DD237456A3 - PRECIPITATION SENSOR - Google Patents

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DD237456A3
DD237456A3 DD25600983A DD25600983A DD237456A3 DD 237456 A3 DD237456 A3 DD 237456A3 DD 25600983 A DD25600983 A DD 25600983A DD 25600983 A DD25600983 A DD 25600983A DD 237456 A3 DD237456 A3 DD 237456A3
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DD
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precipitation
cannula
electrode
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electrodes
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DD25600983A
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Rainer Toelle
Horst Raasch
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Humboldt Uni Direk F Forschung
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Niederschlagsgeber zur Ermittlung von Niederschlagsmenge und -zeitpunkt fuer Niederschlaege in fluessiger Form. Der Niederschlagsgeber ist besonders geeignet, zur Messung der Regenintensitaet zu dienen. Ziel der Erfindung ist ein Niederschlagsgeber einfacher Bauart ohne bewegliche Teile, der die Information in digitaler Form zur Verfuegung stellt und eine hohe Messgenauigkeit besitzt. Der Niederschlagsgeber benutzt das Prinzip der Widerstandsaenderung zwischen zwei Elektroden, wobei die erfindungsgemaess gewaehlte Elektrodenform und -anordnung die Bildung gleich grosser Tropfen zwischen den Elektroden realisiert. Dies wird erreicht, in dem die zur Tropfenbildung verwendete Kanuele als Elektrode ausgefuehrt ist und eine Gegenelektrode sich in einem geringeren Abstand vor der Kanuelenoeffnung befindet, als der maximal moegliche Tropfendurchmesser bei gegebener Kanuele betraegt. Da die Ausgangsimpulse des Niederschlagsgebers Informationen ueber Menge und Zeitpunkt des Niederschlags enthalten, ist der Niederschlagsgeber besonders geeignet, zur Messung der Regenintensitaet zu dienen. Damit kann die Vorrichtung auch Kontroll- und Steuersignale fuer Beregnungsanlagen liefern.The invention relates to a precipitation sensor for determining precipitation amount and time for precipitation in liquid form. The rainfall sensor is particularly suitable for measuring rainfall intensity. The aim of the invention is a precipitation sensor of simple design without moving parts, which provides the information in digital form available and has a high accuracy of measurement. The precipitation sensor uses the principle of resistance change between two electrodes, the electrode shape and arrangement chosen according to the invention realizing the formation of equally large droplets between the electrodes. This is achieved in that the canoe used for droplet formation is designed as an electrode and a counterelectrode is located at a smaller distance in front of the Kanuelenoeffnung, as the maximum possible droplet diameter amounts to given Kanuele. Since the precipitation generator's output impulses contain information about the amount and time of precipitation, the precipitation sensor is particularly suitable for measuring rainfall intensity. Thus, the device can also provide control and control signals for irrigation systems.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Niederschlagsgeber zur Ermittlung von Niederschlagsmenge und -Zeitpunkt für Niederschläge in flüssiger Form. Sie ist besonders geeignet, zur Messung der Regenintensität zu dienen. Damit kann die Vorrichtung auch Kontroll-und Steuersignale für Beregnungsanlagen liefern.The invention relates to a precipitation sensor for determining precipitation amount and time for precipitation in liquid form. It is particularly suitable for measuring rainfall intensity. Thus, the device can also provide control and control signals for irrigation systems.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind ein Niederschlagsferngeber (DD-WP 27 785) und Regen-Anzeigegeräte DE-OS 2 109 206. Als Nachteil des beschriebenen Niederschlagsferngebers und ähnlicher Systeme ist der Einsatz von Dosierpumpen bzw. elektromagnetischen Ventilen zu werten. Diese Bauteile haben einen relativ hohen Bedarf an Betriebsenergie Und sind durch die in ihnen enthaltenen beweglichen Teile verschleißbehaftet und störanfällig. Das in der DE-OS 2 109 206 beschriebene Prinzip des Niederschlagsnachweises arbeitet zwar ohne bewegliche Teile, ermöglicht jedoch keine Aussagen zur Regenmenge.Known are a precipitation remote control (DD-WP 27 785) and rain-indicating devices DE-OS 2 109 206. As a disadvantage of the described precipitation telemeter and similar systems, the use of metering pumps or electromagnetic valves should be evaluated. These components have a relatively high demand for operating energy and are subject to wear due to the moving parts contained in them and prone to failure. Although the principle of precipitation detection described in DE-OS 2,109,206 works without moving parts, but does not allow conclusions about the rainfall.

