DE3935333A1 - Niederschlagsmessgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von flüssigen Niederschlägen aus der Atmosphäre durch Wägung der Niederschlagsmasse.

Der durch eine definierte und begrenzte horizontale Fläche (z. B. normgerechte Kreisfläche von 200 cm²) und einen darunterliegenden Trichter aufgefangene Niederschlag wird in einen mit einer Wägevor­ richtung versehenen Auffangbehälter geleitet, wo die Zunahme der Niederschlagsmenge analog, d. h. stufenlos, als Gewichtszunahme gemes­ sen und registriert wird.

Aufgrund der begrenzten Aufnahmefähigkeit ist in gewissen zeitlichen Abständen eine Entleerung des Auffangbehälters erforderlich, die durch eine selbsttätige Einrichtung oder von außen gesteuert erfolgen kann.

Es sind zahlreiche technische Methoden zur Messung atmosphärischen Niederschlags bekannt. Das einfachste klassische Gerät zur Bestimmung der Niederschlagshöhe durch Messung des Niederschlagsvolumens ist der Niederschlagsmesser nach Prof. Hellmann, bei dem die aufgefangene Flüssigkeitsmenge in einem Behälter gemessen wird, der über eine in mm Niederschlagshöhe kalibrierte Skala verfügt (Anweisung für den Beob­ achter an Niederschlagsstationen (ABAN), DVWK-Regel 126, Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin, 1988, S. 5).

Zum Zwecke der laufenden Niederschlagsregistrierung wurde der Hell­ mann-Niederschlagsmesser erweitert zum Hellmann-Niederschlagsschrei­ ber, bei dem die Niederschlagshöhe durch eine mit einem Schwimmer verbundene Schreibvorrichtung aufgezeichnet wird. Die Schreibvorrich­ tung ist im allgemeinen ein Trommel- oder Bandschreiber, bei dem ein Uhrwerk für einen kontinuierlichen Vorschub des Schreibstreifens sorgt, während das Aufzeichnen der Niederschlagshöhe senkrecht zur Streifentransportrichtung unmittelbar durch die Schwimmerbewegung im Auffangbehälter bewirkt wird. Die selbsttätige Entleerung des Auffang­ behälters erfolgt durch eine Heberleitung (ADAN, S. 9 ff.).

Um die Niederschlagsmessung elektrisch auswerten zu können, wurde der Hellmann-Niederschlagsschreiber derart abgewandelt, daß der Schwimmer im Auffangbehälter auf einen Schleifwiderstand wirkt, der ein zum Füllstand proportionales elektrisches Signal abgibt (Übersichtskatalog 1988 der Fa. Lambrecht, Göttingen).

Ein Niederschlagsmeßverfahren, das die Niederschlagshöhe über die Nie­ derschlagsmasse erfaßt, ist die Horner′sche Wippe. Eine mittig gela­ gerte Wippe besteht aus zwei einander gegenüber angeordneten Auf­ fangschalen, von denen jeweils nur eine unter dem Zulaufrohr liegt. Hat sich die beaufschlagte Schale über ein bestimmtes Maß gefüllt, so kippt die Wippe, die volle Schale entleert sich, und die andere Schale kommt unter das Zulaufrohr. Bei jedem Kippen wird ein elektrischer Impuls ausgelöst, der in Verbindung mit einer geeigneten Zähleinrich­ tung die elektrische Fernmessung der Niederschlagshöhe gestattet (Taschenbuch der Wasserwirtschaft, Verlag Paul Parey, 6. Auflage, Hamburg und Berlin, 1982, S. 156).

Zur elektrischen Erfassung auch kleinster Niederschlagsmengen wurde beim Ombrometer HP die Horner′sche Wippe mit einem Tropfenzähler kombiniert, der einen elektrischen Impuls auslöst, sobald ein von einer geeigneten Vorrichtung erzeugter "Normtropfen" eine elektrische Lichtschranke passiert (Taschenbuch der Wasserwirtschaft, S. 157).

