EP4007929A1 - Real-time mass-type rain gauge having motorized emptying - Google Patents

Real-time mass-type rain gauge having motorized emptying

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Publication number
EP4007929A1
EP4007929A1 EP20761300.1A EP20761300A EP4007929A1 EP 4007929 A1 EP4007929 A1 EP 4007929A1 EP 20761300 A EP20761300 A EP 20761300A EP 4007929 A1 EP4007929 A1 EP 4007929A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
precipitation
collector
mass
evacuation
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20761300.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ruben HALLALI
François MERCIER
Dumminda RATNAYAKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hd Rain
Original Assignee
Hd Rain
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hd Rain filed Critical Hd Rain
Publication of EP4007929A1 publication Critical patent/EP4007929A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Definitions

  • a rain gauge is a meteorological instrument designed to measure the amount of precipitation at the location. This is a point measurement from a spatial point of view.
  • Rainfall data is used in many areas. They are used in particular for meteorological and climatological monitoring, crop planning, irrigation needs, monitoring of hydroelectric potential and monitoring of torrential rains.
  • Rain gauges even if they are subject to measurement errors, are considered the most accurate means of measuring rainfall and are also used for the calibration of other instruments such as weather radars for example. If they are connected in real time, a network of such sensors can also improve the accuracy of another more spatialized means, such as a weather radar or even a distributed passive radar for weather use (see patent application FR1905057), for example data merge.
  • the direct reading rain gauge it consists of a graduated cylinder into which the rainwater flows after having borrowed a concentrator, generally a funnel. The measurement is performed by a worker reading the level of the water collected since its last emptying. Emptying is manual.
  • the tilting bucket rain gauge it consists of a concentrator pouring the collected water into a small container, called a bucket, which tilts when it is full. The tilting information is detected thus providing the measurement. Indeed, the capacity of the bucket is known and generally equivalent to 0.2mm of rain.
  • the mass or weighing rain gauge it generally consists of a concentrator pouring the rain into a reservoir whose mass is monitored, which makes it possible to deduce the amount of rain that has fallen.
  • the emptying is done either manually or automatically via a valve or a bucket scale.
  • the optical rain gauge it consists of a concentrator leading the precipitation towards an optical system where the latter are measured by detection of optical irregularities.
  • the automatic rain gauge described by patent EP0187093A1 comprising: a first receiver intended to receive the dry fallout; a second receiver intended to receive the wet fallout and provided with a first sensor capable of emitting a signal when a sample of wet fallout of a certain volume is collected; this second receiver being capable of being fitted with a heating system; - a shutter device allowing the alternative closure of the two receivers as a function of a signal emitted by a precipitation detector;
  • a measuring device arranged at the output of the second receiver and serving to carry out measurements of physicochemical quantities on the sample
  • a sampling device arranged at an outlet of the measuring device used to store and keep at a temperature below .0 ° C a fraction of each sample collected; a control system serving to automatically control the aforementioned elements as a function of the signals emitted by sensors including said first sensor and said precipitation detector and to manage the measurements carried out on the sample by dating them.
  • this measuring device of the prior art further comprises:
  • a main outlet valve communicating with the inlet valve via a main tube provided with a temperature measurement probe and a conductivity measurement probe, said main outlet valve being connected to the sampling device ;
  • a secondary outlet valve communicating with the main tube via a secondary tube provided with an overflow and connected to the main tube above said probes, said secondary outlet valve being connected to an evacuation channel, said tube secondary being fitted with a pH measurement probe.
  • Some mass rain gauges have a valve in order to drain automatically. This implies a double problem: the valve can clog or leak.
  • the simple presence of the mass rain gauge causes a modification, by its size and its cylindrical shape, of the local winds above the collection surface. As a consequence, this modification causes an alteration in the quantity of rain captured in the collector.
  • the amount of water going to the measuring part may be lower than the resolution of the instrument and the bucket rain gauge does not register any tilting. This is the case during very light rains or drizzle.
  • Optical rain gauges also called disdrometers
  • Optical rain gauges use the interaction between hydrometeors and an optical beam in order to estimate the speed and diameter of the latter, then to deduce instantaneous intensities and accumulations by digital processing.
  • These devices perform an indirect measurement, the relationships of which are complex and imprecise, which inevitably leads to a non-negligible measurement error.
  • direct reading rain gauges are the simplest, but also those requiring the most labor because the reading is manual. In fact, the data is not collected in real time, thus limiting the possible applications, in particular monitoring in the event of heavy rainfall.
  • the present invention relates, according to its most general meaning, to a device intended to measure the quantity of hydrometeors collected on the site of implantation, characterized in that it comprises a collector associated with a system of weighing, said collector having a motorized emptying system integral with the support, said device further comprising a computer receiving the digital mass information generated by said weighing system to know the quantity of hydrometeors collected by the collector and controlling said emptying system motorized.
  • the device also transmits to the computer the digital information of a plurality of transmitting sensors, mainly climatic, composed of at least one of the following elements:
  • the device comprises a protective element of truncated conical shape in order to allow the evacuation of the hydrometeors, the large base of which is directed upwards and the small and large bases of which have rounded edges towards the top. 'horizontal in order to limit aerodynamic turbulence, in particular above the capture surface.
  • said protection element is integral with the mast, via a multi-axis force sensor making it possible to measure the horizontal components of the aerodynamic forces produced by the wind.
  • said motorized emptying system moves the collector according to a tilting movement composed of an upward translation in order to reverse the precipitation collected outside the protection.
  • it comprises a counterweight or an elastic element acting on said motorized emptying system.
  • said computer is controlled by a computer program controlling the determination of the instant of precipitation evacuation according to the following criteria:
  • the device transmits the information and local characteristics (mass, measurements of local sensors and / or value of the opening area, etc.) broadcast by means of the communication system.
  • the latter is preferably wireless and in particular of the 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, SigFox or NB-IoT type (non-limiting).
  • the device is powered via the electrical network, a battery and / or a renewable energy source.
  • the system switches to standby periodically during periods of non-precipitation.
  • the frequency of this watch is defined according to the parameters measured locally, but also potentially according to information received via the communication module.
  • a heating system in particular mechanical elements and the internal surface of the collector, may be added depending on the location. It will be controlled by the computer in order to operate only when this is made necessary, in particular upstream of the times of evacuation when the local temperature measurements are below freezing point.
  • An angular position sensor also makes it possible to control the inclination of the collector and therefore the evacuation of the hydrometeors collected.
  • the device has a degraded operating mode when communication is not established with the server.
  • the device locally stores the collected data.
  • the data is then transmitted when the connection is reestablished or can be downloaded during reconnection to the communication network or to a local terminal.
  • the invention also relates to a method for determining the quantity in mm of hydrometeors collected between the instants t 1 and t 2 using a device referred to above, characterized in that it comprises the following steps:
  • a first filtering step consisting in optionally filtering the mass measurement from the weighing system in order to eliminate: disturbances due to the wind by applying a digital low-pass filter with a very low cut-off frequency (from l 'order of 0.1 Hz), exceptional disturbances such as the fall or recovery of an object in the collector or the landing / take-off of birds or insects on the collector by filtering the rapid increases in the measurement compared to the temporal surroundings of the event, and decreases outside of evacuation periods.
  • the method further comprises: a third step of determining the mass correction me (i) corresponding to the evaluation of the mass of precipitation which would have been added between the instants of the start and end of the i th evacuation, respectively tde i and tfe i : with:
  • the invention also relates to a method for determining the type of hydrometeors by analyzing at least one of the following parameters:
  • a neural network is used in order to detect the signatures of each type of precipitation.
  • the entire classification process can be split into several steps, some of which can be carried out locally on the computer or else on one or more remote computers from information from the rain gauge, but also from data collected, such as those from of weather patterns.
  • Figure 1 shows a schematic view of a device according to the invention
  • Figure 2 shows the detail of the anti-wetting edge of the manifold (1).
  • the device according to the invention proposes to solve almost all of the problems of the state of the art mentioned above by proposing a connected mass rain gauge of reduced size and with motorized evacuation.
  • the device according to the invention has a collector (1) arranged on a weighing system (2), and which can be emptied using the motorized evacuation system (3), through an orifice located on the upper part of the collector (1), and preferably the inlet orifice.
  • This evacuation system is integral with the support mast (4).
  • the calculator (5) calculates and monitors the mass information from the data of the weighing system (2) to know the amount of precipitation that has fallen into the collector (1).
  • the computer (5) When the computer (5) deems it appropriate, it commands the motorized evacuation system (3) to empty the collector (1) using the angular position sensor (17).
  • the communication module (6) is preferably wireless and in particular of the 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, SigFox or NB-IoT type (non-limiting).
  • a protection (7) integral with the support (4) makes it possible to protect the weighed elements from the wind while allowing precipitation to be evacuated as well as minimizing the turbulence due to the presence of the device above the collection surface.
  • a multi-axis force sensor serving as an aerodynamic sensor (8) is possibly positioned between the protection (7) and the mast (4) in order to calculate the wind speed by measuring the aerodynamic force.
  • a precipitation temperature sensor (11) makes it possible to measure the temperature of the hydrometeors.
  • a weighing compensation temperature sensor (12) makes it possible to compensate the mass sensor in temperature.
  • an aerodynamic force compensation temperature sensor (13) can be used to compensate for variations due to temperature.
  • the system can be powered by the power grid, a battery (9) and / or a renewable energy source (10).
  • the motorized evacuation system (3) is located between the collector (1) and the weighing system (2).
