CN106443836A - 一种液位计式雨量计 - Google Patents

一种液位计式雨量计 Download PDF

Info

Publication number
CN106443836A
CN106443836A CN201610895973.5A CN201610895973A CN106443836A CN 106443836 A CN106443836 A CN 106443836A CN 201610895973 A CN201610895973 A CN 201610895973A CN 106443836 A CN106443836 A CN 106443836A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
liquid level
pluviometer
rainfall
liquidometer
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.)
Pending
Application number
CN201610895973.5A
Other languages
English (en)
Inventor
熊欹
林小星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Meike Huayi Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Meike Huayi Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Meike Huayi Technology Co Ltd filed Critical Beijing Meike Huayi Technology Co Ltd
Priority to CN201610895973.5A priority Critical patent/CN106443836A/zh
Publication of CN106443836A publication Critical patent/CN106443836A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
    • G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
    • G01F23/72—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using magnetically actuated indicating means

Abstract

本发明公开了一种液位计式雨量计，包括底座、外壳、排水装置、补水装置、水位监测传感装置等组件，其中，水位监测传感装置监测雨量测量筒内的水位并与中央处理单元进行数据通讯。本发明创造性地将磁致伸缩液位测量技术应用于雨量测量，结合排水、补水系统组成全自动雨量计，解决了在各种雨强条件下精确测量雨量的难题，提高了测量精度，满足了实际工作的需求。