Auch wurden bereits Regenmesser bekannt, die einen Regensammelbehälter mit einer Vorrichtung für Tropfenbildung enthalten und die durch Auftreffen der Tropfen auf eine Registriereinrichtung einen elektrischen Zähler betätigen. In der DE-PST 147 776, die einen solchen Regenmesser beschreibt, wird dabei auf die Bedeutung der Bildung einheitlich großer Tropfen hingewiesen, die in diesem Fall mit einer konstruktiv aufwendigen Gestaltung der tropfenbildenden Vorrichtung erreicht werden soll. Die Tropfenzählung erfolgt dabei mit Hilfe eines Mikrofons mit nachgeschaltetem Verstärker und elektromechanischem Zähler.Rain meters have also been known which contain a rain collecting container with a device for droplet formation and actuate an electric meter by impinging the drops on a registration device. In DE-PST 147 776, which describes such a rain gauge, it is pointed out the importance of the formation of uniformly large drops, which should be achieved in this case with a structurally complex design of the drop-forming device. The drop counting takes place with the help of a microphone with a downstream amplifier and electromechanical counter.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Niederschlagsgeber einfacher 8auart ohne bewegliche Teile, der eine hohe Meßgenauigkeit bei der Bestimmung von Niederschlagsmenge und -Zeitpunkt ermöglicht. Die Ausgangsinformation soll in digitaler Form zur Verfügung stehen.The aim of the invention is a precipitation sensor simple 8auart without moving parts, which allows a high measurement accuracy in the determination of precipitation amount and time. The output information should be available in digital form.

Darlegung des Wesens der Erfindung .·, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Bestimmung von Niederschlagsintensitäten die auftretenden Niederschlagsmengen zu erfassen und möglichst genau den jeweiligen Zeitpunkten zuzuordnen.DISCLOSURE OF THE NATURE OF THE INVENTION The invention is based on the task of determining the precipitation quantities occurring for the determination of precipitation intensities and to assign them as accurately as possible to the respective times.

Erfindungsgemäß wird eine solche Elektrodenform benutzt, die neben dem Niederschlagsnachweis auch Aussagen zur Niederschlagsmenge ermöglicht. Dazu wird eine Elektrode als Kanüle ausgeführt, durch die die zu bestimmende Niederschlagsmenge läuft. Die Nennweite der Kanüle ist dabei so groß gewählt, daß die zu bestimmende Niederschlagsmenge als Tropfenfolge die Kanüle verläßt. Die zweite Elektrode wird in einem solchen Abstand von der Kanülenöffnung angeordnet, daß der sich bildende und bei genügender Größe abfajlende Tropfen kurzzeitig eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden herstellt. Der Abstand zwischen den Elektroden ist dabei so bemessen, daßderTropfen nach Kontakt mit der Gegenelektrode in jedem Falle von der Kanüle abreißt, jedoch zum Zeitpunkt der ersten Berührung mit der Gegenelektrode noch in Verbindung mit der Kanüle steht. Gleichzeitig wird mit dieser Anordnung der Elektroden die Bildung gleichmäßig großer Tropfen erreicht. Der Kontakt mit der Gegenelektrode führt dabei zum Abriß des Tropfens beim Erreichen eines bestimmten Tropfenvolumens unabhängig von der Anzahl der Tropfen pro Zeiteinheit und der Höhe des Überstaus oberhalb der Austrittsöffnung der Kanüle.According to the invention, such an electrode shape is used, which in addition to the proof of precipitation also allows conclusions about the amount of precipitation. For this purpose, an electrode is designed as a cannula through which the rainfall to be determined runs. The nominal diameter of the cannula is chosen so large that the rainfall to be determined as a drop sequence leaves the cannula. The second electrode is arranged at such a distance from the cannula opening, that the forming and satisfactorily abfajlende drops briefly establishes a conductive connection between the electrodes. The distance between the electrodes is dimensioned so that the drop after contact with the counter electrode in any case tears off from the cannula, but at the time of first contact with the counter electrode is still in communication with the cannula. At the same time the formation of evenly large droplets is achieved with this arrangement of the electrodes. The contact with the counter electrode leads to the tear of the droplet when reaching a certain drop volume regardless of the number of drops per unit time and the amount of overflow above the outlet opening of the cannula.