  • the system is not connected to the Internet and locally calculates the quantity of hydrometeors collected, globally identical to the method described below, in order to make the information available directly to the local user. .
  • the device according to the invention can also record the data collected with a view to subsequent use or else in the event of failure of the telecommunications link.
  • the data logging has a finer sampling during periods of precipitation than outside in order to optimize the use of the memory of the computer (5).
  • the data is then transmitted when the connection is reestablished or else downloadable when reconnecting to the communication network or to a local terminal.
  • the computer (5) uses an impact detection algorithm, the information of which merged with the measurements of at least one of the local sensors makes it possible to distinguish the hydrometeors: rain, snow, hail, rain and snow mixed, drizzle, freezing rain , fog, dew ...
  • a neural network can be advantageously used in order to detect the signatures of each type of hydrometeor.
  • the behavior of hydrometeors during evacuation can also give information on the type of hydrometeors present. Indeed, liquid precipitation will have a progressive evacuation according to the inclination while solid precipitation will tend to empty suddenly.
  • the whole classification process can be split into several steps, some of which can be carried out locally on the computer (5) or else on one or more remote computers from information from the rain gauge, but also from data collected, such as by example those from meteorological models.
  • the computer (5) defines the optimum moment for controlling the emptying of the collector (1), ie outside of precipitation events. This makes it possible to have an error due to almost zero evacuation.
  • the evacuation is then ordered during a time of low precipitation and / or regular precipitation. This allows better extrapolation during the precipitation evacuation operation and better interpolation at the end in order to correct the inherent error.
  • Said threshold for its part, is determined according to the dimensional characteristics of the collector (1) and the type of hydrometeor detected in order to take into account the particular parameters such as for example the density, very different between rainy, snowy or hailstorms. .
  • step 1 filtering
  • This step consists of optionally filtering the mass measurement from the weighing system (2) in order to:
  • step 2 determination of the mass mc (t) of the precipitation contained in the collector (1) mc (t) is obtained by the difference between the current measurement of the mass measured by the weighing system (2) md (t) and its storage md (tfe i ) performed after the last evacuation, ie at time tfe i .
  • step 3 optional determination of the mass correction me (i) corresponding to the evaluation of the mass of precipitation that would have been added between the start and end times of the i th evacuation, respectively tde i and tfe i : with:
  • step 5 determination of the quantity in mm of the precipitation that fell between the instants t and t 2 according to the following relation: with: h height of precipitation in mm mp (t) the mass of precipitation at
  • the system also relates to a method for determining the type of hydrometeors by analyzing at least one of the following parameters:
  • a neural network is used to detect the signatures of each type of precipitation from the parameters listed above.
  • the motorized evacuation system (3) moves the collector (1) in a movement composed of an upward translation and a rotation in order to reverse the precipitations collected outside the protection (7).
  • This movement is controlled by the computer (5) using the position sensor angular (17).
  • a counterweight or an elastic element helps the movement.
  • the device according to the invention has an adjustment system in order to make the inlet surface of the collector perfectly horizontal.
  • the motorized evacuation system (3) simply tilts the collector (1).
  • the pivot axis is horizontal and passes near the center of gravity of the manifold.
  • a counterweight or an elastic element can optionally help the movement.
  • the actuator is a geared motor, possibly of the servomotor type.
  • the computer (5) has algorithms in order to filter the undesirable effects of gusts of wind, birds which land on the device, objects or insects which fall into the collector (1), evaporation, etc.
  • the system goes to sleep periodically during periods of non-precipitation.
  • the periodicity of this watch is defined as a function of the parameters measured locally, but also potentially as a function of information received via the communication module (6).
  • An ambient air temperature (14) and humidity (15) sensor can be added to the device in order to improve the detection of periods of rain and fog, while adding a measured parameter for users. This information can also feed the neural network in order to improve the signature determination of the various hydrometeors.
  • a satellite positioning sensor (16) can also equip the device in order to know simply and reliably the implantation position of the device.
  • an angular position sensor makes it possible to control the inclination of the collector (1) and therefore the evacuation of the hydrometeors collected.
  • the actuator of the evacuation system (3) is a geared motor and the angular position sensor (17) is an optical incremental encoder with zero mark and / or a 3-axis accelerometer and 3-axis gyroscope assembly.
  • the support (4) is a metal pole of circular section and resistant to oxidation. It is anchored to the ground by a metal plate sealed on a concrete support (or equivalent).
  • the motorized exhaust system (3) has an adjustment to more or less tilt the collector (1).
  • the mechanical assembly (1 + 2 + 3) can rotate around the support (4). The conjunction of these two possibilities allows the device to present a perfectly horizontal inlet surface, even if the support mast (4) is not perfectly vertical.
  • the protection (7) has the shape of a truncated cone, the large base of which is directed upwards.
  • the small and large bases are rounded in a horizontal direction to limit aerodynamic turbulence.
  • the exterior of the collector (1) has on its upper part a collar intended to limit the external wetting effect, firstly by limiting the surface involved thanks to its reduced height and by creating a drip edge. (or drop of water) so to get rid of the droplets without them passing through the lower part of the collector (1).
  • This collar is vertical, which greatly helps the droplets to move towards the drip tray. Finally, it also has a lower line with minimums and maximums of altitude and constituting multiple drip holes in the drip tray in order to concentrate the drops of water present in order to accelerate their fall.
  • the device according to the invention is capable of measuring masses with an accuracy of 0.3 g. If the entrance area is 300cm 2 , this implies a measurement accuracy of 0.01mm, where the World Meteorological Organization recommends 0.2mm.
  • the device according to the invention is also capable of measuring any type of hydrometeor and is without risk of obstruction since the latter fall directly into the collector and are then discharged through the same orifice by inverting the collector.

Abstract

The invention relates to a device intended for measuring the quantity of hydrometeors collected at the point of installation, characterized in that it comprises a collector (1) associated with a weighing system (2), said collector (1) having a motorized draining system (3) that is secured to the support (4), said device further comprising a computer (5) that receives the numerical mass information generated by said weighing system (2) in order to know the quantity of hydrometeors collected by the collector (1) and controlling said motorized draining system (3).

Description

PLUVIOMETRE MASSIQUE TEMPS REEL A EVACUATION MOTORISEE REAL-TIME MASS RAIN GAUGE WITH MOTORIZED EVACUATION
Domaine de l'invention Field of the invention
Un pluviomètre est un instrument météorologique destiné à mesurer la quantité de précipitations sur le lieu d'implantation. Il s'agit d'une mesure ponctuelle d'un point de vue spatial. A rain gauge is a meteorological instrument designed to measure the amount of precipitation at the location. This is a point measurement from a spatial point of view.
Les données de pluviométries sont utilisées dans de nombreux domaines. Elles servent notamment au suivi météorologique et climatologique, à la planification des cultures, aux besoins en irrigation, au suivi du potentiel hydroélectrique et à la surveillance des pluies torrentielles. Rainfall data is used in many areas. They are used in particular for meteorological and climatological monitoring, crop planning, irrigation needs, monitoring of hydroelectric potential and monitoring of torrential rains.
Il existe différents types de pluviomètres, et on distingue des instruments à mesure directe et à mesure automatique. Ces derniers peuvent être reliés à des enregistreurs en continu de la hauteur d'eau des précipitations et sont alors appelés pluviographes. Certains sont également connectés, c'est à dire qu'ils transmettent en temps réel leurs données. There are different types of rain gauges, and a distinction is made between direct and automatic measuring instruments. These can be linked to continuous recorders of the water depth of precipitation and are then called pluviographs. Some are also connected, that is to say that they transmit their data in real time.
Les pluviomètres, même s'ils sont sujet à des erreurs de mesures, sont considérés comme le moyen le plus précis de mesurer la pluie et servent également à l'étalonnage d'autres instruments comme les radars météorologiques par exemple. S'ils sont connectés en temps réel, un réseau de tels capteurs peut également améliorer la précision d'un autre moyen plus spatialisé, comme un radar météorologique ou bien encore un radar passif distribué à usage météorologique (cf demande de brevet FR1905057), par fusion de donnée. Rain gauges, even if they are subject to measurement errors, are considered the most accurate means of measuring rainfall and are also used for the calibration of other instruments such as weather radars for example. If they are connected in real time, a network of such sensors can also improve the accuracy of another more spatialized means, such as a weather radar or even a distributed passive radar for weather use (see patent application FR1905057), for example data merge.
Les données obtenues par le pluviomètre, comme toutes les mesures, sont sujettes à certaines erreurs dues aux conditions environnementales, à la conception de l'appareil et à sa position par rapport aux obstacles environnants. Etat de l'art antérieur The data obtained by the rain gauge, like all measurements, are subject to certain errors due to environmental conditions, the design of the device and its position in relation to surrounding obstacles. State of the prior art
Il existe principalement 4 types de pluviomètres :There are mainly 4 types of rain gauges:
- le pluviomètre à lecture directe : il consiste en un cylindre gradué dans lequel se déverse l'eau de pluie après avoir emprunté un concentrateur, globalement un entonnoir. La mesure est opérée par un intervenant lisant le niveau de l'eau récoltée depuis son dernier vidage. Le vidage est manuel. - the direct reading rain gauge: it consists of a graduated cylinder into which the rainwater flows after having borrowed a concentrator, generally a funnel. The measurement is performed by a worker reading the level of the water collected since its last emptying. Emptying is manual.