Description

一种液位计式雨量计
技术领域
本发明涉及降水量计量仪器设备领域，尤其是一种液位计式雨量计。
背景技术
雨量计是气象、水文、海洋及农业等行业观测降水量的基本设备，具有多种种类，包括容栅式、浮子式、虹吸式、翻斗式等。
容栅式雨量计测量精度高，但因其滑动摩擦阻力大，以致灵敏度降低，且其温度应用范围小，稳定性比较差，防潮性能不好。
浮子机械编码式雨量计要求浮子比较大，反应不灵敏，且存在传动阻力大的问题。
虹吸式雨量计能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了解降水强度。虹吸式雨量计由承水器、浮子室、自记钟和外壳所组成，可持续记录降雨过程。但虹吸管内壁容易脏污，影响正常虹吸甚至导致虹吸的失灵或中断。
目前雨量计的主要形式以翻斗式为主，其工作原理如下：雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定容量时，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器将雨量记录下来，如此往复测量降雨量。
翻斗式雨量计的优点是结构简单，执行计量机构不用电、可靠性高、功耗低。但存在如下缺点：(1)小雨量时不灵敏，存在一个翻斗雨量的计量误差。因为当翻斗中的雨量没有达到翻转时，由于没有后续降雨，因此翻斗中的雨量就会被蒸发而不计入降雨量统计之中；(2)大雨量时记录出错，主要原因是水流太大，翻斗翻转不及，造成不计或少计数。
在实践中，水面蒸发测验规范要求配套精确可靠的雨量计，要求雨量计在小雨至特大暴雨范围均能精确连续测量降雨量，测量精度要求达0.1mm，因此，设计一种可满足实际测量需求的雨量计成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种测量雨强范围宽、测量精度高的可为蒸发系统配套的观测用雨量计。
为达到前述发明目的，本发明所运用的技术方案包括：一种液位计式雨量计，包括底座和置于底座上的外壳，外壳内设置有承雨器、电动球阀、内漏斗、雨量测量筒、排水装置、补水装置、水位监测传感装置；其中，承雨器设置在外壳的上部，承雨器的下端出水口连接电动球阀；内漏斗的漏斗口设置于电动球阀的出水口下方，内漏斗的出水口置入雨量测量筒内，排水装置用于将雨量测量筒中的水排出；补水装置给雨量测量筒补水，水位监测传感装置监测雨量测量筒内水位并与中央处理单元进行数据通讯，并由中央处理单元发出控制信号。
优选地，水位监测传感装置为磁致伸缩液位传感器，该磁致伸缩液位传感器具有电子部分和浮子部分，浮子部分设置于雨量测量筒中，通过浮子部分的上下运动监测雨量测量筒内的水位值。
优选地，置于底座上的雨量测量筒内设置的排水装置包括潜水泵、与潜水泵相连通的排水管。
优选地，补水装置包括补水管，补水管的进水口与外接水源连接，补水管的出水口位于内漏斗的漏斗口上方。
优选地，补水装置包括补水管，补水管的进水口与外接水源连接，补水管的出水口直接与雨量测量筒相连。
优选地，外接水源包括贮水桶、水阀、输水管和补水潜水泵，其中，水阀为浮子式水阀或电磁水阀。
优选地，水位监测传感装置可以是浮球式液位传感器、浮筒式液位传感器、静压式液位传感器、投入式液位传感器、单法兰静压/双法兰差压液位变送器、磁性液位变送器、电容式液位变送器、磁致伸缩液位变送器、侍服液位变送器、超声波液位变送器或雷达液位变送器，用于监测雨量测量筒内的水位值。
优选地，雨量测量筒的内径面积为承雨器端口面积的一半或四分之一或其它比例尺寸。
优选地，中央处理单元可以设置在雨量计中，也可以设置在与液位计式雨量计配套使用的系统中。
优选地，配套使用的系统为水面蒸发系统，水位监测传感装置监测雨量测量筒内水位并与水面蒸发系统中设置的中央处理单元进行数据通讯。
与现有技术相比，本发明的优点是：
(1)本发明创造性地将磁致伸缩液位测量技术应用于雨量测量，结合排水、补水系统组成全自动雨量计，满足实际工作的需求。
(2)创造性地将电动球阀安装在承水器下方，可按指令阻断承雨器中下流的雨水，解决了在各种雨强条件下精确测量雨量的难题。
(3)采用潜水泵排水方案，在降雨量达到上限时将水抽出测量容器，解决了传统技术中使用电磁阀进行排水可能发生的浸漏问题。
(4)在结构上将雨量测量筒的内径面积设计为承雨器端口面积的一半，提高了测量精度。
附图说明
图1为本发明所述雨量计的一种优选实施例的结构示意图。
图2为本发明优选实施例的补水原理图。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文以本发明的较佳实施例为例，并参照附图，做详细说明如下。
本发明是利用先进的磁致伸缩液位传感器作为核心部件，结合排水、补水伺服系统组成全自动雨量计，并重点根据水面蒸发系统的需要配套伺服装置(注：水面蒸发系统是用于观测水气蒸发量的设备)。
如图1所示，本发明所述液位计式雨量计99由多部件组成：包括底座6和置于底座上的外壳10，外壳内设置有承雨器1、电动球阀2、内漏斗4、雨量测量筒7、补水装置、排水装置、水位监测传感装置。
其中，承雨器设置在外壳的上部，承雨器的下端出水口连接电动球阀；内漏斗的漏斗口设置于电动球阀及补水装置的出水口下方，内漏斗的出水口置入雨量测量筒内，排水装置用于将雨量测量筒中的水排出。
其中，排水装置置于底座上的雨量测量筒内，排水装置包括潜水泵11、与潜水泵相连通的排水管5。如图1、2所示，补水装置包括补水管3，补水管的进水口与外接水源连接，补水管3的出水口位于内漏斗4的漏斗口上方。外接水源包括贮水桶17、浮子式水阀15、输水管14和补水潜水泵16。
该雨量计还包括中央处理单元，水位监测传感装置监测雨量测量筒内水位并与中央处理单元进行数据通讯。
在本实施例中，水位监测传感装置为磁致伸缩液位传感器，该磁致伸缩液位传感器具有电子部分9和浮子部分8，浮子部分设置于雨量测量筒中，通过浮子部分的上下运动监测雨量测量筒内的水位值。雨量测量筒的内径面积为承雨器端口面积的一半。
作为另外的实施例，补水装置包括补水管，补水管的进水口与外接水源连接，补水管的出水口直接与雨量测量筒相连。补水装置的具体结构可以有各种变化，只要其可以起到补水的作用即可。外接水源包括贮水桶、水阀、输水管和补水潜水泵，其中，水阀为电磁水阀。外接水源的结构也可以进行各种变化，只要其可以实现为补水装置供水即可。
