CN115032721B - 一种转换储水并计量的雨量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雨水测量技术领域，具体提供一种转换储水的雨量计，包括一外筒，所述外筒内设有：集雨器；第一漏斗和与所述第一漏斗固定连接的第二漏斗，所述第一漏斗和所述第二漏斗的连接部位于所述集雨器的出口的下方且连接一支撑杆，所述第一漏斗和所述第二漏斗以所述支撑杆为轴与所述支撑杆可摆动连接；第一储水装置，所述第一储水装置的底部设有第一水位限高虹吸管；第二储水装置，所述第二储水装置的底部设有第二水位限高虹吸管；所述第一储水装置和所述第二储水装置的下方设有一跷跷板结构。本发明通过转换储水装置，可以提高测量精度，减少误差。

Description

一种转换储水并计量的雨量计

技术领域

本发明涉及雨水测量技术领域，具体涉及一种雨量计设备。

背景技术

雨量计，是一种用来测量一段时间内某地区的降水量的仪器，常见的雨量计有虹吸式和翻斗式两种，而传统的虹吸雨量计只有一个储水装置，虹吸过程中的的降雨会漏计导致形成误差，传统翻斗式雨量计中，检测精度高的雨量计通常储存雨量小，翻斗频繁，容易出故障。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种转换储水并计量的雨量计，解决以上技术问题；

一种转换储水并计量的雨量计，包括一外筒，所述外筒内设有：

集雨器；

第一漏斗和与所述第一漏斗固定连接的第二漏斗，所述第一漏斗和所述第二漏斗的连接部位于所述集雨器的出口的下方且连接一支撑杆，所述第一漏斗和所述第二漏斗以所述支撑杆为轴与所述支撑杆可摆动连接；

第一储水装置，所述第一储水装置位于所述第一漏斗的出口的下方，所述第一储水装置内设有第一水位测量装置，所述第一储水装置的底部设有第一水位限高虹吸管；

第二储水装置，所述第二储水装置位于所述第二漏斗的出口的下方，所述第二储水装置内设有第二水位测量装置，所述第二储水装置的底部设有第二水位限高虹吸管；

所述第一储水装置和所述第二储水装置的下方设有一跷跷板结构，所述跷跷板结构包括接水槽和支撑板，所述接水槽以所述接水槽与所述支撑板的连接处为轴与所述支撑板可摆动连接，所述接水槽的第一侧边通过第一转换拉杆连接所述第一漏斗的第一侧边，所述接水槽的第二侧边通过第二转换拉杆连接所述第二漏斗的第二侧边。

优选的，其中，所述第一漏斗的第二侧边与所述第二漏斗的第一侧边连接，所述集雨器的出口的孔径与所述第一漏斗和所述第二漏斗的连接部相适配。

优选的，其中，所述第一水位限高虹吸管和所述第二水位限高虹吸管均为抛物线结构，所述第一水位限高虹吸管固定于所述第一储水装置的侧壁上，所述第一水位限高虹吸管的进水口伸入所述第一储水装置内，所述第一水位限高虹吸管的出水口朝向所述接水槽的第一侧边的一侧伸出所述第一储水装置；所述第二水位限高虹吸管固定于所述第二储水装置的侧壁上，所述第二水位限高虹吸管的进水口伸入所述第二储水装置内，所述第二水位限高虹吸管的出水口朝向所述接水槽的第二侧边的一侧伸出所述第二储水装置。

优选的，其中，所述接水槽为条形槽状结构，包括所述接水槽包括流水部和挡水部，所述流水部位于所述接水槽的底部且所述流水部位置与所述第一水位限高虹吸管的出水口以及所述第二水位限高虹吸管的出水口相对应，所述挡水部用于限制水的流动方向。

所述接水槽的第一侧边设有第一牵拉点，所述接水槽的第二侧边设有与所述第一牵拉点相对设置的第二牵拉点，所述第一转换拉杆的一端连接所述第一牵拉点，另一端连接所述第一漏斗的第一侧边；所述第二转换拉杆的一端连接所述第二牵拉点，另一端连接所述第二漏斗的第二侧边。