Den Elektroden ist eine an sich bekannte elektronische Baugruppe nachgeschaltet, die die auftretenden Widerstandsänderungen in elektrische Impulse umwandelt. -The electrodes are followed by a known electronic module, which converts the occurring changes in resistance into electrical impulses. -

Ausführungsbeispielembodiment

Anwendung des Niederschlagsgebers in einem Regenmeßgerät.Application of the precipitation sensor in a rain gauge.

Aufgrund der geringen Bauhöhe des Niederschlagsgebers ist dieser auch geeignet, handelsübliche Regenmesser, z. B. Regenmesser nach Prof. Hellmann, nachzurüsten und damit einer automatischen Auswertung zugänglich zu machen. Dazu ist der Niederschlagsgeber eingangsseitig konstruktiv dem verwendetemRegenmesser anzupassen. Bei der Verwendung eines Regenmessers mit einer Öffnung von 100 cm2 ist die Kanüleneiektrode 1 vorzugsweise mit einer Nennweite von 2 mm zu wählen und senkrecht einzubauen. Die zweite Elektrode 2 befindet sich etwa 5 mm unter der Kanülenöffnung. Sie besteht aus korrosionsfestem Rundmaterial mit 1 mm Durchmesser. Den Elektroden ist eine Schaltung zur Impulsgewinnung und -formung üblicher Bauart 3 zugeordnet. Die Bestimmung der Niederschlagsmenge erfolgt durch Auszählung der Impulse unter Berücksichtigung des Inhalts eines Einzeltröpfens und als Niederschlagsdauer wird die Zeit zwischen dem ersten und dem letzten Impuls gewertet.Due to the low height of the precipitation sensor this is also suitable, commercial rain gauge, z. As rain gauge according to Prof. Hellmann, retrofit and thus make an automatic evaluation accessible. For this purpose, the precipitation sensor on the input side is structurally adapted to the used radius meter. When using a rain gauge with an opening of 100 cm2, the cannula electrode 1 should preferably be selected with a nominal width of 2 mm and installed vertically. The second electrode 2 is located about 5 mm below the cannula opening. It consists of corrosion-resistant round material with 1 mm diameter. The electrodes are associated with a circuit for pulse recovery and shaping conventional design 3. The precipitation quantity is determined by counting the momentum taking into account the content of an individual droplet and the precipitation duration is the time between the first and the last momentum.