作为另外的实施例，水位监测传感装置还可以是浮球式液位传感器、浮筒式液位传感器、静压式液位传感器、投入式液位传感器、单法兰静压/双法兰差压液位变送器、磁性液位变送器、电容式液位变送器、磁致伸缩液位变送器、侍服液位变送器、超声波液位变送器或雷达液位变送器等各种类型，用于监测雨量测量筒内的水位值。
本发明的工作原理如下：
1、降水的测量状态。降水时，直径200mm的承雨器负责将降水汇聚锥形出口，承雨器下方的电动球阀处于常开状态，降水可以直接通过球阀注入内漏斗，再入雨量测量筒。降水进入雨量测量筒后，造成水位升高，磁致伸缩液位传感器的浮子部分也上升，产生位移信号传输给监测和控制设备。
雨量计通过中央控制单元设置雨量筒内的上水位值和下水位值。当水位上升，浮子部分上浮至雨量筒上水位值时，水位监测设备启动并关闭承雨器下方的电动球阀，防止雨水继续注入，随后启动潜水泵抽水，通过排水管排水，抽水会造成雨量测量筒的水位下降，浮子部分也同时下降，当水位降至雨量筒下水位值时，控制设备自动停止抽水。静止若干时间，等水位平稳后，对水位进行精确测量，计算排水量并折算为降水量(mm)。
2、无降水测量状态。承雨器下方的电动球阀处于常开状态，随时汇集降水。如果长时间无降水，雨量筒内的水也会蒸发(由于相对密闭，蒸发很慢)，造成雨量测量筒的水位下降，当其水位下降至雨量筒下水位值时，自动控制系统会启动外部抽水机通过补水管给雨量测量筒补水(水面蒸发监测系统已经配套有补水系统，详见图2)，补水量控制在雨量筒下水位值以上一个较小的区间，保持浮子部分始终浮在水面上，不进入磁致伸缩液位传感器的测量死区。
3、数据处理原则。本雨量计采用单向增加累计的算法处理降水量，当仪器本身因蒸发而造成的雨量测量筒水位下降时，计算处理系统会作为零值处理，保持原水位。并通过配套的控制系统设计水面波动抗干扰的软件措施。
4、雨量计电路控制原理。本仪器可以自带控制单元进行控制，也可以不自带控制系统，所有控制信号均由水面蒸发系统的中央处理单元具体为单片机进行控制(单独使用可以配套独立的专用控制电路)。本仪器的核心部件是磁致伸缩液位传感器，控制系统的各状态的监测是通过液位传感器发出的信息来处理的，液位计通过RS-485串口将液位数据送给单片机，根据程序设定进行逻辑控制，包括电动球阀的开与关、潜水泵的动与停、液位的数值等。通过严格控制，维持雨量计精确的工作，完成监测任务。
本发明给水文、气象、海洋、地质、农业系统带来一种全新的雨强测量范围宽(0-30mm/min)、测量精度高(分辨率0.015mm，精度0.1mm)的雨量计，解决了国内南方地区水面蒸发系统选择配套雨量计因大雨计量不及时、小雨无反映及误差大的问题。
本发明也可以改造为独立工作的雨量计。适当增加雨量测量筒的总容积并配套补水控制系统，可以设计出新型大雨强、高精度雨量计。
本发明也可以增高雨量测量筒的高度，让全年无降水的蒸发量小于雨量筒内的下限水位的总量，就可以不设置补水系统，形成完全独立的新式雨量计。
本发明是一种全能型的雨量计，有全面替代传统雨量计的潜能，因为它测量精度高、误差小、最小雨量和最大雨强范围大，基本上解决了各种雨量计存在的问题，可以满足各种行业的要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液位计式雨量计，包括底座和置于底座上的外壳，其特征在于：
外壳内设置有承雨器、电动球阀、内漏斗、雨量测量筒、排水装置、补水装置、水位监测传感装置；
其中，承雨器设置在外壳的上部，承雨器的下端出水口连接电动球阀；内漏斗的漏斗口设置于电动球阀的出水口下方，内漏斗的出水口置入雨量测量筒内，排水装置用于将雨量测量筒中的水排出；
补水装置给雨量测量筒补水，水位监测传感装置监测雨量测量筒内的水位并与中央处理单元进行数据通讯，并由中央处理单元发出控制信号。
2.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：水位监测传感装置为磁致伸缩液位传感器，该磁致伸缩液位传感器具有电子部分和浮子部分，浮子部分设置于雨量测量筒中，通过浮子部分的上下运动监测雨量测量筒内的水位值。
3.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：置于底座上的雨量测量筒内设置的排水装置包括潜水泵、与潜水泵相连通的排水管。
4.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：补水装置包括补水管，补水管的进水口与外接水源连接，补水管的出水口位于内漏斗的漏斗口上方。
5.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：补水装置包括补水管，补水管的进水口与外接水源连接，补水管的出水口直接与雨量测量筒相连。
6.如权利要求4或5所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：外接水源包括贮水桶、水阀、输水管和补水潜水泵，其中，水阀为浮子式水阀或电磁水阀。
7.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：水位监测传感装置可以是浮球式液位传感器、浮筒式液位传感器、静压式液位传感器、投入式液位传感器、单法兰静压/双法兰差压液位变送器、磁性液位变送器、电容式液位变送器、磁致伸缩液位变送器、侍服液位变送器、超声波液位变送器或雷达液位变送器。
8.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：雨量测量筒的内径面积为承雨器端口面积的一半或四分之一或其它比例尺寸。
9.如权利要求1所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：中央处理单元可以设置在雨量计中，也可以设置在雨量计的配套装置中。
10.如权利要求9所述的一种液位计式雨量计，其特征在于：配套装置为水面蒸发系统，水位监测传感装置与水面蒸发系统中设置的中央处理单元进行数据通讯。
CN201610895973.5A 2016-10-14 2016-10-14 一种液位计式雨量计 Pending CN106443836A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610895973.5A CN106443836A (zh) 2016-10-14 2016-10-14 一种液位计式雨量计