优选的，其中，所述第一储水装置包括：

第一进水槽，设置于所述第一漏斗的出口的下方；

第一储水室，通过第一进水管与所述第一进水槽连通，所述第一储水室的侧壁上固定有所述第一水位限高虹吸管，所述第一水位限高虹吸管的进水口位于所述第一储水室的底部；

第一进水管，竖直设于第一储水装置的侧壁上且远离所述第一水位测量装置，所述第一进水管的进水口连接所述第一进水槽的底部，所述第一进水管的出水口连接所述第一储水室。

优选的，其中，所述第二储水装置包括：

第二进水槽，设置于所述第二漏斗的出口的下方；

第二储水室，通过第二进水管与所述第二进水槽连通，所述第二储水室的侧壁上固定有所述第二水位限高虹吸管，所述第二水位限高虹吸管的进水口位于所述第二储水室的底部；

第二进水管，竖直设于第二储水装置的侧壁上且远离所述第二水位测量装置，所述第二进水管的进水口连接所述第二进水槽的底部，所述第二进水管的出水口连接所述第二储水室。

优选的，其中，所述第一水位测量装置包括多个设于所述第一储水装置的侧壁上的第一水位传感器，所述第二水位测量装置包括多个设于所述第二储水装置的侧壁上的第二水位传感器，所述第一水位传感器以设定的距离间隔排列于与所述第一储水装置的轴线平行的直线上，所述第二水位传感器以设定的距离间隔排列于与所述第二储水装置的轴线平行的直线上。

优选的，其中，所述集雨器为一锥形漏斗，所述集雨器的底部设有滤网。

优选的，其中，还包括一盛水器，所述盛水器设于所述外筒的底部，所述盛水器的上端固定所述支撑板，所述盛水器内设有锥形结构和第三水位测量装置，所述锥形结构置于所述盛水器的上部，位于所述接水槽的下方，所述锥形结构的下出口位于所述盛水器的底部，所述第三水位测量装置包括多个第三水位传感器，所述第三水位传感器以设定的距离间隔固定排列于所述盛水器的侧壁上，且所述第三水位传感器连线的线段与所述盛水器的轴线平行；

所述盛水器的底部还设有一排水装置，所述排水装置的出水口伸出所述外筒。

优选的，其中，所述第一水位测量装置，所述第二水位测量装置，所述第三水位测量装置通过一电源接口连接外部供电模块，所述电源接口设于所述外筒上；所述第一水位测量装置，所述第二水位测量装置，所述第三水位测量装置内还设有通信模块，所述通信模块连接外部雨量观测仪器。

本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明通过转换储水装置，可以提高测量精度，减少误差。

附图说明

图1为本发明实施例中雨量计的结构示意图。

附图中：1、外筒；11、第一转换拉杆；12、第二转换拉杆；13、支撑杆；14、支撑板；2集雨器；21、滤网；3、第一漏斗；31、第一漏斗的第一侧边；32、第一漏斗的第二侧边；4；第二漏斗；41、第二漏斗的第一侧边；42、第二漏斗的第二侧边；5、第一储水装置；51、第一进水槽；52、第一进水管；53、第一储水室、54、第一水位限高虹吸管；55、第一水位传感器；6、第二储水装置；61、第二进水槽；62、第二进水管；63、第二储水室、64、第二水位限高虹吸管；65、第二水位传感器；7、接水槽；71、流水部；72、挡水部；8、盛水器；81、锥形结构；82、第三水位传感器；83、排水装置。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种转换储水并计量的雨量计，如图1所示，包括一外筒1，外筒1内设有：

集雨器2；

第一漏斗3和与第一漏斗3固定连接的第二漏斗4，第一漏斗3和第二漏斗4的连接部位于集雨器2的出口的下方且连接一支撑杆13，第一漏斗3和第二漏斗4以支撑杆13为轴与支撑杆13可摆动连接；

第一储水装置5，第一储水装置5位于第一漏斗3的出口的下方，第一储水装置5内设有第一水位测量装置，第一储水装置5的底部设有第一水位限高虹吸管54；

第二储水装置6，第二储水装置6位于第二漏斗4的出口的下方，第二储水装置6内设有第二水位测量装置，第二储水装置6的底部设有第二水位限高虹吸管64；

第一储水装置5和第二储水装置6的下方设有一跷跷板结构，跷跷板结构包括接水槽7和支撑板14，接水槽7以接水槽7与支撑板14的连接处为轴与支撑板14可摆动连接，接水槽7的第一侧边通过第一转换拉杆11连接第一漏斗3的第一侧边31，接水槽7的第二侧边通过第二转换拉杆12连接第二漏斗4的第二侧边。