- le pluviomètre à augets basculants : il consiste en un concentrateur déversant l'eau collectée dans un petit contenant, dit auget, qui bascule lorsqu'il est plein. L'information de basculement est détectée fournissant ainsi la mesure. En effet, la contenance de l'auget est connu et généralement équivalente à 0.2mm de pluie. - the tilting bucket rain gauge: it consists of a concentrator pouring the collected water into a small container, called a bucket, which tilts when it is full. The tilting information is detected thus providing the measurement. Indeed, the capacity of the bucket is known and generally equivalent to 0.2mm of rain.
- le pluviomètre massique ou à pesée : il consiste généralement en un concentrateur déversant la pluie dans un réservoir dont la masse est surveillée, ce qui permet de déduire la quantité de pluie tombée. Le vidage se fait soit manuellement, soit automatiquement via une vanne ou une bascule à auget. - the mass or weighing rain gauge: it generally consists of a concentrator pouring the rain into a reservoir whose mass is monitored, which makes it possible to deduce the amount of rain that has fallen. The emptying is done either manually or automatically via a valve or a bucket scale.
- le pluviomètre optique : il consiste en un concentrateur menant les précipitations vers un système optique où ces dernières sont mesurées par détection d'irrégularités optiques. - the optical rain gauge: it consists of a concentrator leading the precipitation towards an optical system where the latter are measured by detection of optical irregularities.
On connaît notamment le pluviomètre automatique décrit par le brevet EP0187093A1 et comportant : un premier récepteur destiné à recevoir les retombées sèches ; un second récepteur destiné à recevoir les retombées humides et muni d'un premier capteur apte à émettre un signal lorsqu'un échantillon de retombées humides d'un certain volume est recueilli ; ce deuxième récepteur étant susceptible d'être doté d'un système de chauffage ; - un dispositif obturateur permettant la fermeture alternative des deux récepteurs en fonction d'un signal émis par un détecteur de précipitation ; In particular, the automatic rain gauge described by patent EP0187093A1 is known and comprising: a first receiver intended to receive the dry fallout; a second receiver intended to receive the wet fallout and provided with a first sensor capable of emitting a signal when a sample of wet fallout of a certain volume is collected; this second receiver being capable of being fitted with a heating system; - a shutter device allowing the alternative closure of the two receivers as a function of a signal emitted by a precipitation detector;
- un dispositif de mesure disposé à la sortie du second récepteur et servant à effectuer des mesures de grandeurs physico-chimiques sur l'échantillon ; a measuring device arranged at the output of the second receiver and serving to carry out measurements of physicochemical quantities on the sample;
- un dispositif d'échantillonnage disposé à une sortie du dispositif de mesure servant à ranger et conserver à une température inférieure à .0°C une fraction de chaque échantillon recueilli ; un système de contrôle servant à commander automatiquement les éléments précités en fonction des signaux émis par des capteurs incluant ledit premier capteur et ledit détecteur de précipitation et à gérer les mesures effectuées sur l'échantillon en les datant. - A sampling device arranged at an outlet of the measuring device used to store and keep at a temperature below .0 ° C a fraction of each sample collected; a control system serving to automatically control the aforementioned elements as a function of the signals emitted by sensors including said first sensor and said precipitation detector and to manage the measurements carried out on the sample by dating them.
Selon un mode préféré de réalisation de ce dispositif de mesure de l'art antérieur, il comporte en outre : According to a preferred embodiment of this measuring device of the prior art, it further comprises:
- une vanne d'entrée disposée à la sortie du second récepteur ; - an inlet valve arranged at the outlet of the second receiver;
- une vanne de sortie principale communiquant avec la vanne d'entrée par un tube principal pourvu d'une sonde de mesure de la température et d'une sonde de mesure de la conductivité, ladite vanne de sortie principale étant reliée au dispositif d'échantillonnage ; a main outlet valve communicating with the inlet valve via a main tube provided with a temperature measurement probe and a conductivity measurement probe, said main outlet valve being connected to the sampling device ;
- une vanne de sortie secondaire communiquant avec le tube principal par un tube secondaire muni d'un trop-plein et branché sur le tube principal au-dessus desdites sondes, ladite vanne de sortie secondaire étant reliée à un canal d'évacuation, ledit tube secondaire étant pourvu d'une sonde de mesure du pH. a secondary outlet valve communicating with the main tube via a secondary tube provided with an overflow and connected to the main tube above said probes, said secondary outlet valve being connected to an evacuation channel, said tube secondary being fitted with a pH measurement probe.
Inconvénient de l'art antérieur Disadvantage of the prior art
Le problème des pluviomètres actuels est qu'ils nécessitent un entretien, parfois important afin de fonctionner correctement. En effet, l'essentiel de ces pluviomètres utilisent un concentrateur qui a plusieurs défauts. The problem with current rain gauges is that they require maintenance, sometimes significant in order to function properly. Indeed, most of these rain gauges use a concentrator which has several defects.
Premièrement, il est sujet à des obstructions intempestives à cause des débris pouvant le boucher. Des tamis sont mis en place pour contrer ce problème, mais ils finissent également par se boucher et augmentent le rejaillissement (l'eau rebondit et sort de la surface de captation). First, it is prone to unwanted obstructions due to debris that can clog it. Screens are put in place to counter this problem, but they also end up getting clogged and increasing the splash (water bounces back and comes out of the catchment surface).
Deuxièmement il est aussi sujet au phénomène dit de 'mouillage'. La mesure n'est pas exacte car l'eau a tendance à adhérer aux parois du concentrateur. Ainsi lors des précipitations, une partie de l'eau reste collée aux parois sur le cône de collecte. La proportion de cette quantité par rapport à la quantité totale de pluie peut être importante dans le cas de précipitations faibles. Second, it is also subject to the so-called 'wetting' phenomenon. The measurement is not exact because water tends to adhere to the walls of the concentrator. Thus during precipitation, part of the water remains stuck to the walls on the collection cone. The proportion of this amount to the total amount of rain can be large in the case of low precipitation.
Troisièmement, en cas de très fortes précipitations, l'eau peut s'accumuler temporairement dans le collecteur à cause du faible diamètre du trou de sortie, ce qui fausse le taux instantané de précipitations. Third, in case of very heavy precipitation, water may temporarily accumulate in the collector due to the small diameter of the outlet hole, which distorts the instantaneous rate of precipitation.
Enfin, les précipitations solides nécessitent que le collecteur soit chauffé, ce qui provoque un retard dans la mesure, une consommation électrique importante ainsi qu'une erreur due à l'évaporation. Finally, solid precipitation requires the collector to be heated, which causes a delay in the measurement, high power consumption and an error due to evaporation.
Il est à noter que certains pluviomètres massiques ne possèdent pas de concentrateur, les précipitations entrent directement dans le collecteur. Ces pluviomètres ont l'inconvénient d'être encombrants (environ 50L) et lourds (une dizaine de kilogrammes à vide soit plus de 15kg en cours d'utilisation) . It should be noted that some mass rain gauges do not have a concentrator, the precipitation enters directly into the collector. These rain gauges have the drawback of being bulky (around 50L) and heavy (around ten kilograms empty, or more than 15kg in use).
Les pluviomètres massiques actuels ont également d'autres inconvénients. Current mass rain gauges also have other drawbacks.
Tout d'abord, leur prix est élevé car le système est assez technique, notamment par le fait de peser précisément une grande masse (plus de 10kg). Ils sont également sensibles au vent et à l'évaporation. Il est alors nécessaire de réduire ces sensibilités à l'aide d'algorithmes dédiés. First of all, their price is high because the system is quite technical, in particular by the fact of precisely weighing a large mass (more than 10kg). They are also sensitive to wind and evaporation. It is then necessary to reduce these sensitivities using dedicated algorithms.
Certains pluviomètres massiques possèdent une vanne afin d'effectuer la vidange automatiquement. Cela implique un double problème : la vanne peut se boucher ou fuir. Some mass rain gauges have a valve in order to drain automatically. This implies a double problem: the valve can clog or leak.
Enfin, la simple présence du pluviomètre massique provoque une modification, par son encombrement et sa forme cylindrique, des vents locaux au-dessus de la surface de captation. Par répercussion, cette modification provoque une altération de la quantité de pluie captée dans le collecteur. Finally, the simple presence of the mass rain gauge causes a modification, by its size and its cylindrical shape, of the local winds above the collection surface. As a consequence, this modification causes an alteration in the quantity of rain captured in the collector.
Plusieurs inconvénients sont également à répertorier pour les pluviomètres à augets. Several drawbacks are also to be noted for bucket rain gauges.
Tout d'abord, la quantité d'eau se rendant dans la partie de mesure peut être inférieure à la résolution de l'instrument et le pluviomètre à augets n'enregistre alors pas de basculement. C'est le cas lors de pluies très faibles ou de bruines. First of all, the amount of water going to the measuring part may be lower than the resolution of the instrument and the bucket rain gauge does not register any tilting. This is the case during very light rains or drizzle.
Ils nécessitent également une procédure de calibration complexe. They also require a complex calibration procedure.
Ils sont également sujets à des pertes d'eau pendant le temps de basculement des augets, ce qui provoque une sous- estimation de la quantité totale de précipitations, notamment en cas de fortes précipitations. They are also subject to water loss during the tipping time of the buckets, which causes an underestimation of the total amount of precipitation, especially in the event of heavy precipitation.
Enfin, le principe de fonctionnement rend la mesure discontinue, très discrétisée et non propice à une mesure haute résolution en temps réel. Finally, the operating principle makes the measurement discontinuous, very discretized and not conducive to high resolution measurement in real time.