Claims (2)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Niederschlagsgeber für die Erfassung von Niederschlagsmenge und -dauer unter Verwendung einer Vorrichtung zur Bildung von Tropfen, wobei der Abflußkanal durch eine Kanüle abgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle als Elektrode (2) ausgeführt ist, eine Gegenelektrode (3) sich in einem geringeren Abstand vor der Kanülenöffnung befindet, als der maximal mögliche Tropfendurchmesser bei gegebener Kanüle beträgt.1. precipitation sensor for the detection of precipitation amount and duration using a device for forming drops, wherein the discharge channel is closed by a cannula, characterized in that the cannula is designed as an electrode (2), a counter electrode (3) in a smaller distance in front of the cannula opening than the maximum possible drop diameter is for a given cannula. 2: Niederschlagsgeber nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Elektroden (2, 3) eine an sich bekannte elektronische Baugruppe zugeordnet ist, die die auftretenden Widerstandsänderungen in elektrische Impulse umwandelt.2: rainfall sensor according to item 1, characterized in that the electrodes (2, 3) is associated with a per se known electronic assembly, which converts the occurring resistance changes into electrical impulses. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft einen Niederschlagsgeber zur Ermittlung von Niederschlagsmenge und -Zeitpunkt für Niederschläge in flüssiger Form. Sie ist besonders geeignet, zur Messung der Regenintensität zu dienen. Damit kann die Vorrichtung auch Kontroll- und Steuersignale für Beregnungsanlagen liefern.The invention relates to a precipitation sensor for determining precipitation amount and time for precipitation in liquid form. It is particularly suitable for measuring rainfall intensity. Thus, the device can also provide control and control signals for irrigation systems. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Bekannt sind ein Niederschlagsferngeber (DD-WP 27 785) und Regen-Anzeigegeräte DE-OS 2 109 206. Als Nachteil des . beschriebenen Niederschlagsferngebers und ähnlicher Systeme ist der Einsatz von Dosierpumpen bzw. elektromagnetischen Ventilen zu werten. Diese Bauteile haben einen relativ hohen Bedarf an Betriebsenergie und sind durch die in ihnen enthaltenen beweglichen Teile verschleißbehaftet und störanfällig. Das in der DE-OS 2 109 206 beschriebene Prinzip des Niederschlagsnachweises arbeitet zwar ohne bewegliche Teile, ermöglicht jedoch keine Aussagen zur Regenmenge. Auch wurden bereits Regenmesser bekannt, die einen Regensammelbehälter mit einer Vorrichtung für Tropfenbildung enthalten und die durch Auftreffen der Tropfen auf eine Registriereinrichtung einen elektrischen Zähler betätigen. Inder DE-PST 147 776, die einen solchen Regenmesser beschreibt, wird dabei auf die Bedeutung der Bildung einheitlich großer Tropfen hingewiesen, die in diesem Fall mit einer konstruktiv aufwendigen Gestaltung der tropfenbildenden Vorrichtung erreicht werden soll. Die Tropfenzählung erfolgt dabei mit Hilfe eines Mikrofons mit nachgeschaltetem Verstärker und elektromechanischem Zähler.Known are a precipitation remote control (DD-WP 27 785) and rain-indicating devices DE-OS 2,109,206. As a disadvantage of. The precipitator and similar systems described above are the use of metering pumps or electromagnetic valves to evaluate. These components have a relatively high demand for operating energy and are subject to wear due to the moving parts contained in them and prone to failure. Although the principle of precipitation detection described in DE-OS 2,109,206 works without moving parts, but does not allow conclusions about the rainfall. Rain meters have also been known which contain a rain collecting container with a device for droplet formation and actuate an electric meter by impinging the drops on a registration device. In DE-PST 147 776, which describes such a rain gauge, it is pointed out the importance of the formation of uniformly large drops, which should be achieved in this case with a structurally complex design of the drop-forming device. The drop counting takes place with the help of a microphone with a downstream amplifier and electromechanical counter. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist ein Niederschlagsgeber einfacher Bauart ohne bewegliche Teile, der eine hohe Meßgenauigkeit bei der Bestimmung von Niederschlagsmenge und -Zeitpunkt ermöglicht. Die Ausgangsinformation soll in digitaler Form zur Verfügung stehen.The aim of the invention is a precipitation sensor simple design without moving parts, which allows a high measurement accuracy in the determination of precipitation amount and time. The output information should be available in digital form. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention , Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Bestimmung von Niederschlagsintensitäten die auftretenden Niederschlagsmengen zu erfassen und möglichst genau den jeweiligen Zeitpunkten zuzuordnen. Erfindungsgemäß wird eine solche Elektrodenform benutzt, die neben dem Niederschlagsnachweis auch Aussagen zur Niederschlagsmenge ermöglicht. Dazu wird eine Elektrode als Kanüle ausgeführt, durch die die zu bestimmende Niederschlagsmenge läuft. Die Nennweite der Kanüle ist dabei so groß gewählt, daß die zu bestimmende Niederschlagsmenge als Tropfenfolge die Kanüle verläßt. Die zweite Elektrode wird in einem solchen Abstand von der Kanülenöffnung angeordnet, daß der sich bildende und bei genügender Größe abfallende Tropfen kurzzeitig eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden herstellt. Der Abstand zwischen den Elektroden ist dabei so bemessen, daß der Tropfen nach Kontakt mit der Gegenelektrode in jedem Falle von der Kanüle abreißt, jedoch zum Zeitpunkt der ersten Berührung mit der Gegenelektrode noch in Verbindung mit der Kanüle steht. Gleichzeitig wird mit dieser Anordnung der Elektroden die Bildung gleichmäßig großer Tropfen erreicht. Der Kontakt mit der Gegenelektrode führt dabei zum Abriß des Tropfens beim Erreichen eines bestimmten Tropfenvolumens unabhängig von der Anzahl der Tropfen pro Zeiteinheit und der Höhe des Überstaus oberhalb der Austrittsöffnung der Kanüle. Den Elektroden ist eine an sich bekannte elektronische Baugruppe nachgeschaltet, die die auftretenden Widerstandsänderungen in elektrische Impulse umwandelt. -, The invention is based on the task of determining the precipitation amounts occurring for the determination of precipitation intensities and to assign them as accurately as possible to the respective times. According to the invention, such an electrode shape is used, which in addition to the proof of precipitation also allows conclusions about the amount of precipitation. For this purpose, an electrode is designed as a cannula through which the rainfall to be determined runs. The nominal diameter of the cannula is chosen so large that the rainfall to be determined as a drop sequence leaves the cannula. The second electrode is placed at a distance from the cannula opening such that the drop that forms and drops when it is sufficiently large briefly establishes a conductive connection between the electrodes. The distance between the electrodes is dimensioned such that the drop tears after contact with the counter electrode in each case of the cannula, but at the time of first contact with the counter electrode is still in communication with the cannula. At the same time the formation of evenly large droplets is achieved with this arrangement of the electrodes. The contact with the counter electrode leads to the tear of the droplet when reaching a certain drop volume regardless of the number of drops per unit time and the amount of overflow above the outlet opening of the cannula. The electrodes are followed by a known electronic module, which converts the occurring changes in resistance into electrical impulses. - Ausführungsbeispielembodiment Anwendung des Niederschlagsgebers in einem Regenmeßgerät. .Application of the precipitation sensor in a rain gauge. , Aufgrund der geringen Bauhöhe des Niederschlagsgebers ist dieser auch geeignet, handelsübliche Regenmesser, z. B. Regenmesser nach Prof. Hellmann, nachzurüsten und damit einer automatischen Auswertung zugänglich zu machen. Dazu ist der Niederschlagsgeber eingangsseitig konstruktiv dem verwendetemRegenmesser anzupassen. Bei der Verwendung eines Regenmessers mit einer Öffnung von 100 cm2 ist die Kanülenelektrode 1 vorzugsweise mit einer Nennweite von 2 mm zu wählen und senkrecht einzubauen. Die zweite Elektrode 2 befindet sich etwa 5 mm unter der Kanülenöffnung. Sie besteht aus korrosionsfestem Rundmaterial mit 1 mm Durchmesser. Den Elektroden ist eine Schaltung zur Impulsgewinnung und -formung üblicher Bauart 3 zugeordnet. Die Bestimmung der Niederschlagsmenge erfolgt durch Auszählung der Impulse unter Berücksichtigung des Inhalts eines Einzeltrdpfens und als Niederschlagsdauer wird die Zeit zwischen dem ersten und dem letzten Impuls gewertet.Due to the low height of the precipitation sensor this is also suitable, commercial rain gauge, z. As rain gauge according to Prof. Hellmann, retrofit and thus make an automatic evaluation accessible. For this purpose, the precipitation sensor on the input side is structurally adapted to the used radius meter. When using a rain gauge with an opening of 100 cm 2 , the cannula electrode 1 is preferably to choose with a nominal diameter of 2 mm and installed vertically. The second electrode 2 is located about 5 mm below the cannula opening. It consists of corrosion-resistant round material with 1 mm diameter. The electrodes are associated with a circuit for pulse recovery and shaping conventional design 3. The precipitation amount is determined by counting the pulses taking into account the content of a Einzeltrdpfens and precipitation duration is the time between the first and the last pulse evaluated.
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