CN106597576A - 一种全自动直读式雨量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动直读式雨量计，包括箱体、集雨管、电磁阀、摄像头以及数据处理单元，所述集雨管设置在箱体内部，所述电磁阀设置在箱体底部并与集雨管连通，所述摄像头设置在箱体内壁，所述数据处理单元设置在箱体外壁上并与摄像头通过电信号连接，所述集雨管外壁上设有刻度尺。本发明的全自动直读式雨量计将成熟的成像技术与简单可靠的人工雨量计相结合，以电磁阀自动放水代替人工倒水，以图像分析代替人工读数，能够快速有效地分析降雨量数据，既免去了繁琐地人工倒水与读数工作，又提高了数据分析的精确度，大大提高了设备的工作效率，并且不受降雨强度大小的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种雨量计，特别涉及一种全自动直读式雨量计。
背景技术
雨量采集的准确性直接关乎水文测验与整编工作的质量，现有的雨量观测设备可以分为人工雨量计和自动雨量计，目前的观测工作，人工雨量计和自动雨量计通常独立使用。
人工雨量计需要人工将储水瓶内的降水量分次倒入量杯内进行测量，最后由人工进行计算得出人工观测雨量。目前国家整编工作以人工数据最为精确，但人工雨量计操作繁琐，增加测站人员的工作量，而且人工倒水过程中人为因素较多，比如倒水时漏出、大暴雨时倒水是否及时等等，均影响了最后观测数据的准确性。
自动雨量观测设备中，以翻斗雨量计最为普遍使用，但也存在诸多问题，如分辨率问题，高精度的翻斗雨量计测量大暴雨时漏雨，而精度低的翻斗式雨量计无法保证小雨的精确度。
发明内容
为解决现有人工雨量计和自动雨量计各自存在的问题，本发明公开了一种全自动直读式雨量计，包括箱体、集雨管、电磁阀、摄像头以及数据处理单元，所述集雨管设置在箱体内部，所述电磁阀设置在箱体底部并与集雨管连通，所述摄像头设置在箱体内壁，所述数据处理单元设置在箱体外壁上并与摄像头通过电信号连接，所述集雨管外壁上设有刻度尺。
作为本发明的进一步改进，所述数据处理单元为LattePanda主机板。
作为本发明的进一步改进，所述刻度尺的精度为1mm。
作为本发明的进一步改进，所述集雨管内设有漂浮在水面上的黑色薄油纸。
作为本发明的进一步改进，所述箱体顶部设有45°漏斗型承雨口。
作为本发明的进一步改进，所述集雨管包括内径为200mm的上段管体以及内径为200mm、高度为350mm的下段管体。
作为本发明的进一步改进，所述集雨管包括内径为200mm的上段管体以及内径为63.2mm、高度为350mm的下段管体。
作为本发明的进一步改进，所述集雨管的下段管体为透明亚克力管。
本发明的有益效果是：
本发明的全自动直读式雨量计将成熟的成像技术与简单可靠的人工雨量计相结合，以电磁阀自动放水代替人工倒水，以图像分析代替人工读数，能够快速有效地分析降雨量数据，既免去了繁琐地人工倒水与读数工作，又提高了数据分析的精确度，大大提高了设备的工作效率，并且不受降雨强度大小的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明其中一个实施例的结构示意图；
图2为本发明另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明的工作原理示意图。
图中标记：
1-箱体；11-承雨口；2-集雨管；3-电磁阀；4-摄像头；5-数据处理单元；6-刻度尺；7-黑色薄油纸；8-GPRS通讯终端；9-上位机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：
如图1所示，本实施例的全自动直读式雨量计包括：箱体1、集雨管2、电磁阀3、摄像头4以及数据处理单元5。
箱体1顶部设有45°漏斗型承雨口11，以利于收集雨水。
集雨管2设置在箱体1内部，其外壁上设有精度为1mm的刻度尺6。集雨管2包括内径为200mm的上段管体以及内径为200mm、高度为350mm的下段管体，下段管体为透明亚克力管，注水后具有放大效果，能够使刻度更加清晰，以利于成像。集雨管2内还设有漂浮在水面上的黑色薄油纸7，以进一步提高刻度的清晰度。
电磁阀3设置在箱体1底部并与集雨管2连通，用于定量排放雨水。
摄像头4设置在箱体1内壁，用于拍摄对应在刻度尺6上的水位高度图像。
数据处理单元5设置在箱体1外壁上并与摄像头4通过电信号连接，用于处理图像信息。
实施例二：
如图2所示，本实施例中全自动直读式雨量计的集雨管2包括内径为200mm的上段管体以及内径为63.2mm、高度为350mm的下段管体，其他结构与实施例一中的结构相同。
集雨管2的容积V＝π·R2·h，在排水高度h相同的条件下，根据此公式可计算出实施例二和实施例一中集雨管容积的比例系数：
V2/V1＝R2 2/R1 2＝31.62/1002≈0.1
因此，当集雨管2下段管体的内径为200mm时，摄像头4读取的刻度数据即为实际测得的降雨量，这时的刻度尺精度为实际的1mm；当集雨管2下段管体的内径为63.2mm时，摄像头4读取的刻度数据再乘以比例系数0.1，这时的刻度尺精度相当于0.1mm，进一步提高了雨量计的测量精度。
如图3所示，全自动直读式雨量计的工作原理如下：
摄像头4以2小时为时间单位进行图像采集工作，存储图像信息作为视频备份，并由数据处理单元5自动分析当前水位位置，计算出当前雨量到达位置，再减去2小时前的水位数据，即为当前2小时内降雨数据。计算出当前降雨量后把数据通过GPRS通讯终端8以UDP通讯的方式上传至上位机9即可。