Les pluviomètres optiques (également appelés disdromètres) utilisent l'interaction entre les hydrométéores et un faisceau optique afin d'estimer la vitesse et le diamètre de ces derniers, puis d'en déduire par un traitement numérique les intensités instantanées et les cumuls. Ces équipements réalisent une mesure indirecte, dont les relations sont complexes et imprécises, ce qui conduit inévitablement à une erreur de mesure non-négligeable. Optical rain gauges (also called disdrometers) use the interaction between hydrometeors and an optical beam in order to estimate the speed and diameter of the latter, then to deduce instantaneous intensities and accumulations by digital processing. These devices perform an indirect measurement, the relationships of which are complex and imprecise, which inevitably leads to a non-negligible measurement error.
Enfin, les pluviomètres à lecture directe sont les plus simples, mais également ceux nécessitant le plus de main d'œuvre car la relève est manuelle. De fait, les données ne sont pas récoltées en temps réel, limitant donc les applications possibles notamment le suivi en cas de précipitations fortes. Finally, direct reading rain gauges are the simplest, but also those requiring the most labor because the reading is manual. In fact, the data is not collected in real time, thus limiting the possible applications, in particular monitoring in the event of heavy rainfall.
Solution apportée par l'invention Solution provided by the invention
Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne, selon son acception la plus générale, un dispositif destiné à mesurer la quantité d'hydrométéores recueillis sur le lieu d'implantation caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur associé à un système de pesée, ledit collecteur présentant un système de vidange motorisée solidaire du support, ledit dispositif comportant en outre un calculateur recevant les informations numériques de masse générées par ledit système de pesée pour connaître la quantité d'hydrométéores recueillis par le collecteur et commandant ledit système de vidange motorisée. In order to remedy these drawbacks, the present invention relates, according to its most general meaning, to a device intended to measure the quantity of hydrometeors collected on the site of implantation, characterized in that it comprises a collector associated with a system of weighing, said collector having a motorized emptying system integral with the support, said device further comprising a computer receiving the digital mass information generated by said weighing system to know the quantity of hydrometeors collected by the collector and controlling said emptying system motorized.
Avantageusement, le dispositif transmet en outre au calculateur les informations numériques d'une pluralité de capteurs transmettant, principalement climatiques, composée d'au moins un des éléments suivants : Advantageously, the device also transmits to the computer the digital information of a plurality of transmitting sensors, mainly climatic, composed of at least one of the following elements:
- un capteur aérodynamique permettant la mesure du vent un capteur de température de précipitation permettant de mesurer la température des précipitations - an aerodynamic sensor for measuring the wind a precipitation temperature sensor for measuring the temperature of the precipitation
- un capteur de température de compensation de la pesée permettant de compenser le capteur de masse en température- a weighing compensation temperature sensor to compensate the mass sensor in temperature
- un capteur de température de compensation de la force aérodynamique - an aerodynamic force compensation temperature sensor
- un capteur de température de l'air ambiant - un capteur d'hygrométrie permettant d'améliorer la détection des périodes de pluie un capteur de positionnement par satellite permettant de connaître de façon fiable et précise le lieu d'implantation du dispositif - an ambient air temperature sensor - a humidity sensor making it possible to improve the detection of periods of rain a satellite positioning sensor making it possible to reliably and precisely know the location of the device
Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comporte un élément de protection de forme conique tronquée afin de permettre l'évacuation des hydrométéores, dont la grande base est dirigée vers le haut et dont les petites et grandes bases possèdent des arrondis en direction de l'horizontale afin de limiter les turbulences aérodynamiques, notamment au-dessus de la surface de captation. According to a preferred embodiment, the device comprises a protective element of truncated conical shape in order to allow the evacuation of the hydrometeors, the large base of which is directed upwards and the small and large bases of which have rounded edges towards the top. 'horizontal in order to limit aerodynamic turbulence, in particular above the capture surface.
Avantageusement, ledit élément de protection est solidaire du mât, par l'intermédiaire d'un capteur de force multi-axes permettant de mesurer les composantes horizontales des forces aérodynamiques produites par le vent. Advantageously, said protection element is integral with the mast, via a multi-axis force sensor making it possible to measure the horizontal components of the aerodynamic forces produced by the wind.
Selon une variante, ledit système de vidange motorisée déplace le collecteur selon un mouvement de basculement composé d'une translation vers le haut afin de renverser les précipitations collectées à l'extérieur de la protection. According to a variant, said motorized emptying system moves the collector according to a tilting movement composed of an upward translation in order to reverse the precipitation collected outside the protection.
Selon un mode de réalisation particulier, il comporte un contrepoids ou un élément élastique agissant sur ledit système de vidange motorisée. According to a particular embodiment, it comprises a counterweight or an elastic element acting on said motorized emptying system.
De préférence, ledit calculateur est commandé par un programme d'ordinateur commandant la détermination de l'instant d'évacuation des précipitations selon les critères suivants : Preferably, said computer is controlled by a computer program controlling the determination of the instant of precipitation evacuation according to the following criteria:
- prioritairement, un instant situé en dehors des évènements de précipitations, ou bien à défaut, lors d'un moment de précipitations faibles et/ou régulières si le collecteur a dépassé un certain seuil déterminé en fonction des caractéristiques dimensionnelles du collecteur et du type de précipitation détecté afin de prendre en compte les paramètres particuliers comme par exemple la densité, très différente entre des épisodes pluvieux et neigeux. - as a priority, a time located outside the precipitation events, or failing that, during a time of low and / or regular precipitation if the collector has exceeded a certain threshold determined according to the dimensional characteristics of the collector and the type of precipitation detected in order to take into account the parameters particulars such as density, which is very different between rainy and snowy episodes.
Le dispositif transmet les informations et les caractéristiques locales (masse, mesures des capteurs locaux et/ou valeur de la surface d'ouverture, ...) de façon télédiffusée par l'intermédiaire du système de communication. Ce dernier est préférablement sans fil et notamment de type 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, SigFox ou NB-IoT (non limitatif). The device transmits the information and local characteristics (mass, measurements of local sensors and / or value of the opening area, etc.) broadcast by means of the communication system. The latter is preferably wireless and in particular of the 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, SigFox or NB-IoT type (non-limiting).
Selon une variante, le dispositif est alimenté via le réseau électrique, une batterie et/ou une source d'énergie renouvelable. According to one variant, the device is powered via the electrical network, a battery and / or a renewable energy source.
Afin d'économiser l'énergie, le système se met en veille périodiquement lors des périodes de non-précipitations. La périodicité de cette veille est définie en fonction des paramètres mesurés localement, mais aussi potentiellement en fonction d'informations reçues via le module de communication. In order to save energy, the system switches to standby periodically during periods of non-precipitation. The frequency of this watch is defined according to the parameters measured locally, but also potentially according to information received via the communication module.
Un système de chauffe, notamment des éléments mécaniques et de la surface interne du collecteur, pourra être ajouté en fonction du lieu d'implantation. Il sera contrôlé par le calculateur afin de fonctionner uniquement lorsque cela est rendu nécessaire, notamment en amont des instants d'évacuation lorsque les mesures de températures locales sont sous le point de congélation. A heating system, in particular mechanical elements and the internal surface of the collector, may be added depending on the location. It will be controlled by the computer in order to operate only when this is made necessary, in particular upstream of the times of evacuation when the local temperature measurements are below freezing point.
Un capteur de position angulaire permet également de contrôler l'inclinaison du collecteur et donc l'évacuation des hydrométéores collectés. An angular position sensor also makes it possible to control the inclination of the collector and therefore the evacuation of the hydrometeors collected.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif présente un mode de fonctionnement dégradé lorsque la communication n'est pas établie avec le serveur. According to a particular embodiment, the device has a degraded operating mode when communication is not established with the server.
En vue de cette option, le dispositif stocke localement les données récoltées. In view of this option, the device locally stores the collected data.
Les données sont ensuite transmises au rétablissement de la connexion ou bien téléchargeables lors d'une reconnexion au réseau de communication ou bien à un terminal local. The data is then transmitted when the connection is reestablished or can be downloaded during reconnection to the communication network or to a local terminal.
Au besoin, l'ensemble des calculs nécessaires peuvent être réalisés localement, et notamment ceux explicités aux paragraphes suivants, afin de mettre à disposition l'information désirée directement à l'utilisateur local. If necessary, all the necessary calculations can be carried out locally, and in particular those explained in the following paragraphs, in order to make the desired information available directly to the local user.
L'invention concerne également un procédé de détermination de la quantité en mm des hydrométéores recueillis entre les instants t1 et t2 à l'aide d'un dispositif susvisé caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : The invention also relates to a method for determining the quantity in mm of hydrometeors collected between the instants t 1 and t 2 using a device referred to above, characterized in that it comprises the following steps:
- une première étape de filtrage consistant à filtrer optionnellement la mesure de masse issue du système de pesée afin d'éliminer : les perturbations dues au vent par l'application d'un filtre passe-bas numérique de fréquence de coupure très faible (de l'ordre de 0.1 Hz), les perturbations exceptionnelles comme la chute ou reprise d'objet dans le collecteur ou atterrissage/décollage de volatile ou d'insecte sur le collecteur par un filtrage des augmentations rapides de la mesure par rapport aux alentours temporels de l'évènement, et les diminutions en dehors des périodes d'évacuation. - a first filtering step consisting in optionally filtering the mass measurement from the weighing system in order to eliminate: disturbances due to the wind by applying a digital low-pass filter with a very low cut-off frequency (from l 'order of 0.1 Hz), exceptional disturbances such as the fall or recovery of an object in the collector or the landing / take-off of birds or insects on the collector by filtering the rapid increases in the measurement compared to the temporal surroundings of the event, and decreases outside of evacuation periods.