Als weiteres elektrisches Niederschlagsmeßverfahren ist eine Vorrich­ tung bekannt, die den Füllstand in einem Auffangbehälter elektro­ kapazitiv mißt. Unter einem Auffangtrichter steht ein Auffangbehälter mit relativ großem Querschnitt, der zur Beruhigung der zufließenden Flüssigkeit und zum Absetzen von Schmutzstoffen dient. An diesen Behälter durch eine Verbindungsleitung angeschlossen ist ein ebenfalls stehender kleiner Behälter, in dem die Flüssigkeit aufgrund des ′Prinzips der kommunizierenden Röhren′ genauso hoch steht wie im großen Auffangbehälter. Der kleine Behälter ist mit einem metallischen Kern und Mantel versehen, die die Platten eines elektrischen Kondensa­ tors bilden, während (im wesentlichen) die Flüssigkeit im Behälter das Dielektrikum bildet. Wechselnder Flüssigkeitsstand bedeutet wechselnde elektrische Kapazität, die wiederum mit einer geeigneten elektroni­ schen Schaltung zur Auswertung der Niederschlagsmenge herangezogen wird (Deutsche Patentschrift DE 27 20 602 C2, 29.10.1987).

Alle genannten Niederschlagsmeßverfahren weisen spezifische Nachteile und Schwächen auf:

Bei der klassischen manuellen Messung des Niederschlagsvolumens nach Hellmann ist keine kontinuierliche Registrierung der Niederschlags­ menge möglich. Niederschlagsbeginn und -ende, Niederschlagsintensitä­ ten und die zeitliche Trennung einzelner Niederschlagsereignisse können praktisch nicht festgestellt werden. Zudem erfordert die Meßmethode einen erheblichen Einsatz von Bedienungspersonal, dessen Fertigkeiten und Sorgfalt das Meßergebnis entscheidend beeinflussen.

Die Verwendung des Hellmann-Niederschlagsschreibers macht zwar eine fortlaufende, zeitabhängige Auswertung von Niederschlagsereignisssen möglich, stellt aber noch höhere Anforderungen an die Qualifikation des Bedienungspersonals als die manuelle Niederschlagsmessung. Neben dem in regelmäßigen Abständen erforderlichen Auswechseln der Schreib­ streifen erfordert insbesondere die Auswertung der Schreiberdiagramme besondere Sorgfalt und Kenntnisse. Ferner bietet die verhältnismäßig komplizierte Mechanik des Niederschlagsschreibers (Schwimmer, Heber­ leitung, Schreiberantrieb, Papierführung, Schreibspitze usw.) eine Vielzahl von Fehlermöglichkeiten. Wertvolle Hinweise auf die zahlrei­ chen Fehlermöglichkeiten des Hellmann-Niederschlagsschreibers bietet die "ABAN" des DVWK (s. o.).

Bei dem Niederschlagsmesser mit elektrischer Pegelmessung im Auffang­ behälter (Schleifwiderstand) entfallen zwar die Fehlerquellen des mechanischen Schreibers, es bleiben aber die Störungsmöglichkeiten der mechanischen Wasserspiegelmessung (verklemmter oder schwergängiger Schwimmer, verschmutztes und dadurch im Volumen verkleinertes Auffang­ gefäß) und es kommt die Fehleranfälligkeit des elektrischen Schleifwi­ derstandes hinzu.

Eine Verbesserung gegenüber dem Hellmann-Niederschlagsschreiber (bzw. seiner Modifizierung durch Schleifwiderstand) hinsichtlich mechani­ schem Aufwand und der Möglichkeit, die Meßergebnisse relativ störungs­ sicher fernzuübertragen, stellt das Meßprinzip der Horner′schen Wippe dar. Kennzeichnender Nachteil dieses Meßprinzips ist die begrenzte Auflösung der Niederschlagsmenge (1 Wippenschale), die sehr kleine Niederschlagsmengen unterdrückt bzw. nachfolgenden Niederschlagsereig­ nissen zurechnet. Ferner besteht die Gefahr, daß sich die Masse der Wippenschalen durch Schmutzablagerungen verändert, was zu einem zuneh­ menden systematischen Fehler der Messungen führen kann.

