CN210427844U - 一种活塞压力式雨量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种活塞压力式雨量测量装置，该装置通过雨量桶顶部的漏斗收集雨水，然后雨水在集雨容器中按照一定时间汇集后通过电磁阀再进入到雨量桶的底部，在雨量桶的下部为测量装置，通过浮块产生的浮力推动活塞运动挤压液压容器顶端的压力传感器，由压力传感器获取浮力数据，并且通过单片机控制系统实现数据的收集和定时控制，通过收集的数据计算获得雨量信息。本实用新型结构简单，相比现有技术避免了外界风速的影响，缩小了在雨量比较大情况下的误差范围，提高测量精度。
Description
技术领域
本实用新型属于气象监测技术，尤其涉及一种活塞压力式雨量测量装置。
背景技术
降雨是气象台站所观测记载的主要气象要素之一，降水过多会引发洪水、泥石流等灾难，严重危害人们的生命财产安全。因此，准确测量雨量是十分重要的。常见的雨量计有翻斗式、虹吸式、称重式等。翻斗式雨量计在强降雨天气测量误差较大，虹吸式雨量计的雨虹吸管经常发生故障，不易维修。
对于直接通过室外采集的雨量测量装置来说，一是需要人工去操作，耗时费力；二是随着测量次数的增加会导致装置损坏且不容易发现，一般需要校准等操作，不易维修且使用寿命比较短。
实用新型内容
实用新型目的：为了解决传统雨量计存在测量精度问题和提高测量操作的方便性，本实用新型提供一种活塞压力式雨量测量装置。
技术方案：一种活塞压力式雨量测量装置，包括雨量桶、漏斗、集雨容器、电磁阀、单片机控制系统、固定杆、压力传感器、活塞、液压容器、刻度尺、连接杆、浮块和排水控制阀，所述的雨量桶的顶端开口设置漏斗，所述漏斗的下方为集雨容器，所述集雨容器通过电磁阀控制收集的雨水流入到雨量桶的底部，所述的雨量桶底部的浮块通过连接杆连接液压容器内的活塞向上运动，位于液压容器顶部的压力传感器获取压力数据，并将数据传输到单片机控制系统的存储单元，所述的压力传感器通过固定杆固定在雨量桶内部。
进一步的，所述活塞包括位于液压容器上下两端的上活塞和下活塞，上活塞和下活塞之间通过支撑杆连接，支撑杆与液压容器的间隙空腔内填充液压油。
进一步的，所述的液压容器为透明材质，其外表面设有刻度尺。
进一步的，所述的单片机控制系统分别与电磁阀、压力传感器和排水控制阀连接，控制电磁阀与排水控制阀的闭合状态和获取压力传感器检测的数值。
更进一步的，所述的浮块顶部通过连接杆固定连接在下活塞的底面，上活塞与力传感器接触并产生大于等于0的作用力。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型所提供雨量测量装置包括如下显著效果：第一、以雨量桶作为主体结构，装置的搬运比较方面；第二、以漏斗的形式采集，降低了雨量大小或外界风速等造成的误差影响；第三、采用连接杆和活塞推压的方式构成液压容器来获取压力大小，并且设有刻度尺用于校准，降低对于装置初始状态的要求，通过上下活塞和支撑杆的距离数值变化来检测自身的结构精度，同时也提高测量精度；第四、本实用新型结构简单，但是通过单片机控制系统实现了电磁阀及实验次数的控制、数据存储，能够为气象测量技术提供极大的便利。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
为了详细的说明本实用新型所公开的技术方案，下面结合说明书附图及具体实施例做进一步的说明。
本实用新型提供的是一种活塞压力式雨量测量装置，其结构如图1所示。所述装置包括雨量桶1、漏斗2、集雨容器3、电磁阀4、单片机控制系统5、固定杆6、压力传感器7、活塞8、液压容器9、刻度尺10、连接杆11、浮块12和排水控制阀13，雨量桶1的顶端开口设置漏斗2，漏斗2的下方为集雨容器3，集雨容器3通过电磁阀4控制收集的雨水流入到雨量桶1的底部，雨量桶1底部的浮块12通过连接杆11和液压容器9内的活塞8向上运动的趋势，位于液压容器9顶部的压力传感器7获取压力数据，并将数据传输到单片机控制系统5的存储单元，所述的压力传感器7通过固定杆6固定在雨量桶1内部。
本实用新型所述雨量测量装置为压力式的传感器获取浮块12产生的浮力，并且采用单片机控制系统5，可以通过外接移动电源或蓄电池进行供电。对于单片机控制系统5可以设置在雨量桶1的底部内室空腔内，也可以设置在其他的合适位置，使得雨量桶1的集水空腔底部为镜面平板，单片机控制系统5通过导线接入电源，也引出导线与电磁阀4、压力传感器7、排水控制阀13电性连接。