具体地，本实施例中采用循环转换方法测量水位，当收集雨水时，雨水由收集器出口经第一漏斗3和第二漏斗4的连接部落入第一漏斗3或第二漏斗4中，当雨水落入任一漏斗中，其重力势能转化为机械能带动第一漏斗3或第二漏斗4倾斜，较优的，本实施例具体以雨水先落入第一漏斗3为例，当雨水落入第一漏斗3时，其重力势能转化为机械能带动第一漏斗3向第一储水装置5倾斜，同时第二漏斗4向远离第二储水装置6的方向倾斜，在雨水收集的过程中第一漏斗3和第二漏斗4保持倾斜方向不变，雨水由第一漏斗3的出口进入第一储水装置5中，第一水位测量装置收集水位升高信号，当第一储水装置5中雨水的水位超过一限位高度，经压强作用下雨水由第一水位限高虹吸管54迅速排出，落入接水槽7的流水部71中，接水槽7于排出雨水的撞击作用下向远离第一储水装置5的方向倾斜，带动第一转换拉杆11下拉，同时带动第二转换拉杆12升高，第二漏斗4于第二转换拉杆12的升高作用下向集雨器2倾斜，此时雨水落入第二漏斗4中，经第二漏斗4的下出口进入第二储水装置6，第二水位测量装置收集水位升高信号，当第二储水装置6中雨水的水位达到限位高度时由第二水位限高虹吸管64迅速排出，接水槽7于排出雨水的撞击作用下向远离第二储水装置6的方向倾斜，带动第二转换拉杆12下拉，同时带动第一转换拉杆11升高，第一漏斗3于第一转换拉杆11的升高作用下向集雨器2倾斜，此时雨水落入第一漏斗3中，以此往复循环。

在一种较优的实施例中，第一漏斗3的第二侧边32与第二漏斗4的第一侧边连接，集雨器2的出口的孔径与第一漏斗3和第二漏斗4的连接部相适配；具体地，第一漏斗3与第二漏斗4的连接部在倾斜时，引导雨水仅落入其中一侧的漏斗，因此本实施例优选的控制集雨器2的出口的孔径小于1cm，防止水柱过宽造成转换失效。

在一种较优的实施例中，第一水位限高虹吸管54和第二水位限高虹吸管64均为抛物线结构，第一水位限高虹吸管54固定于第一储水装置5的侧壁上，第一水位限高虹吸管54的进水口伸入第一储水装置5内，第一水位限高虹吸管54的出水口朝向接水槽7的第一侧边的一侧伸出第一储水装置5；第二水位限高虹吸管64固定于第二储水装置6的侧壁上，第二水位限高虹吸管64的进水口伸入第二储水装置6内，第二水位限高虹吸管64的出水口朝向接水槽7的第二侧边的一侧伸出第二储水装置6。

具体地，传统技术的虹吸雨量计通常将整根虹吸管设于储水装置的底部外侧，而本发明将储水装置和虹吸管设为一体式结构，优选的将虹吸管部分设于储水装置的内部，仅将出水口置于储水装置的外侧，极大程度的节省雨量计的内部空间。

在一种较优的实施例中，接水槽7为条形槽状结构，包括接水槽7包括流水部71和挡水部72，流水部71位于接水槽7的底部且流水部71位置与第一水位限高虹吸管54的出水口以及第二水位限高虹吸管64的出水口相对应，挡水部72用于限制水的流动方向。

接水槽7的第一侧边设有第一牵拉点，接水槽7的第二侧边设有与第一牵拉点相对设置的第二牵拉点，第一转换拉杆11的一端连接第一牵拉点，另一端连接第一漏斗3的第一侧边31；第二转换拉杆12的一端连接第二牵拉点，另一端连接第二漏斗4的第二侧边42。

具体地，当第一储水装置5中雨水的水位达到限位高度，雨水由第一水位限高虹吸管54迅速排出，撞击流水部71的一侧；当第二储水装置6中雨水的水位达到限位高度时由第二水位限高虹吸管64迅速排出，撞击流水部71的另一侧；因此本实施例中优选的将雨水冲击的区设置于靠近流水部71两侧的边缘位置，最大程度发挥雨水的冲击力和接水槽7的倾斜角度。

在一种较优的实施例中，第一储水装置5包括：

第一进水槽51，设置于第一漏斗3的出口的下方；

第一储水室53，通过第一进水管52与第一进水槽51连通，第一储水室53的侧壁上固定有第一水位限高虹吸管54，第一水位限高虹吸管54的进水口位于第一储水室53的底部；

第一进水管52，竖直设于第一储水装置5的侧壁上且远离第一水位测量装置，第一进水管52的进水口连接第一进水槽51的底部，第一进水管52的出水口连接第一储水室53。

具体地，设置第一进水槽51和第一进水管52用于让雨水由下自上进入第一储水装置5中，保持水位平稳，避免雨水直接接触水面造成雨水飞溅从而影响第一水位测量装置的测量结果。

