹情电报传送到监测终端，所述监测终端为手机或计算机。
本发明的有益效果是：1、通过一台仪器实现对冰雹历时、冰雹的粒径、密度、冰雹量数据的监测，与现有雨量计等相比，功能全，且准确度高；2、利用高速摄像机的捕捉、追踪功能，解决了冰雹粒径和冰雹密度不能测量的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中冰雹粒径、密度监测单元的A向示意图；
图3是图1中冰雹粒径、密度监测单元的B向示意图；
图4是图1中总天然降水量监测单元的结构示意图；
图5是图1中液体降水监测单元的结构示意图；
图6是本发明壳体外另设太阳能电池板的结构示意图。
图中：1.壳体、2.粒径观测桶、3.影像缓冲罩Ⅰ、4.X方向高速摄像机、5.控制器、6.蓄电池、7.冰雹排出口、8.冰水分离篦板、9.漏斗状导流板、10.Y方向高速摄像机、11.影像缓冲罩Ⅱ、12.总量收集桶、13.称重传感器、14.水平底座、15.导向筒、16.冰雹滤出口、17.液体收集桶、18.称重传感器、19.水平底座、20.220V电源接口、21.太阳能电池板。
具体实施方式
如图所示，该雹情监测仪，包括壳体1，所述壳体1内分别布置有冰雹粒径、密度监测单元、总天然降水量监测单元、液体降水监测单元、控制器5和蓄电池6。所述冰雹粒径、密度监测单元由上、下贯通的正方体状粒径观测桶2、设于粒径观测桶2一侧的X方向高速摄像机4、设于粒径观测桶2另一侧的Y方向高速摄像机10、连接于X方向高速摄像机4和粒径观测桶2之间的影像缓冲罩Ⅰ3、连接于Y方向高速摄像机10和粒径观测桶2之间的影像缓冲罩Ⅱ11组成，所述影像缓冲罩Ⅰ3和影像缓冲罩Ⅱ11均为四棱锥体状。所述X方向高速摄像机4和Y方向高速摄像机10的镜头中心线交汇且交汇点与粒径观测桶2的中心线重合，所述壳体1底面对应粒径观测桶2的位置设有贯穿孔。所述总天然降水量监测单元由总量收集桶12、设于总量收集桶12顶部的漏斗状导流板9、设于总量收集桶12下方的布置有称重传感器13的水平底座14组成。所述液体降水监测单元由液体收集桶17、倾斜布置于液体收集桶17上方的冰水分离篦板8、设于冰水分离篦板8上方的导向筒15、设于液体收集桶17下方的布置有称重传感器18的水平底座19组成，所述导向筒15对应冰水分离篦板8最低端的一侧设有冰雹滤出口16，所述壳体1底面设有对应冰雹滤出口16的冰雹排出口7。
所述壳体1外侧壁上支设有太阳能电池板21和220V电源接口20。所述壳体1顶部设有顶盖，所述顶盖对应粒径观测桶2、漏斗状导流板9和导向筒15的位置为镂空结构。
本发明的雹情监测仪的监测方法：
冰雹粒径、密度监测单元实时观测冰雹下落影像，并将影像数据传送给控制器5，由控制器5计算得到冰雹历时、冰雹的粒径、密度数据；总天然降水量监测单元采用计重法测得天然降水量的数据并传送给控制器5；液体降水监测单元采用计重法测得分离冰雹后液体降水量的数据并传送给控制器5。其中，所述冰雹粒径、密度监测单元的X方向高速摄像机4和Y方向高速摄像机10同时对粒径观测桶2内的景象进行摄像，进而通过摄像记录下冰雹下落起始时间、冰雹下落结束时间；通过X方向高速摄像机4和Y方向高速摄像机10的同步影像捕捉到同一冰雹的X方向轮廓和Y方向轮廓，通过控制器5计算得到该冰雹的粒径，最终通过比较计算得到冰雹最大粒径和平均粒径；通过X方向高速摄像机4和Y方向高速摄像机10捕捉并追踪影像中下降的冰雹，最终通过控制器5计算出落入粒径观测桶内的冰雹总数，再根据粒径观测桶2的覆盖面积计算出单位面积内的冰雹总数，即冰雹密度。所述控制器5将天然降水量的数据与液体降水量的数据做差得到冰雹量。
最后所述控制器5将冰雹历时、冰雹的粒径、密度、冰雹量数据整合成雹情电报传送到监测终端，所述监测终端为手机或计算机。
本实施例中，X方向高速摄像机4和Y方向高速摄像机10分别采用高清摄像头和具有捕捉、追踪功能的图像识别传感器，如Pixy CMUcam5 Sensor。
Claims (5)
1.一种雹情监测仪，包括壳体，其特征在于：所述壳体内分别布置有冰雹粒径、密度监测单元、总天然降水量监测单元、液体降水监测单元、控制器和蓄电池；所述冰雹粒径、密度监测单元由上、下贯通的正方体状粒径观测桶、设于粒径观测桶一侧的X方向高速摄像机、设于粒径观测桶另一侧的Y方向高速摄像机、连接于X方向高速摄像机和粒径观测桶之间的影像缓冲罩Ⅰ、连接于Y方向高速摄像机和粒径观测桶之间的影像缓冲罩Ⅱ组成，所述X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机的镜头中心线交汇且交汇点与粒径观测桶的中心线重合，所述壳体底面对应粒径观测桶的位置设有贯穿孔；所述总天然降水量监测单元由总量收集桶、设于总量收集桶顶部的漏斗状导流板、设于总量收集桶下方的布置有称重传感器的水平底座组成；所述液体降水监测单元由液体收集桶、倾斜布置于液体收集桶上方的冰水分离篦板、设于冰水分离篦板上方的导向筒、设于液体收集桶下方的布置有称重传感器的水平底座组成，所述导向筒对应冰水分离篦板最低端的一侧设有冰雹滤出口，所述壳体底面设有对应冰雹滤出口的冰雹排出口。
2.根据权利要求1所述的雹情监测仪，其特征在于：所述壳体外侧壁上支设有太阳能电池板和220V电源接口。
3.根据权利要求1所述的雹情监测仪，其特征在于：所述影像缓冲罩Ⅰ和影像缓冲罩Ⅱ均为四棱锥体状。
4.根据权利要求1所述的雹情监测仪，其特征在于：所述壳体顶部设有顶盖，所述顶盖对应粒径观测桶、漏斗状导流板和导向筒的位置为镂空结构。
5.一种如权利要求1或2或3或4所述的雹情监测仪的监测方法，其特征在于：冰雹粒径、密度监测单元实时观测冰雹下落影像，并将影像数据传送给控制器，由控制器计算得到冰雹历时、冰雹的粒径、密度数据；总天然降水量监测单元采用计重法测得天然降水量的数据并传送给控制器；液体降水监测单元采用计重法测得分离冰雹后液体降水量的数据并传送给控制器；