- une deuxième étape de détermination de la masse mc(t) des précipitations contenues dans le collecteur, - a second step of determining the mass mc (t) of the precipitation contained in the collector,
- mc(t) étant obtenue par différence entre la mesure courante de la masse mesurée par le système de pesée md(t) et sa mémorisation md(tfei) effectuée après la dernière évacuation, c'est à dire à l'instant tfei. - mc (t) being obtained by the difference between the current measurement of the mass measured by the weighing system md (t) and its storage md (tfe i ) carried out after the last evacuation, i.e. at time tfe i .
Avec With
Avantageusement le procédé comporte en outre : une troisième étape de détermination de la correction de masse me(i) correspondant à l'évaluation de la masse de précipitation qui aurait été ajoutée entre les instants de début et de fin de la ième évacuation, respectivement tdei et tfei : avec : Advantageously, the method further comprises: a third step of determining the mass correction me (i) corresponding to the evaluation of the mass of precipitation which would have been added between the instants of the start and end of the i th evacuation, respectively tde i and tfe i : with:
- rp(t) le taux de précipitation massique moyen en à l'instant t - rp (t) the average mass precipitation rate at time t
- tdei instant de début de la ième évacuation - tde i start time of the i th evacuation
- tfei instant de fin de la ième évacuation une quatrième étape de détermination de la masse précipitée corrigée à l'instant t mp(t) , masse ayant pour référence une date considérée comme initiale pour l'appareil, pouvant être par exemple sa date d'installation. - tfe i end instant of the i th evacuation a fourth step of determining the precipitated mass corrected at the instant t mp (t), mass having for reference a date considered as initial for the device, which may for example be its installation date.
En dehors d'une manœuvre d'évacuation : Outside of an evacuation maneuver:
Pendant la ième évacuation : avec : During the i th evacuation: with:
- md(t) mesure courante de la masse mesurée par le système de pesée - md (t) current measurement of the mass measured by the weighing system
- tdek instant de début de la kème évacuation - t of k start time of the k th evacuation
- tfek instant de fin de la kème évacuation - tfe k end time of the k th evacuation
- i l'indice de la dernière évacuation réalisée ou de l'évacuation en cours - the index of the last evacuation carried out or the evacuation in progress
- me(k) correction de masse déterminée à l'étape précédente - me (k) mass correction determined in the previous step
- rp(t) le taux de précipitation massique moyen à l'instant t - me(0)=0 - rp (t) the average mass precipitation rate at time t - me (0) = 0
Si me(k) n'a pas été déterminée à l'étape précédente prendre me(k)=0 If me (k) was not determined in the previous step take me (k) = 0
- une cinquième étape de détermination de la quantité en mm des précipitations tombées entre les instants t1 et t2 selon la relation suivante : avec : a fifth step of determining the quantity in mm of the precipitation that has fallen between the instants t 1 and t 2 according to the following relation: with:
- h hauteur de précipitation en mm - h precipitation height in mm
- mp(t) la masse des précipitations à l'instant t en g - mp (t) the mass of precipitation at time t in g
- d la densité des précipitations - d the density of precipitation
- S la surface d'entrée horizontale du collecteur en cm2 - S the horizontal inlet surface of the collector in cm 2
Enfin, l'invention concerne également un procédé de détermination du type d'hydrométéores par l'analyse d'au moins un des paramètres suivants : Finally, the invention also relates to a method for determining the type of hydrometeors by analyzing at least one of the following parameters:
- détection de l'empreinte numérique (masse, temps de montée, oscillations, ...) de l'impact des précipitations dans le collecteur mesurée grâce au système de pesée - detection of the digital imprint (mass, rise time, oscillations, etc.) of the impact of precipitation in the collector measured using the weighing system
- caractérisation du comportement des hydrométéores lors de l'évacuation, une diminution de la valeur pesée continue au cours de l'évacuation indiquant des précipitations principalement liquides et une diminution brusque indiquant des précipitations solides. - characterization of the behavior of hydrometeors during evacuation, a decrease in the continuous weight value during evacuation indicating predominantly liquid precipitation and a sudden decrease indicating solid precipitation.
- mesure du capteur aérodynamique - measurement of the aerodynamic sensor
- mesure de température de précipitations- precipitation temperature measurement
- mesure de compensation de la pesée - weighing compensation measure
- mesure de compensation de la force aérodynamique- aerodynamic force compensation measurement
- mesure de température locale - local temperature measurement
- mesure d'hygrométrie - hygrometry measurement
Avantageusement, un réseau de neurones est utilisé afin de détecter les signatures de chaque type de précipitation. L'ensemble du processus de classification peut être scindé en plusieurs étapes dont certaines peuvent être réalisées localement sur le calculateur ou bien sur un ou plusieurs calculateurs distants à partir des informations en provenance du pluviomètre, mais également de données recueillies, comme par exemple celles issues de modèles météorologiques. Advantageously, a neural network is used in order to detect the signatures of each type of precipitation. The entire classification process can be split into several steps, some of which can be carried out locally on the computer or else on one or more remote computers from information from the rain gauge, but also from data collected, such as those from of weather patterns.
Description détaillée d'un exemple non limitatif de réalisation Detailed description of a non-limiting example of an embodiment
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation, où : The present invention will be better understood on reading the following description, relating to a non-limiting example of an embodiment, where:
[Fig. 1] la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif selon l'invention [Fig. 1] Figure 1 shows a schematic view of a device according to the invention
[Fig. 2] La figure 2 présente le détail du bord anti-mouillage du collecteur (1). [Fig. 2] Figure 2 shows the detail of the anti-wetting edge of the manifold (1).
Le dispositif selon l'invention se propose de résoudre la quasi-totalité des problèmes de l'état de l'art mentionnés plus haut en proposant un pluviomètre massique connecté de taille réduite et à évacuation motorisée. The device according to the invention proposes to solve almost all of the problems of the state of the art mentioned above by proposing a connected mass rain gauge of reduced size and with motorized evacuation.
De ce fait, il possède les avantages du pluviomètre massique de l'art antérieur et ne possède pas un certain nombre de ses inconvénients. Therefore, it has the advantages of the mass rain gauge of the prior art and does not have a certain number of its drawbacks.
Il est donc très précis, économique, avec une faible consommation électrique, capable de mesurer tout type d'hydrométéores précipitants, en temps réel, sans risques d'obstruction et donc avec peu d'entretien, limitant les problèmes de turbulences et l'imprécision due au vent, quasiment sans effet de 'mouillage', de retard ou bien encore d'évaporation . It is therefore very precise, economical, with low power consumption, capable of measuring any type of precipitating hydrometeor, in real time, without risk of obstruction and therefore with little maintenance, limiting problems of turbulence and imprecision. due to the wind, almost without effect of 'wetting', delay or even evaporation.
Le dispositif selon l'invention possède un collecteur (1) disposé sur un système de pesée (2), et qui peut être vidé grâce au système d'évacuation motorisée (3), par un orifice situé sur la partie haute du collecteur (1), et préférentiellement l'orifice d'entrée. Ce système d'évacuation est solidaire du mât de support (4). The device according to the invention has a collector (1) arranged on a weighing system (2), and which can be emptied using the motorized evacuation system (3), through an orifice located on the upper part of the collector (1), and preferably the inlet orifice. This evacuation system is integral with the support mast (4).
Le calculateur (5) calcule et surveille l'information de masse à partir des données du système de pesée (2) pour connaître la quantité de précipitations tombées dans le collecteur (1). The calculator (5) calculates and monitors the mass information from the data of the weighing system (2) to know the amount of precipitation that has fallen into the collector (1).
Lorsque le calculateur (5) juge opportun, il commande au système d'évacuation motorisée (3) le vidage du collecteur (1) à l'aide du capteur de position angulaire (17). When the computer (5) deems it appropriate, it commands the motorized evacuation system (3) to empty the collector (1) using the angular position sensor (17).
L'information de masse, de capteurs locaux et/ou de surface d'ouverture est télédiffusée par l'intermédiaire du module de communication (6). Ce dernier est préférablement sans fil et notamment de type 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, SigFox ou NB- IoT (non limitatif). Information on mass, local sensors and / or opening surface is broadcast via the communication module (6). The latter is preferably wireless and in particular of the 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, SigFox or NB-IoT type (non-limiting).
Une protection (7) solidaire du support (4) permet de protéger les éléments pesés du vent tout en permettant aux précipitations de s'évacuer ainsi qu'en minimisant les turbulences dues à la présence du dispositif au-dessus de la surface de captation. Un capteur de force multi-axes servant de capteur aérodynamique (8) est possiblement positionné entre la protection (7) et le mât (4) afin de calculer la vitesse du vent par mesure de la force aérodynamique. A protection (7) integral with the support (4) makes it possible to protect the weighed elements from the wind while allowing precipitation to be evacuated as well as minimizing the turbulence due to the presence of the device above the collection surface. A multi-axis force sensor serving as an aerodynamic sensor (8) is possibly positioned between the protection (7) and the mast (4) in order to calculate the wind speed by measuring the aerodynamic force.
Un capteur de température des précipitations (11) permet de mesurer la température des hydrométéores. A precipitation temperature sensor (11) makes it possible to measure the temperature of the hydrometeors.
Un capteur de température de compensation de la pesée (12) permet de compenser le capteur de masse en température. De même, lorsque le système est pourvu d'un capteur aérodynamique (8), un capteur de température de compensation de la force aérodynamique (13) peut permettre de compenser les variations dues à la température. A weighing compensation temperature sensor (12) makes it possible to compensate the mass sensor in temperature. Likewise, when the system is provided with an aerodynamic sensor (8), an aerodynamic force compensation temperature sensor (13) can be used to compensate for variations due to temperature.
