CN117492114B - 一种雨量的液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雨量监测技术领域，具体公开了一种雨量的液位测量装置，包括：集雨罐，所述集雨罐的顶部设置有进水部，所述进水部的顶部开设有圆形的进水槽；调节机构，设置在进水部内部，用于调节进水槽的面积，以对雨水的收集速率进行调节；计量管，固定安装在集雨罐的外侧，所述计量管的底端设置有U形管；本发明的雨量的液位测量装置，当集雨罐内部雨水逐渐增多，悬浮球升高至第二感应器一侧后，第二感应器传递信号至控制器，使控制器控制电磁阀开启，以使集雨罐内雨水蓄满后，自动开启电磁阀进行雨水排放，当悬浮球移动至第一感应器一侧后，第一感应器传递信号至控制器，使控制器控制电磁阀关闭。

Description

一种雨量的液位测量装置

技术领域

本发明涉及雨量监测技术领域，具体涉及一种雨量的液位测量装置。

背景技术

降雨量是一项重要的灾害数据，在水坝发电站的发电过程中，对雨量的测量极为重要，传统的雨量通常需要建设大量的雨量监测站，每个雨量监测站需要设立多个雨量筒对降雨进行监测；

现有的雨量测量装置在进行雨水测量收集时，大多无法根据雨势的大小自动对雨水收集面积进行调节，开口面积过大，在雨势较大时，设备内部雨水积蓄过快，需要频繁排放，开口面积过小，则在雨势较小时，设备内部雨水积蓄过慢，检测设备数据变化过慢，较为不便。

发明内容

本发明提供一种雨量的液位测量装置，旨在解决相关技术中大多无法根据雨势的大小自动对雨水收集面积进行调节的问题。

本发明的雨量的液位测量装置，包括：

集雨罐，所述集雨罐的顶部设置有进水部，所述进水部的顶部开设有圆形的进水槽；

调节机构，设置在进水部内部，用于调节进水槽的面积，以对雨水的收集速率进行调节；

计量管，固定安装在集雨罐的外侧，所述计量管的底端设置有U形管，且U形管远离计量管的一端插接在集雨罐底部，所述计量管上固定安装有安装管；

计量机构，设置在计量管与U形管之间，用于测量集雨罐内部的雨水收集量；

读取机构，设置在安装管内部，用于读取计量机构对集雨罐内雨水收集量的计量数据；

排液机构，设置在集雨罐底部，用于对集雨罐储蓄的雨水进行排放。

优选的，所述调节机构包括位于进水部内部的多层环形板，多个环形板同轴设置，且多个环形板的面积均相等，每层环形板的底部均设置有电动推杆。

优选的，所述进水部的内部设置有锥形板，所述电动推杆安装在锥形板上，所述锥形板与进水部之间固定有滤网。

优选的，所述计量机构包括设置在U形管内的平衡液，所述平衡液的上方设置有位于计量管内的悬浮球。

优选的，所述读取机构包括滑动在安装管内部的滑座，所述滑座的一侧设置有滑动变阻器，所述滑动变阻器上滑动有变阻滑块，且变阻滑块固定在滑座上，所述滑座上固定有牵引绳，所述牵引绳远离滑座的一端固定在悬浮球上，所述集雨罐上安装有控制器，且滑动变阻器与控制器电连接，所述控制器上电连接有显示器。

优选的，所述集雨罐的外部固定有支架，所述控制器安装在支架上。

优选的，所述排液机构包括插接在集雨罐底部的排雨管，所述排雨管的内部设置有电磁阀，且电磁阀与控制器电连接。

优选的，所述计量管的底端设置有第一感应器，所述计量管的顶端设置有第二感应器，且第一感应器和第二感应器均与控制器电连接。

优选的，雨水由所述进水槽进入进水部内部，在集雨罐的内部聚集，由悬浮球在计量管内的升高对集雨罐内的储雨量进行测量，并对单位时间内的降雨量进行计算，单位时间内降雨量的表达式满足如下公式：

其中，B表示单位时间内的平均降雨量，单位为mm/min；S表示进水槽的面积，单位为；∆I表示单位时间内滑动变阻器内电流的变化量，单位为A；m为修正系数，取值范围为0.85~0.95。