Die Kombination der Horner′schen Wippe mit einem "Normtropfenzähler" erhöht zwar die Auflösung der Meßwerte, führt aber die Störungsmög­ lichkeiten eines Tropfenerzeugers ein. Da die Tropfenbildung nur durch eine verhältnismäßig feine Vorrichtung erreicht werden kann (Kapillare, Düse, Strömungsbremse durch Sandpackung o. ä.), besteht sehr leicht die Gefahr einer Verschmutzung durch Staub, Pflanzenteile usw., bzw. durch Veralgung, was die Tropfengröße mit Sicherheit verändert, wenn nicht der Zulauf sogar vollkommen zum Stillstand kommt.

Die Messung der Niederschlagsmenge mit einem elektro-kapazitiven Verfahren vermeidet bewegte mechanische Teile und ermöglicht theore­ tisch eine sehr feine Auflösung der Meßwerte. Entscheidender Nachteil dieses Verfahrens ist seine große Empfindlichkeit gegen Verschmutzung und gegen unterschiedliche Benetzung der Meßgefäßinnenwand. Dem Anmel­ der ist aus früheren, eigenen Untersuchungen bekannt, daß die Be­ netzung der Wand eines ′Kondensator-Meßgefäßes′ infolge ihrer flächen­ haften Eigenschaft die Dielektrizitätseigenschaften überproportional stark beeinflußt. So hat nach einem schnellen Entleeren des Gefäßes das elektrische Ausgangssignal einen deutlich zu hoch liegenden Wert, der wegen des langsamen Ablaufens der Wandfeuchtigkeit z. T. erst nach mehreren Minuten seinen korrekten ′Leerwert′ erreicht. Bei der Ent­ wicklung eines Bakterien- oder Algen-′Rasens′ auf der Gefäßinnenwand wird dieser Effekt noch verstärkt. Der in der oben genannten Patent­ schrift vorgesehene große Beruhigungsbehälter vor dem eigentlichen Meßgefäß vermindert zwar die Schmutz- und damit auch Algenbelastung des Meßgefäßes, verschlechtert andererseits aber die Vergrößerung der Niederschlagshöhe (Wasserspiegelhub), wie sie bei allen gängigen volumetrischen Niederschlagsmeßverfahren zur Verbesserung der Auflö­ sung angestrebt wird. Um eine möglichst große Meßwertauflösung zu erzielen, muß hier entweder die Fläche des Auffangtrichters vergrößert oder das kapazitive Meßverfahren verfeinert werden, was wegen der oben erwähnten Benetzungsproblematik schnell seine Grenzen findet.

Die aufgeführten Nachteile und Einschränkungen der bekannten Nieder­ schlagsmeßverfahren sollen durch die Erfindung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aufgefan­ gene Niederschlag einem mit einer Wägevorrichtung versehen Meßgefäß zugeführt wird. Die Wägevorrichtung (Wägezelle) besteht aus einem mit elektronischen Dehnungsmeßstreifen ausgestatteten Stahl-Biegeelement, das es ermöglicht, den Niederschlagszuwachs als Gewichtszunahme mit sehr feiner Auflösung zu messen. Wegen der begrenzten Aufnahmefähig­ keit des Meßgefäßes ist von Zeit zu Zeit eine Gefäßentleerung notwendig, die durch verschiedene Methoden entweder selbsttätig (füllstandsabhängig) oder rechnergesteuert erfolgen kann. Die Meßvor­ richtung kann im Rahmen einer automatischen Wetterstation oder als Bestandteil einer eigenständigen automatischen Niederschlagsmeßstation Verwendung finden.

Die Verwendung eines drehbar gelagerten Meßgefäßes nach Anspruch 2 setzt eine geeignete elektronische Ansteuerung des Entleerungsmotors voraus, welche dafür zu sorgen hat, daß das Meßgefäß nach Entleerung vollkommen frei an der Wägevorrichtung pendeln kann. Durch die Kipp- Entleerung wird das Meßgefäß (bis auf einen Feuchtigkeitsfilm) restlos entleert, was Meßfehlern durch Verdunstung oder etwaige Ablagerungs­ bildung vorbeugt.

Eine selbsttätige, füllstandsabhängige, Entleerung des Meßgefäßes nach Anspruch 3 durch eine am Gefäß angebrachte Heberleitung bringt die Nachteile mit sich, nicht willkürlich ausgelöst werden zu können (Niederschlag bleibt eventuell sehr lange im Meßgefäß) und stets eine Restwassermenge im Gefäß zu lassen (Gefahr der Bodensatzbildung), ist jedoch wegen vollkommen fehlender Achsen, Gelenke, Lager usw. mecha­ nisch wesentlich einfacher zu realisieren und praktisch vollkommen verschleißfrei.

