CN111024455A - 一种降水自动采集装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降水自动采集装置及使用方法，所述装置包括汇水器、小球和水样收集瓶，空心塑料的小球能够堵住汇水器的底部开孔，汇水器的底部与软管相连，软管用于将水传输到水样收集瓶，水样收集瓶内设置食用油。所述方法包括以下步骤：a、当降水强度达到感雨器设定的阈值0.5mm/h，盖板打开，降水经过汇水器汇集后，汇水器底部小球浮起，降水沿软管流进水样收集瓶；b、水样收集瓶收集满或未收集满但收集时间达24h后，转盘顺时针方向转动，水样收集瓶转至封口压膜机下方，同时，下一水样收集瓶转至软管降水出口下方；c、当降水强度低于感雨器设定的阈值0.5mm/h，盖板关闭。本发明自动连续收集多次降水样品，大大降低成本。

Description

一种降水自动采集装置及使用方法

技术领域

本发明属于降水同位素收集领域，具体为一种降水自动采集装置及使用方法。

背景技术

我国水资源严重短缺且分布极为不均，特别在北方干旱地区。这些缺水干旱地区的水汽来源研究，对当地水资源的高效管理与合理利用有十分重要的指导意义，其中降水中稳定同位素的分析是重要方法之一。大气降水稳定同位素主要包括氢、氧同位素(D和18O)，其丰度与大气降水形成的气象条件及水汽来源联系紧密，能够有效分析降水组成及水汽来源。目前降水收集器是在一次降水过后，为防止蒸发作用的影响，需及时将收集的降水取出。然而，在无人地区，降水收集受限于交通不便和人员稀缺的限制，使用传统的收集器使得降水收集十分困难。另外，传统降水收集器在降水收集过程中很难避免因蒸发作用而产生的同位素分馏效应，从而对研究的实验数据造成较大偏差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种能够长时间自动收集、减少人工经济成本的用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，本发明的另一目的是提供一种能够避免降水水样蒸发造成的同位素分馏的用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置的使用方法。

技术方案：本发明所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，包括汇水器、小球和水样收集瓶，空心塑料的小球能够堵住汇水器的底部开孔，汇水器的底部与软管相连，软管用于将水传输到水样收集瓶，水样收集瓶内设置食用油。

水样收集瓶的数量为20～30个，均匀分布在以转盘中心为圆心的圆周上，圆周上设置用于固定水样收集瓶的固定槽。通过电池驱动转盘转动，将已接收好降水的水样收集瓶转至压膜机下方，封口压膜机将水样收集瓶压膜并打印采样日期，封口压膜机通过交流电源供电。转盘与时间控制装置、电池相连。电池优选为12V蓄电池，为转盘、时间控制装置、盖板供电。转盘底部设置支架，对整体装置起固定作用。

汇水器的顶部设置钢丝网，防止树叶等杂物进入汇水器。钢丝网的表面设置盖板。盖板为防尘盖与太阳能板一体化盖板。盖板分别与时间控制装置、感雨器相连。盖板和滑杆上的滑块连接，滑块带动盖板运动，滑块通过滑杆一侧的电机驱动。

上述降水自动采集装置的使用方法，包含以下步骤：

a、当降水强度达到感雨器设定的阈值0.5mm/h，盖板打开，降水经过汇水器汇集后，汇水器底部小球浮起，降水沿软管流进水样收集瓶；

b、水样收集瓶收集满或未收集满但收集时间达24h后，转盘顺时针方向转动，水样收集瓶转至封口压膜机下方，同时，下一水样收集瓶转至软管降水出口下方；

c、当降水强度低于感雨器设定的阈值0.5mm/h，盖板关闭。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：

1、自动连续收集多次日降水事件样品，大大降低人工收集降水样品的经济与时间成本；

2、通过封口压膜机、铺设食用油等，记录取样时间，能够最大程度上避免因蒸发作用而产生的同位素分馏影响；

3、盖板为防尘盖与太阳能板一体化盖板，简化结构，有利于大规模生产及使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的控制原理图。

具体实施方式

以说明书附图所示的方向为上、下、左、右。

如图1，盖板12采用防尘盖和太阳能板一体化设计，盖板12分别与时间控制装置8、感雨器13相连，盖板12下方、漏斗状的汇水器1顶部有钢丝网11。汇水器1的底部开孔，孔用一个空心塑料小球2盖住，当盖板12打开后有降水汇入汇水器1时，空心塑料小球2浮起，水顺着软管4进入10ml的水样收集瓶3中。水样收集瓶3内有食用油，30～40个水样收集瓶3均匀分布在以转盘5中心为圆心的圆周上的固定槽6内。转盘5由电池9驱动，转盘5可以带动水样收集瓶3转动，并将水样收集瓶3转至压膜机7下方，压膜并打印采样日期。转盘5底部有支架10。