优选的，电动推杆启动所需的单位时间电流变化量为k，由外层至内层的多层环形板下的电动推杆启动所需单位时间电流变化量依次为；

当时，控制器传递信号，最外层的环形板下的电动推杆运行一次，推动环形板进入进水槽内部，当/>时，控制器传递信号，次外层的环形板下的电动推杆运行一次，使环形板进入进水槽内部，以此类推使多层环形板随着单位时间雨水收集量的增大依次进入进水槽；

环形板进入进水槽内部，该区域单位时间降雨量的表达式满足如下公式：

其中，s表示环形板的面积，单位为。

有益效果：

本发明在使用时，当集雨罐内部雨水逐渐增多，悬浮球升高至第二感应器一侧后，第二感应器传递信号至控制器，使控制器控制电磁阀开启，以使集雨罐内雨水蓄满后，自动开启电磁阀进行雨水排放，当悬浮球移动至第一感应器一侧后，第一感应器传递信号至控制器，使控制器控制电磁阀关闭，以使集雨罐内雨水排放完毕后，自动关闭电磁阀进行雨水积蓄，继续进行降雨量的监测，随着设备对进水槽内面积的自动调节，以使得集雨罐内部雨水的收集速率保持在适中的速度，进而确保集雨罐内部雨水的积蓄速率不会过快，也不会过慢，并由显示屏对滑动变阻器内电流的变化进行显示，以便使用者及时对后续降雨量进行预判。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的正视图。

图3是本发明图2的剖视图。

图4是本发明计量管与安装管的内部结构示意图。

图5是本发明图3中A处的放大结构示意图。

附图标记：

10、集雨罐；11、进水部；111、锥形板；112、滤网；12、进水槽；13、支架；20、调节机构；21、环形板；22、电动推杆；30、计量管；31、U形管；32、安装管；33、第一感应器；34、第二感应器；40、计量机构；41、平衡液；42、悬浮球；50、读取机构；51、滑座；52、滑动变阻器；53、变阻滑块；54、牵引绳；55、控制器；60、排液机构；61、排雨管；62、电磁阀。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图5所示，本发明的雨量的液位测量装置，包括集雨罐10，集雨罐10的顶部设置有进水部11，进水部11的顶部开设有圆形的进水槽12，进水槽12的内部设置有调节机构20，用于调整进水槽12的面积，进而改变进水部11对雨水的收集面积，以对雨水的收集速率进行调节，集雨罐10的外侧固定有计量管30，计量管30的底端设置有U形管31，且U形管31远离计量管30的一端插接在集雨罐10底部，计量管30与U形管31之间设置有计量机构40，用于实时记录集雨罐10内部的雨水收集量，以判断特定地区的降雨量，计量管30上固定有安装管32，安装管32的内部设置有读取机构50，用于读取计量机构40对集雨罐10内雨水收集量的计量数据，集雨罐10的底部设置有排液机构60，用于进行雨水的排放。

参考图3，调节机构20包括位于进水部11内部的多层环形板21，多个环形板21同轴设置，且多个环形板21的面积均相等，每层环形板21的底部均设置有电动推杆22，通过电动推杆22推动环形板21上升，使环形板21由进水部11进入进水槽12的内部，减小进水槽12的面积，即可对装置的雨水收集面积进行调整。

参考图3，进水部11的内部设置有锥形板111，电动推杆22安装在锥形板111上，锥形板111与进水部11之间固定有滤网112，通过锥形板111对电动推杆22进行支撑，以便电动推杆22对环形板21高度的调节，且由滤网112对落入进水部11的杂物进行过滤。

参考图3与图4，计量机构40包括设置在U形管31内的平衡液41，平衡液41的上方设置有位于计量管30内的悬浮球42，雨水由进水部11汇入集雨罐10内部，并随着集雨罐10内雨水液位的增加，雨水进入U形管31内，将平衡液41逐渐压入计量管30的内部，使平衡液41在计量管30内的液位与集雨罐10内雨水液位保持平齐，进而在雨水液位升高的同时，使悬浮球42同步升高，以悬浮球42的高度计量集雨罐10内部雨水的容量。