所述冰雹粒径、密度监测单元的X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机同时对粒径观测桶内的景象进行摄像，进而通过摄像记录下冰雹下落起始时间、冰雹下落结束时间；通过X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机的同步影像捕捉到同一冰雹的X方向轮廓和Y方向轮廓，通过控制器计算得到该冰雹的粒径，最终通过比较计算得到冰雹最大粒径和平均粒径；通过X方向高速摄像机和Y方向高速摄像机捕捉并追踪影像中下降的冰雹，最终通过控制器计算出落入粒径观测桶内的冰雹总数，再根据粒径观测桶的覆盖面积计算出单位面积内的冰雹总数，即冰雹密度；
所述控制器将天然降水量的数据与液体降水量的数据做差得到冰雹量；
所述控制器将冰雹历时、冰雹的粒径、密度、冰雹量数据整合成雹情电报传送到监测终端，所述监测终端为手机或计算机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610685977.0A CN106199762B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 雹情监测仪及其监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610685977.0A CN106199762B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 雹情监测仪及其监测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106199762A true CN106199762A (zh) | 2016-12-07 |
| CN106199762B CN106199762B (zh) | 2018-11-02 |
Family
ID=57522028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610685977.0A Active CN106199762B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 雹情监测仪及其监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106199762B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109299706A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-02-01 | 天津市人工影响天气办公室 | 利用实景监控影像的提取降雹信息的方法 |
| CN112219628A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-15 | 东营景晨园林有限责任公司 | 一种果树防冰雹装置及其使用方法 |
| CN117074258A (zh) * | 2023-10-17 | 2023-11-17 | 北京中科技达科技有限公司 | 基于声学原理的冰雹测量装置及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101776775A (zh) * | 2009-11-02 | 2010-07-14 | 贵阳永青仪电科技有限公司 | 智能雨量监测系统及安装结构 |
| CN103033855A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-10 | 江苏省电力公司电力科学研究院 | 电网气象灾害监测预警系统 |
| CN103399363A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于光衰减和散射原理的天气现象在线观测装置及方法 |
| CN205910356U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-25 | 王淑娟 | 雹情监测仪 |
-
2016
- 2016-08-17 CN CN201610685977.0A patent/CN106199762B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101776775A (zh) * | 2009-11-02 | 2010-07-14 | 贵阳永青仪电科技有限公司 | 智能雨量监测系统及安装结构 |
| CN103033855A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-10 | 江苏省电力公司电力科学研究院 | 电网气象灾害监测预警系统 |
| CN103399363A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于光衰减和散射原理的天气现象在线观测装置及方法 |
| CN205910356U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-25 | 王淑娟 | 雹情监测仪 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109299706A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-02-01 | 天津市人工影响天气办公室 | 利用实景监控影像的提取降雹信息的方法 |