Bei der Entleerung des Meßgefäßes nach Anspruch 4 wird eine von Meßgefäß und Wägevorrichtung unabhängig installierte selbstansaugende Pumpe verwendet, deren Saugrohrleitung von oben möglichst nahe bis an den Boden des Meßgefäßes geführt ist, ohne das Gefäß jedoch in irgendeinem Meßzustand zu berühren. Diese Variante nimmt eine gewisse Restwassermenge im Meßgefäß in Kauf und ist in ihrer Realisierung etwas aufwendiger als die Heber-Variante nach Anspruch 3. Durch die Verwendung einer Pumpe bietet sich allerdings der Vorteil einer willkürlichen benutzer- oder rechnergesteuerten Entleerung.

Ein elektronischer Digitalrechner nach Anspruch 5, der entweder von der Meßvorrichtumg abgesetzt und durch längere Meß- und Steuerleitun­ gen mit ihr verbunden ist, oder ein Rechner nach Anspruch 6, der mit der Meßvorrichtung im selben Gehäuse untergebracht ist, bieten die Möglichkeit einer vollkommen benutzergerechten Anwendung der Meßvor­ richtung. Neben der kontinuierlichen Abspeicherung der Niederschlags­ meßwerte in programmierbaren Zeitabständen und der dabei eingeschlos­ senen Möglichkeit, laufend, d. h. zeitpunktgenau, die Niederschlagsin­ tensität zu berechnen und zu speichern, bietet die Rechnersteuerung bei Verwendung der Drehgefäß- oder Pumpen-Entleerung den für die Langzeitgenauigkeit der Meßvorrichtung entscheidenden Vorteil, jeder­ zeit den genauen Netto-Niederschlagswert zu bestimmen, indem der der Gefäßmasse entsprechende Meßwert unmittelbar nach dem Entleeren (in einer Niederschlagspause) ermittelt und bis zum nächsten Entleeren von allen weiteren Einzelwerten subtrahiert wird. Auf diese Weise kann die durch Schmutzablagerungen im Meßgefäß, Temperaturschwankungen und elektrische Veränderungen unvermeidbare Nullpunktdrift jederzeit eli­ miniert werden. Darüberhinaus ist es durch die Verwendung der Rech­ nersteuerung möglich, den Meßgefäßinhalt bei jeder beispielsweise länger als 10 Minuten dauernden Niederschlagspause zu entleeren, um so einerseits den einmal registrierten Niederschlagswert sicher abzu­ speichern und andererseits das gesamte Meßgefäßvolumen bereit zu halten für das nächste Niederschlagsereignis, so daß die Registrierung eines möglicherweise kurzen, intensiven Niederschlags nicht durch eine Gefäßentleerung unterbrochen zu werden braucht, was bei Entleerungen, die allein füllstandsbedingt erfolgen, (Heber) nicht immer gewährlei­ stet ist.

Die Ausstattung des Niederschlagsmeßgerätes mit einer Rechnersteuerung und einer Bedien- und Ableseeinheit nach Anspruch 7 ermöglicht die Auswertung der Meßvorrichtung sowie die Eingabe etwaiger Entleerungs­ zeiten, die gewünschte Änderung der zeitlichen Speicherdichte usw. direkt am Aufstellort. Gleichzeitig bleibt die Möglichkeit offen, über eine vom Steuerrechner bediente Schnittstelle über eine Kommunika­ tionsfernleitung mit Hilfe eines anderen Rechners (Bildschirmarbeits­ platz) das Niederschlagsmeßgerät auszuwerten und zu bedienen.