当集雨管2内的水位达到160mm以上时，打开电磁阀3将水排出，电磁阀3打开时摄像头4每30秒工作一次，读取当前实时水位；当水位低至40mm以下时，关闭电磁阀3完成排水工作，这样就能够保证集雨管2内有足够的容积来接收后续的降雨量。
数据处理单元5采用美国LattePanda公司生产的小型主机板，集成网口、多USB口，支持WiFi、蓝牙，预装完整的Windows 10操作系统，内置一系列包含Visual Studio、Java在内的开发工具，并搭载四核1.8GHz处理器，拥有2/4GB RAM与32/64GB eMMC存储，保证了它的运行效率和运行质量。
由于采用摄像头4直接读取刻度数据，因此跟传统翻斗雨量计相比，它可将读数误差降低到几乎为零。
本发明的全自动直读式雨量计与上位机系统相结合，与现行水文管理系统能够无缝对接，真正实现人工雨量计数据采集的自动化。并且数据处理单元5能够自动存储每次数据变化时的刻度图像，作为最直接有效的图形化备份资料，方便用户查阅、纠错。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全自动直读式雨量计，其特征在于，包括箱体、集雨管、电磁阀、摄像头以及数据处理单元，所述集雨管设置在箱体内部，所述电磁阀设置在箱体底部并与集雨管连通，所述摄像头设置在箱体内壁，所述数据处理单元设置在箱体外壁上并与摄像头通过电信号连接，所述集雨管外壁上设有刻度尺。
2.根据权利要求1所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述数据处理单元为LattePanda主机板。
3.根据权利要求2所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述刻度尺的精度为1mm。
4.根据权利要求3所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述集雨管内设有漂浮在水面上的黑色薄油纸。
5.根据权利要求4所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述箱体顶部设有45°漏斗型承雨口。
6.根据权利要求5所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述集雨管包括内径为200mm的上段管体以及内径为200mm、高度为350mm的下段管体。
7.根据权利要求5所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述集雨管包括内径为200mm的上段管体以及内径为63.2mm、高度为350mm的下段管体。
8.根据权利要求6或7所述的全自动直读式雨量计，其特征在于，所述集雨管的下段管体为透明亚克力管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710074387.9A CN106597576A (zh) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 一种全自动直读式雨量计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201710074387.9A CN106597576A (zh) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 一种全自动直读式雨量计 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN106597576A true CN106597576A (zh) | 2017-04-26 |
Family
ID=58585595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710074387.9A Pending CN106597576A (zh) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 一种全自动直读式雨量计 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN106597576A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114442200A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-05-06 | 南京信息工程大学 | 一种基于图像分析的降水测量装置及测量方法 |
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2017
- 2017-02-10 CN CN201710074387.9A patent/CN106597576A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114442200A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-05-06 | 南京信息工程大学 | 一种基于图像分析的降水测量装置及测量方法 |
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