如图2，时间控制装置8分别与盖板12、封口压膜机7、转盘12相连，盖板12还与感雨器13相连。盖板12和滑杆上的滑块连接，滑块带动盖板12运动，滑块通过滑杆一侧的电机驱动。时间控制装置8采用深圳市粤豫电子科技有限公司的YF-4时间控制器，到达设定时间后，继电器工作，达到预期的电机转动等目的。感雨器13采用天星智联的RS-100雨量传感器。

实施例1

未降水及降水强度在0.5mm/h以下时：未达到感雨器13设定的阈值0.5mm/h，顶部盖板12关闭。

实施例2

降水强度达到感雨器设定的阈值(0.5mm/h)且降水在当日24时之前停止时：顶部盖板12打开。降水经过漏斗状汇水器1汇集后，使汇水器1底部空心塑料小球2浮起，降水进入汇水器1底部连接的软管4。降水沿着软管4流进10ml水样收集瓶3。降水结束后小球2堵住汇水器1汇水出口，减少因空气流动引起的水样蒸发。同时，水样收集瓶3底部的食用油浮起，减少水样收集过程中的蒸发影响。

如果10ml水样收集瓶3收集满后，降水溢出，溢出的降水沿装置底部转盘5边缘孔隙流出。

在当日24时前盖板12不闭合。到当日24时，时间控制装置8发送指令，执行如下任务：

一、顶部盖板12闭合，感雨器13在下一次降水强度在0.5mm/h以上时再次打开；

二、装置底部转盘5顺时针方向转动，当日水样收集瓶3转至封口压膜机7下方，同时，下一个水样收集瓶3转至软管4降水出口下方，装置底部固定槽6对转盘5上的水样收集瓶3起固定作用；

三、封口压膜机7对当日水样收集瓶3进行封口，封口膜上印有降水收集日期，至此，当日降水水样收集完成。

实施例3

降水强度在0.5mm/h以上且在当日24时之前降水未停止：

降水收集过程同实施例2，装置盖板12在当日24时关闭后，装置执行实施例2中的二和三后，受感雨器13的降水感应再次打开，继续对降水进行收集，收集降水保存在下一个降水收集瓶3中。

多次日降水样品的接收根据上述情形循环自动进行。附图中仅体现出6个样品瓶，该装置最多可设定30个固定槽6。根据推算，无资料地区雨季(7-9月)平均一个月不超过10次。因此，30个固定槽6可以满足此季节日降水样品的收集。

研究者可以在水样收集瓶3全部收集结束后把降水水样取出，并换上新的的降水收集瓶；也可以根据自己的需要每隔一段时间把降水水样取出。取出降水水样的时间以及设置水样收集瓶3的个数可根据研究者的需要灵活调整。

Claims (10)

1.一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：包括汇水器(1)、小球(2)和水样收集瓶(3)，所述小球(2)能够堵住汇水器(1)的底部开孔，所述汇水器(1)的底部与软管(4)相连，所述软管(4)用于将水传输到水样收集瓶(3)，所述水样收集瓶(3)内设置食用油。

2.根据权利要求1所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述水样收集瓶(3)的数量为20～30个，均匀分布在以转盘(5)中心为圆心的圆周上，所述圆周上设置用于固定水样收集瓶(3)的固定槽(6)。

3.根据权利要求2所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述转盘(5)转动，将已接收好降水的水样收集瓶(3)转至压膜机(7)下方，封口压膜机(7)将水样收集瓶(3)压膜并打印采样日期。

4.根据权利要求3所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述转盘(5)与时间控制装置(8)、电池(9)相连。

5.根据权利要求3所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述转盘(5)底部设置支架(10)。

6.根据权利要求1所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述汇水器(1)的顶部设置钢丝网(11)。

7.根据权利要求6所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述钢丝网(11)的表面设置盖板(12)。

8.根据权利要求7所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述盖板(12)为防尘盖与太阳能板一体化盖板。

9.根据权利要求7所述的一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置，其特征在于：所述盖板(12)分别与时间控制装置(8)、感雨器(13)相连。

10.一种用于无资料地区降水同位素研究的降水自动采集装置的使用方法，其特征在于包含以下步骤：

(a)当降水强度达到感雨器(13)设定的阈值，盖板(12)打开，降水经过汇水器(1)汇集后，汇水器(1)底部小球(2)浮起，降水沿软管(4)流进水样收集瓶(3)；

(b)水样收集瓶(3)收集满或未收集满但收集时间达24h后，转盘(5)顺时针方向转动，水样收集瓶(3)转至封口压膜机(7)下方，同时，下一水样收集瓶(3)转至软管(4)降水出口下方；

(c)当降水强度低于感雨器(13)设定的阈值，盖板(12)关闭。

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