在一种较优的实施例中，第二储水装置6包括：

第二进水槽61，设置于第二漏斗4的出口的下方；

第二储水室63，通过第二进水管62与第二进水槽61连通，第二储水室63的侧壁上固定有第二水位限高虹吸管64，第二水位限高虹吸管64的进水口位于第二储水室63的底部；

第二进水管62，竖直设于第二储水装置6的侧壁上且远离第二水位测量装置，第二进水管62的进水口连接第二进水槽61的底部，第二进水管62的出水口连接第二储水室63。

具体地，设置第二进水槽61和第二进水管62用于让雨水由下自上进入第二储水装置6中，保持水位平稳，避免雨水直接接触水面造成雨水飞溅从而影响第二水位测量装置的测量结果。

在一种较优的实施例中，第一水位测量装置包括多个设于第一储水装置5的侧壁上的第一水位传感器55，第二水位测量装置包括多个设于第二储水装置6的侧壁上的第二水位传感器65，第一水位传感器55以设定的距离间隔排列于与第一储水装置5的轴线平行的直线上，第二水位传感器65以设定的距离间隔排列于与第二储水装置6的轴线平行的直线上；较优的，本实施例中第一水位传感器55与第二水位传感器65的间隔距离为1cm，即水位每上升1cm，水位传感器输出一水位上升的逻辑信号，依据第一水位测量装置与第二水位测量装置累计输出的水位上升的逻辑信号获得雨量测量结果。

在一种较优的实施例中，集雨器2为一锥形漏斗，集雨器2的底部设有滤网21；用于过滤雨水，防止泥沙污染。

在一种较优的实施例中，还包括一盛水器8，盛水器8设于外筒1的底部，盛水器8的上端固定支撑板14，盛水器8内设有锥形结构81和第三水位测量装置，锥形结构81置于盛水器8的上部，位于接水槽7的下方，锥形结构81的下出口位于盛水器8的底部，第三水位测量装置包括多个第三水位传感器82，第三水位传感器82以设定的距离间隔固定排列于盛水器8的侧壁上，且第三水位传感器82连线的线段与盛水器8的轴线平行；较优的，雨水通过锥形结构81直接通入盛水器8的底部，保持水位平稳，避免雨水直接接触水面造成雨水飞溅从而影响第三水位测量装置的测量结果。

盛水器8的底部还设有一排水装置83，排水装置83的出水口伸出外筒1，排水装置83用于将盛水器8内的雨水排出外筒1。

在一种较优的实施例中，第一水位测量装置，第二水位测量装置，第三水位测量装置通过一电源接口连接外部供电模块，本实施例优选的采用太阳能电池板作为供电模块，电源接口设于外筒1上；第一水位测量装置，第二水位测量装置，第三水位测量装置内还设有通信模块，通信模块连接外部雨量观测仪器。

具体地，雨水最终落入盛水器8中，第三水位测量装置的测量数据为盛水器8中的雨水量，与第一水位测量装置和第二水位测量装置的测量数据形成对照，用于检验雨量计的测量结果是否有误，需要说明的是，盛水器8的容积远大于第一储水装置5的容积以及第二储水装置6的容积，并且第三水位测量装置仅用于提供对比数据，第三水位传感器82的间隔距离可大于1cm。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转换储水并计量的雨量计，其特征在于，包括一外筒，所述外筒内设有：

集雨器；

第一漏斗和与所述第一漏斗固定连接的第二漏斗，所述第一漏斗和所述第二漏斗的连接部位于所述集雨器的出口的下方且连接一支撑杆，所述第一漏斗和所述第二漏斗以所述支撑杆为轴与所述支撑杆可摆动连接；

第一储水装置，所述第一储水装置位于所述第一漏斗的出口的下方，所述第一储水装置内设有第一水位测量装置，所述第一储水装置的底部设有第一水位限高虹吸管；

第二储水装置，所述第二储水装置位于所述第二漏斗的出口的下方，所述第二储水装置内设有第二水位测量装置，所述第二储水装置的底部设有第二水位限高虹吸管；

所述第一储水装置和所述第二储水装置的下方设有一跷跷板结构，所述跷跷板结构包括接水槽和支撑板，所述接水槽以所述接水槽与所述支撑板的连接处为轴与所述支撑板可摆动连接，所述接水槽的第一侧边通过第一转换拉杆连接所述第一漏斗的第一侧边，所述接水槽的第二侧边通过第二转换拉杆连接所述第二漏斗的第二侧边。