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610895973.5A CN106443836A (zh) 2016-10-14 2016-10-14 一种液位计式雨量计

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106443836A true CN106443836A (zh) 2017-02-22

Family

ID=58174659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610895973.5A Pending CN106443836A (zh) 2016-10-14 2016-10-14 一种液位计式雨量计

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106443836A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106996852A (zh) * 2017-04-20 2017-08-01 苏州科技大学 淋雨试验系统
CN107843312A (zh) * 2017-12-19 2018-03-27 国丰新能源江苏有限公司 测量波动大介质液位的浸入式液位计
CN108572403A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 北京创信恒通科技有限公司 雨量计
CN108709606A (zh) * 2018-09-11 2018-10-26 广西路桥工程集团有限公司 一种快速测试渗漏水围堰内水位变化速率装置及其测试方法
CN110442176A (zh) * 2019-09-12 2019-11-12 水利部牧区水利科学研究所 一种井灌区地下水开采量与地下水位联合控制装置
CN110554447A (zh) * 2019-10-19 2019-12-10 徐州市伟思水务科技有限公司 一种磁致伸缩式雨量计及感雨方法
CN111727382A (zh) * 2017-11-08 2020-09-29 鲁比康研究有限公司 雨量计/气象站
CN114442201A (zh) * 2022-01-24 2022-05-06 张锦霞 一种智能测量降雨量的雨量计
CN116106070A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 北京承启通科技有限公司 一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4231235A1 (de) * 1992-09-18 1994-03-24 Michael Schmitz Regenmesser
KR100973789B1 (ko) * 2010-01-08 2010-08-03 (주)정한전자시스템 강수량관측 시스템 및 강수량계 점검방법
CN103760623A (zh) * 2013-05-22 2014-04-30 重庆华正水文仪器有限公司 全自动水面蒸发量监测系统
CN104237976A (zh) * 2014-09-11 2014-12-24 河海大学 一种翻斗触发超声波雨量计
CN204142979U (zh) * 2014-09-02 2015-02-04 中铁第一勘察设计院集团有限公司 一种一体式在线自供电雨量监测装置
CN105301673A (zh) * 2015-11-06 2016-02-03 姜松燕 数字式水面蒸发自动站
CN206096516U (zh) * 2016-10-14 2017-04-12 北京美科华仪科技有限公司 一种液位计式雨量计