Le système peut être alimenté via le réseau électrique, une batterie (9) et/ou une source d'énergie renouvelable (10). Selon une première variante, le système d'évacuation motorisée (3) est situé entre le collecteur (1) et le système de pesée (2). The system can be powered by the power grid, a battery (9) and / or a renewable energy source (10). According to a first variant, the motorized evacuation system (3) is located between the collector (1) and the weighing system (2).
Selon une seconde variante, le système n'est pas connecté à internet et calcule localement la quantité des hydrométéores recueillis, de façon globalement identique à la méthode décrite ci-après, ceci afin de mettre à disposition l'information directement à l'utilisateur local. According to a second variant, the system is not connected to the Internet and locally calculates the quantity of hydrometeors collected, globally identical to the method described below, in order to make the information available directly to the local user. .
Le dispositif selon l'invention peut également enregistrer les données recueillies en vue d'une utilisation ultérieure ou bien en cas de panne de la liaison de télécommunication . The device according to the invention can also record the data collected with a view to subsequent use or else in the event of failure of the telecommunications link.
L'enregistrement des données possède un échantillonnage plus fin pendant les périodes de précipitations que en dehors afin d'optimiser l'utilisation de la mémoire du calculateur (5). The data logging has a finer sampling during periods of precipitation than outside in order to optimize the use of the memory of the computer (5).
Les données sont ensuite transmises au rétablissement de la connexion ou bien téléchargeables lors d'une reconnexion au réseau de communication ou bien à un terminal local. The data is then transmitted when the connection is reestablished or else downloadable when reconnecting to the communication network or to a local terminal.
Le calculateur (5) utilise un algorithme de détection d'impact, dont l'information fusionnée aux mesures d'au moins un des capteurs locaux permet de distinguer les hydrométéores : pluies, neige, grêle, pluie et neige mêlées, bruine, pluie verglaçante, brouillard, rosée... The computer (5) uses an impact detection algorithm, the information of which merged with the measurements of at least one of the local sensors makes it possible to distinguish the hydrometeors: rain, snow, hail, rain and snow mixed, drizzle, freezing rain , fog, dew ...
Un réseau de neurones peut être avantageusement utilisé afin de détecter les signatures de chaque type d'hydrométéore . A neural network can be advantageously used in order to detect the signatures of each type of hydrometeor.
Le comportement des hydrométéores lors de l'évacuation peuvent également donner une information sur le type d'hydrométéores en présence. En effet, des précipitations liquides auront une évacuation progressive en fonction de l'inclinaison alors que les précipitations solides auront tendance à se vider brusquement. L'ensemble du processus de classification peut être scindé en plusieurs étapes dont certaines peuvent être réalisées localement sur le calculateur (5) ou bien sur un ou plusieurs calculateurs distants à partir des informations en provenance du pluviomètre, mais également de données recueillies, comme par exemple celles issues de modèles météorologiques. The behavior of hydrometeors during evacuation can also give information on the type of hydrometeors present. Indeed, liquid precipitation will have a progressive evacuation according to the inclination while solid precipitation will tend to empty suddenly. The whole classification process can be split into several steps, some of which can be carried out locally on the computer (5) or else on one or more remote computers from information from the rain gauge, but also from data collected, such as by example those from meteorological models.
Par ailleurs, le calculateur (5) défini le moment optimal pour commander le vidage du collecteur (1), c'est à dire en dehors des évènements de précipitations. Ceci permet d'avoir une erreur due à l'évacuation quasi nulle. Furthermore, the computer (5) defines the optimum moment for controlling the emptying of the collector (1), ie outside of precipitation events. This makes it possible to have an error due to almost zero evacuation.
A défaut, si le collecteur (1) a dépassé un certain seuil pendant un événement de précipitations, l'évacuation est alors commandée lors d'un moment de faibles précipitations et/ou de précipitations régulières. Ceci permet une meilleure extrapolation au cours de l'opération d'évacuation des précipitations et une meilleure interpolation à l'issue afin de corriger l'erreur inhérente. Failing this, if the collector (1) has exceeded a certain threshold during a precipitation event, the evacuation is then ordered during a time of low precipitation and / or regular precipitation. This allows better extrapolation during the precipitation evacuation operation and better interpolation at the end in order to correct the inherent error.
Ledit seuil, quant à lui, est déterminé en fonction des caractéristiques dimensionnelles du collecteur (1) et du type d'hydrométéore détecté afin de prendre en compte les paramètres particuliers comme par exemple la densité, très différente entre des épisodes pluvieux, neigeux ou grêleux. Said threshold, for its part, is determined according to the dimensional characteristics of the collector (1) and the type of hydrometeor detected in order to take into account the particular parameters such as for example the density, very different between rainy, snowy or hailstorms. .
La quantité des hydrométéores recueillis entre les instants t1 et t2 est déterminée selon un processus déterminé par les étapes suivantes (certaines optionnelles) : étape 1 : filtrage The quantity of hydrometeors collected between times t 1 and t 2 is determined according to a process determined by the following steps (some optional): step 1: filtering
Cette étape consiste à filtrer optionnellement la mesure de masse issue du système de pesée (2) afin de : This step consists of optionally filtering the mass measurement from the weighing system (2) in order to:
- éliminer les perturbations dues au vent par l'application d'un filtre passe-bas numérique de fréquence de coupure très faible (de l'ordre de 0.1 Hz) éliminer les perturbations exceptionnelles comme la chute ou reprise d'objet dans le collecteur (1) ou bien l'atterrissage/décollage de volatile ou d'insecte sur le collecteur. Pour cela, on filtre les augmentations trop rapides de la mesure par rapport aux alentours temporels de l'évènement, mais également les diminutions en dehors des périodes d'évacuation. étape 2 détermination de la masse mc(t) des précipitations contenues dans le collecteur (1) mc(t) est obtenue par différence entre la mesure courante de la masse mesurée par le système de pesée (2) md(t) et sa mémorisation md(tfei) effectuée après la dernière évacuation, c'est à dire à l'instant tfei. étape 3 : détermination optionnelle de la correction de masse me(i) correspondant à l'évaluation de la masse de précipitation qui aurait été ajoutée entre les instants de début et de fin de la ième évacuation, respectivement tdei et tfei : avec : - eliminate disturbances due to wind by applying a digital low-pass filter with a very low cutoff frequency (around 0.1 Hz) eliminate exceptional disturbances such as the fall or recovery of an object in the collector (1) or the landing / take-off of birds or insects on the collector. To do this, we filter the excessively rapid increases in the measurement compared to the temporal surroundings of the event, but also the decreases outside the evacuation periods. step 2 determination of the mass mc (t) of the precipitation contained in the collector (1) mc (t) is obtained by the difference between the current measurement of the mass measured by the weighing system (2) md (t) and its storage md (tfe i ) performed after the last evacuation, ie at time tfe i . step 3: optional determination of the mass correction me (i) corresponding to the evaluation of the mass of precipitation that would have been added between the start and end times of the i th evacuation, respectively tde i and tfe i : with:
- rp(t) le taux de précipitation massique moyen à- rp (t) the average mass precipitation rate at
1'instant t 1'instant t
- tdei instant de début de la ième évacuation - tde i start time of the i th evacuation
- tfei instant de fin de la ième évacuation étape 4 détermination de la masse précipitée corrigée à l'instant t mp(t), masse ayant pour référence une date considérée comme initiale pour l'appareil, pouvant être par exemple sa date d'installation En dehors d'une manœuvre d'évacuation : - tfe i end instant of the i th evacuation step 4 determination of the precipitated mass corrected at the instant t mp (t), mass having for reference a date considered as initial for the device, which may for example be its date d 'installation Outside of an evacuation maneuver:
Pendant la ième évacuation : avec : - md(t) mesure courante de la masse mesurée par le système de pesée (2) tdek instant de début de la kème évacuation tfek instant de fin de la kème évacuation During the i th evacuation: with: - md (t) current measurement of the mass measured by the weighing system (2) t of k start time of the k th evacuation tfe k end time of the k th evacuation
- i l'indice de la dernière évacuation réalisée ou de l'évacuation en cours - the index of the last evacuation carried out or the evacuation in progress
- me(k) correction de masse déterminée à l'étape précédente rp(t) le taux de précipitation massique moyen à l'instant t - me (k) mass correction determined in the previous step rp (t) the average mass precipitation rate at time t
- me(0)=0 - me (0) = 0
Si me(k) n'a pas été déterminée à l'étape précédente prendre me(k)=0 étape 5 : détermination de la quantité en mm des précipitations tombées entre les instants t et t2 selon la relation suivante : avec : h hauteur de précipitation en mm mp(t) la masse des précipitations àIf me (k) was not determined in the previous step, take me (k) = 0 step 5: determination of the quantity in mm of the precipitation that fell between the instants t and t 2 according to the following relation: with: h height of precipitation in mm mp (t) the mass of precipitation at
1'instant t en g 1'instant t in g
- d la densité des précipitations S la surface d'entrée horizontale du collecteur en cm2 - d the density of precipitation S the horizontal inlet surface of the collector in cm 2
Il est possible également d'exprimer cette hauteur en équivalent d'eau liquide en utilisant la densité de l'eau liquide quelque soit le type de précipitation. It is also possible to express this height in liquid water equivalent by using the density of liquid water regardless of the type of precipitation.