Das Grundprinzip der Meßeinrichtung, die Niederschlagsmassenbestimmung durch eine DMS-Wägezelle, bietet gegenüber herkömmlichen Meßverfahren den Vorteil, nur wenige mechanisch bewegte Teile in Anspruch nehmen zu müssen. Die elastische Verformung der Biegefeder als eigentlicher Meßvorgang unterliegt überhaupt keinem Verschleiß und bedarf auch keiner Wartung. Die Lagerung des Meßgefäßes bei der Drehgefäß-Lösung läßt sich als robuste, staub- und feuchtigkeitsgeschützte Kugellage­ rung ausführen und kann für sehr lange Zeiträume (Jahre) als war­ tungsfrei gelten. Das gleiche gilt für die Lagerung des Vorgefäßes und für den Entleerungsmotor, der in den für rauhen Industrieeinsatz verfügbaren Versionen über Jahre hinweg vollkommen wartungsfrei arbei­ tet.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird als Ausführungsbeispiel die Meßvorrichtung mit Drehgefäß-Entleerung und Rechnersteuerung näher beschrieben.

Es zeigen

Bild 1 Längsschnitt,

Bild 2 Draufsicht,

Bild 3 Querschnitt durch Vor- und Meßgefäß mit vier Entleerungsphasen,

Bild 4 Blockschaltbild des Steuerrechners.

Der Niederschlag wird in flüssiger Form vom Auffangtrichter (für Schnee, Hagel usw. mit Beheizung) durch die Zulaufleitung (1) dem über die Achse (2) und dem Doppelkugellager (3) drehbar an der Motorwand (18) befestigten Vorgefäß (4) zugeführt wird, welches mit einem geneigten Boden (5) und einer Ablauföffnung (6) versehen ist, durch die das Wasser in das darunter befindliche Meßgefäß (7) fällt. In dieser Meßposition läuft das zugeführte Wasser bis auf einen Feuchtig­ keitsfilm restlos aus dem Vorgefäß ab.

Das aus Kunststoff bestehende Meßgefäß (7) ist über eine Kragachse (8) und ein Doppelkugellager (9) an der Biegefeder (10) befestigt, die ihrerseits als Kragarm fest mit der Ankerwand (17) verschraubt ist (11). Das Meßgefäß ist leicht außermittig gelagert, damit einerseits, unabhängig vom Füllstand, stets eine Senkrechtstellung durch Auspen­ deln sichergestellt ist, andererseits kein allzu großes Drehmoment aufgewendet werden muß, um das Meßgefäß zu verdrehen.

Die gesamte Biegefeder ist von ihrer Verankerung bis an das Meßgefäß heran von einem starren Schutzrohr (12) aus Stahl umgeben, welches im Bereich der Biegefeder-Verankerung fest an die Biegefeder angeschlos­ sen ist. Im Bereich der Meßgefäß-Lagerung (Biegefeder-Kopf) läßt das Schutzrohr eine innerhalb des Meßbereiches vorgesehene Bewegung berüh­ rungsfrei zu, verhindert jedoch bei Überlastungen unzulässig große Durchbiegungen der Biegefeder, die zu plastischer Verformung und damit Zerstörung der Biegefeder führen könnten.

Meßgefäß, Lagerung und Biegefeder berühren mit Ausnahme der Veranke­ rung im Meßzustand an keinem Punkt irgendeinen Teil der Meßvorrich­ tung. Die aus Stahl gefräste Biegefeder ist das zentrale Element der Wägevorrichtung und wirkt als elastischer Kragbalken. Um den Bereich der größten Verformung gezielt einzuschränken, ist der Biegefeder- Längsschnitt im Mittelstück besonders schlank ausgebildet. Hier sind auf der Ober- und Unterseite (Zug- und Druckzone) je zwei elektrische Dehnungsmeßstreifen (DMS) (13) angebracht, die zu einer Vollbrücke verschaltet sind. Die Anschlüsse der DMS sind durch die Bohrungen (14) bis in das Elektronikgehäuse (15) geführt, in dem die DMS-Stromversor­ gung und der die Verformungssignale verarbeitende Instrumentenverstär­ ker untergebracht sind.

Die Entleerung des Meßgefäßes erfolgt durch den an der Motorwand (18) befestigten Getriebe- oder Schrittmotor (16), der über ein fest auf der Motorwelle sitzendes Nutstück (20) von einer bestimmten Verdrehung an das Stegstück (21) am Meßgefäß erfaßt und das Meßgefäß dreht. Um nach beendeter Entleerung das Stegstück des Meßgefäßes wieder vollkom­ men freizugeben, wird die Motorwelle mit Hilfe der Gabellichtschranke (Gabelkoppler) (22) und einem an der Motorwelle sitzenden Unterbrecher (23) genau positioniert. Die Entleerung des Meßgefäßes kann durch eine Vollumdrehung (360°) bewirkt werden, was beim Einsatz eines Getriebe­ motors ohne Drehrichtungsumkehr zweckmäßig ist. Bei Verwendung eines genau positionierbaren Schrittmotors ist auch das Verharren des Meßgefäßes in ′Über-Kopf-Stellung′ und anschließendes Zurückfahren bis in die Nullstellung möglich.