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4231235A1 (de) * 1992-09-18 1994-03-24 Michael Schmitz Regenmesser
KR100973789B1 (ko) * 2010-01-08 2010-08-03 (주)정한전자시스템 강수량관측 시스템 및 강수량계 점검방법
CN103760623A (zh) * 2013-05-22 2014-04-30 重庆华正水文仪器有限公司 全自动水面蒸发量监测系统
CN204142979U (zh) * 2014-09-02 2015-02-04 中铁第一勘察设计院集团有限公司 一种一体式在线自供电雨量监测装置
CN104237976A (zh) * 2014-09-11 2014-12-24 河海大学 一种翻斗触发超声波雨量计
CN105301673A (zh) * 2015-11-06 2016-02-03 姜松燕 数字式水面蒸发自动站
CN206096516U (zh) * 2016-10-14 2017-04-12 北京美科华仪科技有限公司 一种液位计式雨量计

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108572403A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 北京创信恒通科技有限公司 雨量计
CN106996852A (zh) * 2017-04-20 2017-08-01 苏州科技大学 淋雨试验系统
CN111727382A (zh) * 2017-11-08 2020-09-29 鲁比康研究有限公司 雨量计/气象站
EP3707536A4 (en) * 2017-11-08 2021-08-04 Rubicon Research Pty Ltd RAIN GAUGE / WEATHER STATION
US11531139B2 (en) 2017-11-08 2022-12-20 Rubicon Research Pty Ltd Rain gauge for measuring rain fall in an automatic weather station having an ultrasonic transducer for transmitting and receiving acustic signals into measurement chamber and programmable to determine water level in measurement chamber
CN107843312A (zh) * 2017-12-19 2018-03-27 国丰新能源江苏有限公司 测量波动大介质液位的浸入式液位计
CN108709606A (zh) * 2018-09-11 2018-10-26 广西路桥工程集团有限公司 一种快速测试渗漏水围堰内水位变化速率装置及其测试方法
CN108709606B (zh) * 2018-09-11 2024-01-16 广西公路检测有限公司 一种快速测试渗漏水围堰内水位变化速率装置及其测试方法
CN110442176A (zh) * 2019-09-12 2019-11-12 水利部牧区水利科学研究所 一种井灌区地下水开采量与地下水位联合控制装置
CN110554447A (zh) * 2019-10-19 2019-12-10 徐州市伟思水务科技有限公司 一种磁致伸缩式雨量计及感雨方法
CN114442201A (zh) * 2022-01-24 2022-05-06 张锦霞 一种智能测量降雨量的雨量计
CN116106070A (zh) * 2023-04-13 2023-05-12 北京承启通科技有限公司 一种根据水流速度自调节的水质取样装置及其取样方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106443836A (zh) 一种液位计式雨量计
CN101949818B (zh) 岩土渗透特性的自动检测计量装置及方法
CN103453966B (zh) 一种带有红外测距液位测量仪的厕所非水冲洗装置
CN102353427B (zh) 水表计量特性检测装置及利用本检测装置的检测方法
CN203848912U (zh) 一种液位计检定装置
CN207730303U (zh) 抗液面波动干扰液位检测计及检测装置
CN106404104A (zh) 一种高精度液位检测装置
CN106767936A (zh) 一种采用融合技术的浓度检测系统及其检测方法
CN206096516U (zh) 一种液位计式雨量计
CN208333626U (zh) 一种新型液位计校准装置
CN102607889A (zh) 一种用于分析仪器的取液计量方法
CN212180025U (zh) 一种储罐液位系统
CN209230726U (zh) 液位检测装置
CN204064392U (zh) 一种气泡法液位测量装置
CN105352563B (zh) 一种防腐蚀液位检测装置
CN208547406U (zh) 一种比重法测量油乳水界面液位计
CN102169006B (zh) 一种自动校准洗衣机水位的方法
CN205431312U (zh) 一种人工模拟自然降雨系统
CN206960688U (zh) 雨量计
CN206583501U (zh) 一种液体流动信号电子检测传感输出装置
CN102242487A (zh) 一种自动校准洗衣机水位的方法
CN104375521A (zh) 一种压力感应液面控高装置
CN205981377U (zh) 一种激光液位测量装置
CN104501893A (zh) 大量程高精度自动产流量测量系统
CN203688180U (zh) 一种阀门串、泄漏量自动测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170222

RJ01 Rejection of invention patent application after publication