2.根据权利要求1所述的雨量计，其特征在于，所述第一漏斗的第二侧边与所述第二漏斗的第一侧边连接，所述集雨器的出口的孔径与所述第一漏斗和所述第二漏斗的连接部相适配。

3.根据权利要求2所述的雨量计，其特征在于，所述第一水位限高虹吸管和所述第二水位限高虹吸管均为抛物线结构，所述第一水位限高虹吸管固定于所述第一储水装置的侧壁上，所述第一水位限高虹吸管的进水口伸入所述第一储水装置内，所述第一水位限高虹吸管的出水口朝向所述接水槽的第一侧边的一侧伸出所述第一储水装置；所述第二水位限高虹吸管固定于所述第二储水装置的侧壁上，所述第二水位限高虹吸管的进水口伸入所述第二储水装置内，所述第二水位限高虹吸管的出水口朝向所述接水槽的第二侧边的一侧伸出所述第二储水装置。

4.根据权利要求3所述的雨量计，其特征在于，所述接水槽为条形槽状结构，包括所述接水槽包括流水部和挡水部，所述流水部位于所述接水槽的底部且所述流水部位置与所述第一水位限高虹吸管的出水口以及所述第二水位限高虹吸管的出水口相对应，所述挡水部用于限制水的流动方向；

所述接水槽的第一侧边设有第一牵拉点，所述接水槽的第二侧边设有与所述第一牵拉点相对设置的第二牵拉点，所述第一转换拉杆的一端连接所述第一牵拉点，另一端连接所述第一漏斗的第一侧边；所述第二转换拉杆的一端连接所述第二牵拉点，另一端连接所述第二漏斗的第二侧边。

5.根据权利要求1所述的雨量计，其特征在于，所述第一储水装置包括：

第一进水槽，设置于所述第一漏斗的出口的下方；

第一储水室，通过第一进水管与所述第一进水槽连通，所述第一储水室的侧壁上固定有所述第一水位限高虹吸管，所述第一水位限高虹吸管的进水口位于所述第一储水室的底部；

第一进水管，竖直设于第一储水装置的侧壁上且远离所述第一水位测量装置，所述第一进水管的进水口连接所述第一进水槽的底部，所述第一进水管的出水口连接所述第一储水室。

6.根据权利要求1所述的雨量计，其特征在于，所述第二储水装置包括：

第二进水槽，设置于所述第二漏斗的出口的下方；

第二储水室，通过第二进水管与所述第二进水槽连通，所述第二储水室的侧壁上固定有所述第二水位限高虹吸管，所述第二水位限高虹吸管的进水口位于所述第二储水室的底部；

第二进水管，竖直设于第二储水装置的侧壁上且远离所述第二水位测量装置，所述第二进水管的进水口连接所述第二进水槽的底部，所述第二进水管的出水口连接所述第二储水室。

7.根据权利要求1所述的雨量计，其特征在于，所述第一水位测量装置包括多个设于所述第一储水装置的侧壁上的第一水位传感器，所述第二水位测量装置包括多个设于所述第二储水装置的侧壁上的第二水位传感器，所述第一水位传感器以设定的距离间隔排列于与所述第一储水装置的轴线平行的直线上，所述第二水位传感器以设定的距离间隔排列于与所述第二储水装置的轴线平行的直线上。

8.根据权利要求1所述的雨量计，其特征在于，所述集雨器为一锥形漏斗，所述集雨器的底部设有滤网。

9.根据权利要求1所述的雨量计，其特征在于，还包括一盛水器，所述盛水器设于所述外筒的底部，所述盛水器的上端固定所述支撑板，所述盛水器内设有锥形结构和第三水位测量装置，所述锥形结构置于所述盛水器的上部，位于所述接水槽的下方，所述锥形结构的下出口位于所述盛水器的底部，所述第三水位测量装置包括多个第三水位传感器，所述第三水位传感器以设定的距离间隔固定排列于所述盛水器的侧壁上，且所述第三水位传感器连线的线段与所述盛水器的轴线平行；

所述盛水器的底部还设有一排水装置，所述排水装置的出水口伸出所述外筒。

10.根据权利要求9所述的雨量计，其特征在于，所述第一水位测量装置，所述第二水位测量装置，所述第三水位测量装置通过一电源接口连接外部供电模块，所述电源接口设于所述外筒上；所述第一水位测量装置，所述第二水位测量装置，所述第三水位测量装置内还设有通信模块，所述通信模块连接外部雨量观测仪器。