Le système concerne également un procédé de détermination du type d'hydrométéores par l'analyse d'au moins un des paramètres suivants : The system also relates to a method for determining the type of hydrometeors by analyzing at least one of the following parameters:
- détection de l'empreinte numérique (masse, temps de montée, oscillations, ...) de l'impact des précipitations dans le collecteur mesurée grâce au système de pesée - detection of the digital imprint (mass, rise time, oscillations, etc.) of the impact of precipitation in the collector measured using the weighing system
- caractérisation du comportement des hydrométéores lors de l'évacuation, une diminution de la valeur pesée continue au cours de l'évacuation indiquant des précipitations principalement liquides et une diminution brusque indiquant des précipitations solides en utilisant le système de pesée (2) et le capteur de position angulaire (17). - characterization of the behavior of hydrometeors during evacuation, a decrease in the continuous weighing value during evacuation indicating predominantly liquid precipitation and a sudden decrease indicating solid precipitation using the weighing system (2) and the sensor angular position (17).
- mesure du capteur aérodynamique (8) - measurement of the aerodynamic sensor (8)
- mesure de température des précipitations (11)- precipitation temperature measurement (11)
- mesure de compensation de la pesée (12) - weighing compensation measure (12)
- mesure de compensation de la force aérodynamique- aerodynamic force compensation measurement
(13) (13)
- mesure de température locale (14) - local temperature measurement (14)
- mesure d'hygrométrie (15) - hygrometry measurement (15)
Un réseau de neurones est utilisé afin de détecter les signatures de chaque type de précipitation à partir des paramètres listés ci-dessus. A neural network is used to detect the signatures of each type of precipitation from the parameters listed above.
Le système d'évacuation motorisée (3) déplace le collecteur (1) selon un mouvement composé d'une translation vers le haut et d'une rotation afin de renverser les précipitations collectées à l'extérieur de la protection (7). Ce mouvement est contrôlé par le calculateur (5) grâce au capteur de position angulaire (17). Selon une première variante, un contrepoids ou un élément élastique vient aider le mouvement. The motorized evacuation system (3) moves the collector (1) in a movement composed of an upward translation and a rotation in order to reverse the precipitations collected outside the protection (7). This movement is controlled by the computer (5) using the position sensor angular (17). According to a first variant, a counterweight or an elastic element helps the movement.
Le dispositif selon l'invention possède un système de réglage afin de rendre la surface d'entrée du collecteur parfaitement horizontale. The device according to the invention has an adjustment system in order to make the inlet surface of the collector perfectly horizontal.
Selon une variante simplifiée, le système d'évacuation motorisée (3) effectue un simple basculement du collecteur (1). L'axe de pivot est horizontal et passe à proximité du centre de gravité du collecteur. According to a simplified variant, the motorized evacuation system (3) simply tilts the collector (1). The pivot axis is horizontal and passes near the center of gravity of the manifold.
Un contrepoids ou un élément élastique peuvent venir optionnellement aider le mouvement. A counterweight or an elastic element can optionally help the movement.
L'actionneur est un motoréducteur, éventuellement de type servomoteur. The actuator is a geared motor, possibly of the servomotor type.
Le calculateur (5) possède des algorithmes afin de filtrer les effets indésirables des rafales de vents, des oiseaux qui se poseraient sur le dispositif, des objets ou insectes qui tomberaient dans le collecteur (1), de l'évaporation, ... The computer (5) has algorithms in order to filter the undesirable effects of gusts of wind, birds which land on the device, objects or insects which fall into the collector (1), evaporation, etc.
Afin d'économiser l'énergie, le système se met en veille périodiquement lors des périodes de non-précipitation. La périodicité de cette veille est définie en fonction des paramètres mesurés localement, mais aussi potentiellement en fonction d'informations reçues via le module de communication (6). In order to save energy, the system goes to sleep periodically during periods of non-precipitation. The periodicity of this watch is defined as a function of the parameters measured locally, but also potentially as a function of information received via the communication module (6).
Un capteur de température de l'air ambiant (14) et d'hygrométrie (15) peuvent être adjoint au dispositif afin d'améliorer la détection des périodes de pluie et de brouillard, tout en ajoutant un paramètre mesuré à destination des utilisateurs. Ces informations pourront également nourrir le réseau de neurone dans le but d'améliorer la détermination de signature des différents hydrométéores. Un capteur de positionnement par satellite (16) peut également équiper le dispositif afin de connaître simplement et de manière fiable la position d'implantation du dispositif. An ambient air temperature (14) and humidity (15) sensor can be added to the device in order to improve the detection of periods of rain and fog, while adding a measured parameter for users. This information can also feed the neural network in order to improve the signature determination of the various hydrometeors. A satellite positioning sensor (16) can also equip the device in order to know simply and reliably the implantation position of the device.
Enfin, un capteur de position angulaire permet de contrôler l'inclinaison du collecteur (1) et donc l'évacuation des hydrométéores collectés. Finally, an angular position sensor makes it possible to control the inclination of the collector (1) and therefore the evacuation of the hydrometeors collected.
Selon un mode particulier de réalisation, l'actionneur du système d'évacuation (3) est un motoréducteur et le capteur de position angulaire (17) est un codeur incrémental optique avec top zéro et/ou un ensemble accéléromètre 3 axes et gyroscope 3 axes. Le support (4) est un mât métallique de section circulaire et résistant à l'oxydation. Il est ancré au sol par une platine métallique scellée sur un support en béton (ou équivalent). According to a particular embodiment, the actuator of the evacuation system (3) is a geared motor and the angular position sensor (17) is an optical incremental encoder with zero mark and / or a 3-axis accelerometer and 3-axis gyroscope assembly. . The support (4) is a metal pole of circular section and resistant to oxidation. It is anchored to the ground by a metal plate sealed on a concrete support (or equivalent).
Le système d'évacuation motorisée (3) possède un réglage afin d'incliner plus ou moins le collecteur (1). L'ensemble mécanique (1+2+3) peut effectuer une rotation autour du support (4). La conjonction de ces deux possibilités permet au dispositif de présenter une surface d'entrée parfaitement horizontale, même si le mât de support (4) n'est pas parfaitement vertical. The motorized exhaust system (3) has an adjustment to more or less tilt the collector (1). The mechanical assembly (1 + 2 + 3) can rotate around the support (4). The conjunction of these two possibilities allows the device to present a perfectly horizontal inlet surface, even if the support mast (4) is not perfectly vertical.
Dans ce mode particulier de réalisation, la protection (7) possède la forme d'un cône tronqué dont la grande base est dirigée vers le haut. Les petite et grande bases possèdent des arrondis en direction de l'horizontale afin de limiter les turbulences aérodynamiques. In this particular embodiment, the protection (7) has the shape of a truncated cone, the large base of which is directed upwards. The small and large bases are rounded in a horizontal direction to limit aerodynamic turbulence.
Dans ce mode particulier de réalisation, l'extérieur du collecteur (1) présente sur sa partie supérieure une collerette destinée à limiter l'effet de mouillage extérieur, premièrement en limitant la surface mise en jeu grâce à sa hauteur réduite et en créant un larmier (ou goutte d'eau) afin de se débarrasser des gouttelettes sans qu'elles transitent via la partie inférieure du collecteur (1). In this particular embodiment, the exterior of the collector (1) has on its upper part a collar intended to limit the external wetting effect, firstly by limiting the surface involved thanks to its reduced height and by creating a drip edge. (or drop of water) so to get rid of the droplets without them passing through the lower part of the collector (1).
Cette collerette est verticale, ce qui aide grandement les gouttelettes à se diriger vers le larmier. Enfin, elle possède également une ligne inférieure présentant des minimums et maximums d'altitude et constituant de multiples larmiers dans le larmier afin de concentrer les gouttes d'eau présente en vue d'accélérer leur chute. This collar is vertical, which greatly helps the droplets to move towards the drip tray. Finally, it also has a lower line with minimums and maximums of altitude and constituting multiple drip holes in the drip tray in order to concentrate the drops of water present in order to accelerate their fall.
Il est donc très précis, économique, avec une faible consommation électrique, capable de mesurer tout type d'hydrométéores précipitants, en temps réel, sans risques d'obstruction et donc avec peu d'entretien, limitant les problèmes de turbulences et l'imprécision due au vent, quasiment sans effet de 'mouillage', de retard ou bien encore d'évaporation . It is therefore very precise, economical, with low power consumption, capable of measuring any type of precipitating hydrometeor, in real time, without risk of obstruction and therefore with little maintenance, limiting problems of turbulence and imprecision. due to the wind, almost without effect of 'wetting', delay or even evaporation.
Le dispositif selon l'invention est capable de mesurer des masses avec une précision de 0.3g. Si la surface d'entrée est de 300cm2, cela implique une précision de mesure de 0.01mm, là où l'Organisation Mondiale de la Météorologie recommande 0.2mm. The device according to the invention is capable of measuring masses with an accuracy of 0.3 g. If the entrance area is 300cm 2 , this implies a measurement accuracy of 0.01mm, where the World Meteorological Organization recommends 0.2mm.
Le dispositif selon l'invention est également capable de mesurer tout type d'hydrométéores et est sans risque d'obstruction puisque ces derniers tombent directement dans le collecteur et sont évacués ensuite par le même orifice par retournement du collecteur. The device according to the invention is also capable of measuring any type of hydrometeor and is without risk of obstruction since the latter fall directly into the collector and are then discharged through the same orifice by inverting the collector.