Während der Meßgefäßdrehung wird über den Mitnehmerstab (24) das Vorgefäß (4) so verdreht, daß die Ablauföffnung (6) angehoben wird und damit eventuell durch das Zulaufrohr (1) zufließender Niederschlag nicht weiterfließen kann, sondern im geneigten Vorgefäß festgehalten wird. Erreicht das Meßgefäß wieder seine senkrechte Meßstellung, so pendelt auch das Vorgefäß in seine Ruhestellung zurück, und der zwischengespeicherte Niederschlag fließt in das Meßgefäß ab. Der an der Motorwand (18) befestigte Anschlagstab (25) verhindert dabei ein zu starkes Durchpendeln des Vorgefäßes. Der Meßgefäßinhalt wird in den mit einer Abflußleitung versehenen Ausguß (26) entleert, dessen Wand zum Schutz gegen den ersten Ausgießschwall einseitig hochgezogen ist. Mit dem auf einem Gewindestab verstellbaren Ausgleichsgewicht (27) läßt sich die einwandfreie senkrechte Ruhestellung des Vorgefäßes erzielen.

In den Bildern 3a bis 3d sind in einem Querschnitt durch die Meßvorrichtung vier Phasen einer Meßgefäß-Vollumdrehung dargestellt.

Die Basiskonstruktion der gesamten Meßvorrichtung bilden die Grund­ platte (19), die mit ihr biegesteif verbundene Motorplatte (18) und Ankerplatte (17). Die Grundplatte ist mit vier festen Gewindebolzen (28) versehen, die das genaue waagerechte Ausrichten der Meßvorrich­ tung auf einer entsprechend angepaßten Halterung (Gehäuseboden, Quer­ träger o. ä.) ermöglichen.

Das von der DMS-Brückenschaltung abgegebene, zur Belastung direkt proportionale elektrische Signal wird von einem Instrumentenverstärker verstärkt und an den Steuerrechner weitergeleitet (Bild 4), wo es zunächst von einem Analog/Digital-Wandler in ein elektronisches Digi­ talsignal umgewandelt wird. Je nach der Güte des Instrumentenverstär­ kers und des A/D-Wandlers können auf diese Weise kleinste Nieder­ schlagsmengen (0,01 mm) ohne weiteres zahlenmäßig aufgelöst werden.

Der Steuerrechner besteht aus einem Mikroprozessor, der über einen Adreß- und Datenbus mit Programm- und Arbeitsspeicher und mit ver­ schiedenen Schnittstellenschaltungen verbunden ist. Der Mikroprozessor registriert pausenlos den jeweiligen Niederschlagswert und ist mit Hilfe einer in den Rechner eingebundenen elektronischen Echtzeituhr in der Lage, Niederschlagswerte zu jeder beliebigen Uhrzeit in festem oder veränderlichem zeitlichem Abstand in einem Datenspeicher zu sichern und von dort nach Bedarf jederzeit abzurufen und über eine serielle oder parallele Schnittstelle an einen Auswerterechner weiter­ zugeben, mit dem alle Niederschlagswerte bequem mit Bildschirm- Datensichtgerät und Drucker beobachtet und gesichert werden können. Über eine Treiberschaltung steuert der Mikroprozessor zu festen Zeiten oder bei vollem Meßgefäß den Entleerungsmotor an. Zur genauen Positio­ nierung der Motorwelle im Ruhezustand wird vom Mikroprozessor über eine Anpassungsschaltung die Gabellichtschranke (Gabelkoppler) ausge­ wertet.

Um das Niederschlagsmeßgerät unmittelbar, d. h. direkt am Aufstellort, ablesen und bedienen zu können, ist dem Steuerrechner eine Ein- und Ausgabeeinheit in Form einer Tastatur bzw. einer elektronischen Digitalanzeige angegliedert, die über entsprechende Anpassungs- bzw. Treiberschaltungen vom Mikroprozessor mitbedient werden.