参考图4与图5，读取机构50包括滑动在安装管32内部的滑座51，滑座51的一侧设置有滑动变阻器52，滑动变阻器52上滑动有变阻滑块53，且变阻滑块53固定在滑座51上，滑座51上固定有牵引绳54，牵引绳54远离滑座51的一端固定在悬浮球42上，集雨罐10上安装有控制器55，且滑动变阻器52与控制器55电连接，控制器55上电连接有显示器，滑座51通过牵引绳54被悬浮球42牵引，随着悬浮球42在计量管30内升高，滑座51会在安装管32内下降，带着变阻滑块53在滑动变阻器52上滑动，调整控制器55的电流大小，并在显示器中对电流的变化进行显示，通过控制器55中电流的改变以读取悬浮球42的高度，进而确定雨水的收集量。

集雨罐10的外部固定有支架13，控制器55安装在支架13上，通过支架13对集雨罐10以及控制器55的支撑。

参考图3，排液机构60包括插接在集雨罐10底部的排雨管61，排雨管61的内部设置有电磁阀62，且电磁阀62与控制器55电连接，可通过控制器55控制电磁阀62开启，可使集雨罐10内收集的雨水由排雨管61进行排放，也可由控制器55控制电磁阀62关闭，以使集雨罐10继续收集雨水。

参考图2，计量管30的底端设置有第一感应器33，计量管30的顶端设置有第二感应器34，且第一感应器33和第二感应器34均与控制器55电连接，当悬浮球42在计量管30内升高至第二感应器34一侧后，第二感应器34传递信号至控制器55，使控制器55控制电磁阀62开启，以使集雨罐10内雨水蓄满后，自动开启电磁阀62进行雨水排放，当悬浮球42移动至第一感应器33一侧后，第一感应器33传递信号至控制器55，使控制器55控制电磁阀62关闭，以使集雨罐10内雨水排放完毕后，自动关闭电磁阀62进行雨水积蓄。

雨水由进水槽12进入进水部11内部，在集雨罐10的内部聚集，通过悬浮球42在计量管30内的升高对集雨罐10内的储雨量进行测量，并对单位时间内的降雨量进行计算，单位时间内降雨量的表达式满足如下公式：

其中，B表示单位时间内的平均降雨量，单位为mm/min；S表示进水槽12的面积，单位为；/>表示单位时间内滑动变阻器52内电流的变化量，单位为A；m为修正系数，取值范围为0.85~0.95。

上述公式计算中仅对数值进行计算，在实际收集过程中受风力、进水部11上雨水溅射等影响，会导致B数值偏大，以修正系数m进行数据修正，使数据更加精准。

设定电动推杆22启动所需的单位时间电流变化量为k，由外层至内层的多层环形板21下的电动推杆22启动所需单位时间电流变化量依次为。

当时，通过控制器55使最外层的环形板21下的电动推杆22运行一次，使环形板21进入进水槽12内部，减小进水槽12的面积，当/>时，通过控制器55使次外层的环形板21下的电动推杆22运行一次，使环形板21进入进水槽12内部，继续缩减进水槽12面积，以此类推，使多层环形板21随着单位时间雨水收集量的增大依次升高，同理，随着的减小，使环形板21也能够由内层向外层依次下降，增大进水槽12的面积。

随着环形板21进入进水槽12内部，该区域单位时间降雨量的表达式满足如下公式：

其中，s表示环形板21的面积，单位为。

随着设备对进水槽12内面积的自动调节，以使得集雨罐10内部雨水的收集速率保持在适中的速度，进而确保集雨罐10内部雨水的积蓄速率不会过快，也不会过慢，并由显示屏对滑动变阻器52内电流的变化进行显示，以便使用者及时对后续降雨量进行预判。

当集雨罐10内部雨水逐渐增多，悬浮球42升高至第二感应器34一侧后，第二感应器34传递信号至控制器55，使控制器55控制电磁阀62开启，以使集雨罐10内雨水蓄满后，自动开启电磁阀62进行雨水排放，当悬浮球42移动至第一感应器33一侧后，第一感应器33传递信号至控制器55，使控制器55控制电磁阀62关闭，以使集雨罐10内雨水排放完毕后，自动关闭电磁阀62进行雨水积蓄，继续进行降雨量的监测。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种雨量的液位测量装置，其特征在于，包括：