Pour la même raison, il est également sans effet de mouillage intérieur et sans retard. Il peut dans certaines conditions subir un léger mouillage extérieur, mais sans commune mesure avec le mouillage affectant les pluviomètres de l'art antérieur puisque la surface présentée est bien inférieure et également verticale. For the same reason, it is also without interior wetting effect and without delay. It may under certain conditions undergo a slight external wetting, but without any common measure with the wetting affecting the rain gauges of the prior art since the surface presented is much less and also vertical.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à mesurer la quantité d'hydrométéores recueillis sur le lieu d'implantation caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur (1) associé à un système de pesée (2), ledit collecteur (1) présentant un système de vidange motorisée (3) solidaire du support (4), ledit dispositif comportant en outre un calculateur (5) recevant les informations numériques de masse générées par ledit système de pesée (2) pour connaître la quantité d'hydrométéores recueillis par le collecteur (1) et commandant ledit système de vidange motorisée (3). 2 - Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il possède un ensemble de capteurs, composé d'au moins un des éléments suivants, transmettant des informations numériques audit calculateur (5) : - un capteur de force aérodynamique (8) permettant la mesure du vent - un capteur de température des précipitations (11) permettant de mesurer la température des précipitations - un capteur de température (12) positionné sur ledit système de pesée (2) afin de compenser les défauts de mesure dus à la température de ce dernier - un capteur de température (13) positionné sur ledit capteur de force aérodynamique (8) afin de compenser les défauts de mesure dus à la température de ce dernier - un capteur de température de l'air ambiant (14) un capteur d'hygrométrie (15) permettant d'améliorer la détection des périodes de pluie - un capteur de positionnement par satellite (16) permettant de connaître de façon fiable et précise le lieu d'implantation du dispositif - un capteur de position angulaire (17) du collecteur CLAIMS 1 - Device intended to measure the quantity of hydrometeors collected on the site of implantation characterized in that it comprises a collector (1) associated with a weighing system (2), said collector (1) having a system of motorized emptying (3) integral with the support (4), said device further comprising a computer (5) receiving the digital mass information generated by said weighing system (2) to know the quantity of hydrometeors collected by the collector (1) ) and controlling said motorized emptying system (3). 2 - Device according to the preceding claim characterized in that it has a set of sensors, composed of at least one of the following elements, transmitting digital information to said computer (5): - an aerodynamic force sensor (8) allowing the wind measurement - a precipitation temperature sensor (11) for measuring the temperature of the precipitation - a temperature sensor (12) positioned on said weighing system (2) in order to compensate for measurement faults due to the temperature of this last - a temperature sensor (13) positioned on said aerodynamic force sensor (8) in order to compensate for measurement faults due to the temperature of the latter - a temperature sensor of the ambient air (14) a sensor of hygrometry (15) making it possible to improve the detection of periods of rain - a satellite positioning sensor (16) making it possible to reliably and precisely know the location of the device - a p sensor angular position (17) of the manifold
(1) 3 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un élément de protection (7) de forme conique tronquée destiné à l'évacuation des hydrométéores, dont la grande base est dirigée vers le haut et dont les petite et grande bases possèdent des arrondis en direction de l'horizontale afin de limiter les turbulences aérodynamiques, notamment au-dessus de la surface de captation. (1) 3 - Device according to one of the preceding claims characterized in that it comprises a protective element (7) of truncated conical shape for the evacuation of hydrometeors, the large base of which is directed upwards and of which the small and large bases are rounded in the direction of the horizontal in order to limit aerodynamic turbulence, in particular above the capture surface.
4 - Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit élément de protection (7) est solidaire d'un mât (4), par l'intermédiaire d'un capteur de force multi-axes (8) permettant de mesurer les composantes horizontales des forces aérodynamiques produites par le vent. 4 - Device according to the preceding claim characterized in that said protective element (7) is integral with a mast (4), via a multi-axis force sensor (8) for measuring the horizontal components aerodynamic forces produced by the wind.
5 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit système de vidange motorisée (3) déplace le collecteur (1) selon un mouvement de basculement composé d'une éventuelle translation vers le haut afin de renverser les précipitations collectées à l'extérieur de la protection (7). 5 - Device according to one of the preceding claims characterized in that said motorized emptying system (3) moves the collector (1) in a tilting movement consisting of a possible upward translation in order to reverse the precipitation collected at the outside of the protection (7).
6 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit calculateur (5) est commandé par un programme d'ordinateur commandant la détermination de l'instant optimal d'évacuation des précipitations selon les critères suivants : 6 - Device according to one of the preceding claims characterized in that said computer (5) is controlled by a computer program controlling the determination of the optimum time for evacuation of precipitation according to the following criteria:
- prioritairement, un instant situé en dehors des évènements de précipitations - as a priority, an instant located outside the precipitation events
- ou bien à défaut lors d'un moment de précipitations faibles et/ou régulières si le collecteur a dépassé un certain seuil déterminé en fonction des caractéristiques dimensionnelles du collecteur (1) et du type de précipitation détecté afin de prendre en compte les paramètres particuliers comme par exemple la densité, très différente entre des épisodes pluvieux et neigeux. 7 - Procédé de détermination de la quantité d'hydrométéores présents dans le collecteur (1) d'un dispositif conforme à l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - or failing this during a moment of low and / or regular precipitation if the collector has exceeded a certain threshold determined according to the dimensional characteristics of the collector (1) and the type of precipitation detected in order to take into account the particular parameters as for example the density, very different between rainy and snowy episodes. 7 - Method for determining the quantity of hydrometeors present in the collector (1) of a device according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps:
- une première étape optionnelle de filtrage consistant à filtrer la mesure de masse issue du système de pesée (2) afin d'éliminer tout ou partie des perturbations suivantes : - a first optional filtering step consisting in filtering the mass measurement from the weighing system (2) in order to eliminate all or part of the following disturbances:
• les perturbations dues au vent par l'application d'un filtre passe-bas numérique de fréquence de coupure très faible (de l'ordre de 0.1 Hz) • wind disturbances by the application of a digital low-pass filter with a very low cut-off frequency (of the order of 0.1 Hz)
• les perturbations exceptionnelles comme la chute ou reprise d'objet dans le collecteur (1) ou atterrissage/décollage de volatile ou d'insecte sur le collecteur par un filtrage des augmentations rapides de la mesure par rapport aux alentours temporels de l'évènement, et les diminutions en dehors des périodes d'évacuation. • exceptional disturbances such as the fall or recovery of an object in the collector (1) or the landing / take-off of birds or insects on the collector by filtering the rapid increases in the measurement compared to the temporal surroundings of the event, and decreases outside of evacuation periods.
- une deuxième étape de détermination de la masse mc(t) des précipitations contenues dans le collecteur (1), mc(t) étant obtenue par différence entre la mesure courante de la masse mesurée par le système de pesée (2) md(t) et sa mémorisation md(tfei) effectuée après la dernière évacuation, c'est à dire à l'instant tfei. - a second step of determining the mass mc (t) of the precipitation contained in the collector (1), mc (t) being obtained by the difference between the current measurement of the mass measured by the weighing system (2) md (t ) and its memorization md (tfe i ) carried out after the last evacuation, that is to say at the instant tfe i .
Avec With
8 — Procédé de détermination de la quantité des hydrométéores recueillis entre les instants t et t2 selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte au moins une des étapes suivantes : 8 - Method for determining the quantity of hydrometeors collected between times t and t 2 according to the preceding claim, characterized in that it comprises at least one of the following steps:
- une troisième étape de détermination de la correction de masse me(i) correspondant à l'évaluation de la masse de précipitation qui aurait été ajoutée entre les instants de début et de fin de la ième évacuation, respectivement tdei et tfei : avec : - a third step of determining the mass correction me (i) corresponding to the evaluation of the mass of precipitation which would have been added between the start and end times of the i th evacuation, respectively tde i and tfe i : with:
- rp(t) le taux de précipitation massique moyen en à l'instant t - rp (t) the average mass precipitation rate at time t
- tdei instant de début de la ième évacuation- tde i start time of the i th evacuation
- tfei instant de fin de la ième évacuation une quatrième étape de détermination de la masse précipitée corrigée à l'instant t mp(t), masse ayant pour référence une date considérée comme initiale pour l'appareil,- tfe i end time of the i th evacuation a fourth step of determining the precipitated mass corrected at time t mp (t), mass having for reference a date considered as initial for the device,
- une cinquième étape de détermination de la quantité en mm des précipitations tombées entre les instants ti et t2 selon la relation suivante : avec : a fifth step of determining the quantity in mm of the precipitation that has fallen between the instants ti and t 2 according to the following relation: with:
- h hauteur de précipitation en mm - h precipitation height in mm
- mp(t) la masse des précipitations à l'instant t en g- mp (t) the mass of precipitation at time t in g
- d la densité des précipitations - d the density of precipitation
- S la surface d'entrée horizontale du collecteur en cm2 - S the horizontal inlet surface of the collector in cm 2
9 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il transmet les informations & caractéristiques locales (masse, mesures des capteurs locaux et/ou valeur de la surface d'ouverture, ...) de façon télédiffusée par l'intermédiaire du système de communication (6). 9 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that it transmits the information & local characteristics (mass, measurements of local sensors and / or value of the opening area, ...) so broadcast by the communication system intermediary (6).
10 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il peut être alimenté via le réseau électrique, une batterie (9) et/ou une source d'énergie renouvelable (10). 10 - Device according to one of the preceding claims characterized in that it can be supplied via the electrical network, a battery (9) and / or a renewable energy source (10).
11 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il présente un mode de fonctionnement dégradé lorsque la communication n'est pas établie avec le serveur. 11 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that it has a degraded operating mode when communication is not established with the server.
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