在测量雨量时，将所述装置置于下雨环境中，然后接通电源，漏斗2开始收集雨滴，雨滴顺势进入到集雨容器3。单片机控制系统5中的定时功能控制电磁阀4定时开启，然后将集雨容器3中的雨水注入到雨量桶1的内部。进入到雨量桶1中的雨水会对浮块12产生浮力，浮力使得浮块12上升或有上升的趋势，均会有力的变化，打破静止状态下的力平衡，相对于初始状态，则变化为浮力来推算雨水的体积和质量。浮块12对于雨量桶1的底部压力会发生变化，变化的力会通过连接杆11传递到活塞8，活塞8上向上运动的趋势。活塞8包括上活塞和下活塞，二者通过支撑件固定为一体，支撑件与液压容器9的内壁存在一定的空腔，用液压油填充满上、下活塞之间的间隙。液压容器9为透明材质，其表面设有刻度尺10，初始状态下上活塞与压力传感器7接触，并产生大于等于0的作用力，以临界点为最佳，对应的刻度尺为0刻度。本实施例中，压力传感器7设置在液压容器9的套筒内，并固定在固定杆6上，液压容器9的顶部也固定在固定杆6上，固定杆为矩形，图1中固定杆6为纵向设置在雨量桶1内部，避免电磁阀4的出水口。
对于测量，本实用新型的漏斗2开口面积为规则图形，包括圆形或矩形，面积为可测或已知数据。集雨容器3的底部电磁阀4为定时开启，时间通过单片机控制系统5控制。雨量桶1内注入水后，为了方便观察，雨量1的材质可以为透明材质，其体积和容积通过测量获的。注入一定的水后，浮块12受浮力作用上升趋势，浮块12为塑料泡沫材料，为球型或正方体等形状均可。
本实用新型在测量前，首先根据上活塞和下活塞对应的刻度值来判断支撑件是否因外力的作用发生形变，比如户外的高温造成的变形等影响。上活塞是否与压力传感器7接触也可以通过压力传感器7接通后的压力值来判断。上活塞处于液压容器9的顶端，若出现液压油渗漏等均可以反映出装置自身的测量准度判断。在压力值示数和活塞8及其液压容器9均正常情况下进行多次测量实验，通过单片机控制系统5获知的浮力导致的压力值变化，结合装置已知的数据，可以提高雨量大小测量的精度。
本实用新型尤其适用于雨量较大的环境下测量，能够通过浮力更好的获取数据。同时，活塞8和液压容器9内液压油的设置，可以减缓雨滴滴落的震动感对活塞运动产生的影响，雨量桶1固定住后，再大的雨量只需要调节单片机控制系统5对于电磁阀4和排水控制阀13的开合控制，其液压容器9的活塞或缓慢微量上升，避免了抖动或急剧变化造成的不稳定情况。
Claims (5)
1.一种活塞压力式雨量测量装置，其特征在于：包括雨量桶(1)、漏斗(2)、集雨容器(3)、电磁阀(4)、单片机控制系统(5)、固定杆(6)、压力传感器(7)、活塞(8)、液压容器(9)、刻度尺(10)、连接杆(11)、浮块(12)和排水控制阀(13)，所述的雨量桶(1)的顶端开口设置漏斗(2)，所述漏斗(2)的下方为集雨容器(3)，所述集雨容器(3)通过电磁阀(4)控制收集的雨水流入到雨量桶(1)的底部，所述的雨量桶(1)底部的浮块(12)通过连接杆(11)和液压容器(9)内的活塞(8)向上运动，位于液压容器(9)顶部的压力传感器(7)获取压力数据，并将数据传输到单片机控制系统(5)的存储单元，所述的压力传感器(7)通过固定杆(6)固定在雨量桶(1)内部。
2.根据权利要求1所述的活塞压力式雨量测量装置，其特征在于：所述活塞(8)包括位于液压容器(9)上下两端的上活塞和下活塞，上活塞和下活塞之间通过支撑杆连接，支撑杆与压容器(9)的间隙空腔内填充液压油。
3.根据权利要求1所述的活塞压力式雨量测量装置，其特征在于：所述的液压容器(9)为透明材质，其外表面设有刻度尺(10)。
4.根据权利要求1所述的活塞压力式雨量测量装置，其特征在于：所述的单片机控制系统(5)分别与电磁阀(4)、压力传感器(7)和排水控制阀(13)连接，控制电磁阀(4)与排水控制阀(13)的闭合状态和获取压力传感器(7)检测的数值。
5.根据权利要求1所述的活塞压力式雨量测量装置，其特征在于：所述的浮块(12)顶部通过连接杆(11)固定连接在下活塞的底面，上活塞与压力传感器接触并产生大于等于0的作用力。
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|---|---|---|---|---|
| CN115262725A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-01 | 中冶华天南京工程技术有限公司 | 一种浮力控制的雨污分流舱 |
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