集雨罐（10），所述集雨罐（10）的顶部设置有进水部（11），所述进水部（11）的顶部开设有圆形的进水槽（12）；

调节机构（20），设置在进水部（11）内部，用于调节进水槽（12）的面积，以对雨水的收集速率进行调节；

计量管（30），固定安装在集雨罐（10）的外侧，所述计量管（30）的底端设置有U形管（31），且U形管（31）远离计量管（30）的一端插接在集雨罐（10）底部，所述计量管（30）上固定安装有安装管（32）；

计量机构（40），设置在计量管（30）与U形管（31）之间，用于测量集雨罐（10）内部的雨水收集量；

读取机构（50），设置在安装管（32）内部，用于读取计量机构（40）对集雨罐（10）内雨水收集量的计量数据；

排液机构（60），设置在集雨罐（10）底部，用于对集雨罐（10）储蓄的雨水进行排放；

所述调节机构（20）包括位于进水部（11）内部的多层环形板（21），多个环形板（21）同轴设置，且多个环形板（21）的面积均相等，每层环形板（21）的底部均设置有电动推杆（22）；

所述进水部（11）的内部设置有锥形板（111），所述电动推杆（22）安装在锥形板（111）上，所述锥形板（111）与进水部（11）之间固定有滤网（112）；

所述计量机构（40）包括设置在U形管（31）内的平衡液（41），所述平衡液（41）的上方设置有位于计量管（30）内的悬浮球（42）；

所述读取机构（50）包括滑动在安装管（32）内部的滑座（51），所述滑座（51）的一侧设置有滑动变阻器（52）；

雨水由所述进水槽（12）进入进水部（11）内部，在集雨罐（10）的内部聚集，由悬浮球（42）在计量管（30）内的升高对集雨罐（10）内的储雨量进行测量，并对单位时间内的降雨量进行计算，单位时间内降雨量的表达式满足如下公式：

其中，B表示单位时间内的平均降雨量，单位为mm/min；S表示进水槽（12）的面积，单位为；/>表示单位时间内滑动变阻器（52）内电流的变化量，单位为A；m为修正系数，取值范围为0.85~0.95；

电动推杆（22）启动所需的单位时间电流变化量为k，由外层至内层的多层环形板（21）下的电动推杆（22）启动所需单位时间电流变化量依次为；

当时，控制器（55）传递信号，最外层的环形板（21）下的电动推杆（22）运行一次，推动环形板（21）进入进水槽（12）内部，当/>时，控制器（55）传递信号，次外层的环形板（21）下的电动推杆（22）运行一次，使环形板（21）进入进水槽（12）内部；

环形板（21）进入进水槽（12）内部，单位时间内降雨量的表达式满足如下公式：

其中，s表示环形板（21）的面积，单位为。

2.根据权利要求1所述的雨量的液位测量装置，其特征在于，所述滑动变阻器（52）上滑动有变阻滑块（53），且变阻滑块（53）固定在滑座（51）上，所述滑座（51）上固定有牵引绳（54），所述牵引绳（54）远离滑座（51）的一端固定在悬浮球（42）上，所述集雨罐（10）上安装有控制器（55），且滑动变阻器（52）与控制器（55）电连接，所述控制器（55）上电连接有显示器。

3.根据权利要求2所述的雨量的液位测量装置，其特征在于，所述集雨罐（10）的外部固定有支架（13），所述控制器（55）安装在支架（13）上。

4.根据权利要求3所述的雨量的液位测量装置，其特征在于，所述排液机构（60）包括插接在集雨罐（10）底部的排雨管（61），所述排雨管（61）的内部设置有电磁阀（62），且电磁阀（62）与控制器（55）电连接。

5.根据权利要求3所述的雨量的液位测量装置，其特征在于，所述计量管（30）的底端设置有第一感应器（33），所述计量管（30）的顶端设置有第二感应器（34），且第一感应器（33）和第二感应器（34）均与控制器（55）电连接。