Die gesamte Meßvorrichtung wird in ein wetterfestes Schutzgehäuse eingebaut, an dessen Oberseite sich der Niederschlags-Auffangtrichter befindet, der mit einer elektrischen Beheizung auszustatten ist, wenn gefrorener Niederschlag gemessen werden soll. Im selben Schutzgehäuse wird auch der Betriebsrechner mit Tastatur und Digitalanzeige unter­ gebracht.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Messung von Niederschlag durch Wägung der Nieder­ schlagsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Meßgefäß an einer mit elektrischen Dehnungsmeßstreifen versehenen Wägevorrichtung die Masse des über eine definierte Fläche aufgefangenen Niederschlages in Form eines analogen elektrischen Signals gemessen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß an der Wägevorrichtung drehbar befestigt ist und durch einen nicht zur Wägevorrichtung gehörenden elektrischen Motor (Schrittmotor oder Getriebemotor) zum Zweck der Entleerung gedreht (gekippt) werden kann, ohne daß der an dem Meßgefäß angreifende Motor das Gefäß während des eigentlichen Wägevorganges (Behälterruhestellung) berührt, weiter dadurch gekennzeichnet, daß während der Entleerung eventuell anfallender Niederschlag in einem Vorgefäß zwischengespeichert und dem Meßgefäß übergeben wird, sobald dieses sich wieder in seiner Ruheposition (Meßposition) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Meßgefäß, und nur dort, eine Rohrleitung befestigt ist, die beim Überschreiten eines maximalen Füllstandes nach dem Prinzip einer hydraulischen Heberleitung in Funktion tritt und das Meßgefäß in kurzer Zeit bis auf eine geringe Restwassermenge entleert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß durch eine in das Gefäß bis nahe an dessen Boden geführte Rohrleitung, die das Meßgefäß nicht berührt, mittels einer selbstansaugenden Pumpe bis auf eine geringe Restwassermenge entleert werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das analoge elektrische Ausgangssignal der Wägevorrichtung durch einen Analog/Digital-Wandler in ein elektrisches Digitalsignal umgewandelt und einem elektronischen Rechner zugeführt wird, der das Signal zu einem Niederschlagsmeß­ wert verarbeitet, indem er bei Erreichen eines maximal zulässigen Füllstandes sowie zu bestimmten Uhrzeiten und unter weiteren festzulegenden Bedingungen mittels Zusatzvorrichtungen nach An­ spruch 2 und 4 eine Entleerung des Meßgefäßes veranlaßt und den nach Entleeren registrierten Meßwert als Gefäßmasse von allen folgenden Meßwerten subtrahiert, um die Netto-Niederschlagsmasse zu erhalten, welche durch Addition mit bereits entleerten Nieder­ schlagsmassen den Gesamtniederschlagswert ergibt, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner die von ihm erfaßten digitalen Meßwerte nach festzulegender Vorschrift in auswertbare Niederschlagswerte (Niederschlagshöhe) umrechnet und einem Beobach­ ter durch geeignete Schnittstellen zur Verfügung stellt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem elektronischen Digitalrechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Niederschlagsmeßvorrichtung unmittelbar bedienende Rechner im selben Gehäuse untergebracht ist wie die Meßvorrichtung und über eine parallele oder serielle digitale Kommunikationsleitung mit einem weiteren Digitalrechner in Verbindung steht, der die Auswertung der Niederschlagsmeßwerte in für einen Beobachter angenehmer Art und Weise (Bildschirmarbeits­ platz) ermöglicht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem elektronischen Digitalrechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Niederschlagsmeßvorrichtung unmittelbar bedienende Rechner im selben Gehäuse wie die Meßvor­ richtung untergebracht und mit einer elektronischen Digitalanzeige und einer Eingabevorrichtung (Tastatur) ausgestattet ist, durch welche die Meßvorrichtung ohne Zuhilfenahme eines weiteren, exter­ nen, Rechners beobachtet und bedient werden kann (Ablesen des Niederschlagswertes, Nullsetzen der Anzeige u. a.).