| CN112219628A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-15 | 东营景晨园林有限责任公司 | 一种果树防冰雹装置及其使用方法 |
| CN112219628B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-05-31 | 东营景晨园林有限责任公司 | 一种果树防冰雹装置及其使用方法 |
| CN117074258A (zh) * | 2023-10-17 | 2023-11-17 | 北京中科技达科技有限公司 | 基于声学原理的冰雹测量装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106199762B (zh) | 2018-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201454870U (zh) | 一种全自动led芯片分选机 | |
| CN101285731B (zh) | 一种模拟水流运动规律的测试系统 | |
| CN106199762A (zh) | 雹情监测仪及其监测方法 | |
| CN108020489A (zh) | 充填型岩溶渗透破坏全过程模拟试验系统与方法 | |
| CN1996053A (zh) | 基于全方位视觉的泥石流灾害检测装置 | |
| CN101699296A (zh) | 一种泥石流流速测量系统与测量方法及应用 | |
| CN205620284U (zh) | 一种模拟降雨对边坡稳定性的分析实验装置 | |
| CN107843713A (zh) | 泥石流启动试验人工降雨模拟方法 | |
| CN107798720A (zh) | 一种地图绘制方法及其装置、移动终端 | |
| CN109443476A (zh) | 一种水位波动过程非接触量测装置及方法 | |
| CN101105489A (zh) | 土壤入渗性能实时自动测量系统 | |
| CN108690895A (zh) | 高炉炉内物料跟踪方法及预警装置 | |
| CN109143415A (zh) | 一种泄洪雾化降雨立体测量装置及方法 | |
| CN106768193A (zh) | 一种水位尺 | |
| CN205910356U (zh) | 雹情监测仪 | |
| CN108759955A (zh) | 一种地面雨水径流流量检测装置与方法 | |
| CN106303412B (zh) | 基于监控影像的排土场位移远程实时监测方法 | |
| CN106153004A (zh) | 一种建筑物倾斜检测方法和装置 | |
| CN110164281A (zh) | 一种模拟台风暴雨条件下土体崩解特性的实验装置及方法 | |
| CN106204648A (zh) | 一种基于背景剔除的目标跟踪方法及装置 | |
| CN215448842U (zh) | 一种用于坡面土壤侵蚀量测量的测量槽 | |
| CN115391472A (zh) | 一种非煤矿山尾矿库的生产运行管理系统 | |
| CN115326665A (zh) | 一种堤坝异常渗流植被生长形态分析的试验装置及方法 | |
| CN212780142U (zh) | 一种坡面径流泥沙自动测量收集装置 | |
| CN208721671U (zh) | 一种用于测定边坡表层流量关系的模型 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhao Dong Inventor after: Li Jianhui Inventor after: Wu Xijun Inventor after: Wang Yajuan Inventor after: Qiu Yang Inventor after: Jiang Yinghui Inventor after: Wang Chunyu Inventor after: Wang Chenghui Inventor after: Zhang Hongyi Inventor after: Shen Lili Inventor after: Yue Yang Inventor after: Zheng Chunxi Inventor after: Wang Dongmei Inventor before: Zhao Dong Inventor before: Jiang Yinghui Inventor before: Wang Chunyu |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180910 Address after: 067000 Room 202, building 3, Yuecheng Huafu District, Luanhe Town, Shuangluan District, Chengde, Hebei Applicant after: Chengde Hua Wen Hydraulic Engineering Co., Ltd. Address before: 121000 No. 503-58, five Li Ying Zi Li, Ling He District, Jinzhou, Liaoning Applicant before: Wang Shujuan |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |