EP4025941A1 - Dispositif pluviomètre - Google Patents

Dispositif pluviomètre

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Publication number
EP4025941A1
EP4025941A1 EP20764431.1A EP20764431A EP4025941A1 EP 4025941 A1 EP4025941 A1 EP 4025941A1 EP 20764431 A EP20764431 A EP 20764431A EP 4025941 A1 EP4025941 A1 EP 4025941A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rain gauge
measuring means
gauge device
water collector
rain
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
EP20764431.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bruno BOISSENIN
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.)
Sencrop
Original Assignee
Sencrop
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 Sencrop filed Critical Sencrop
Publication of EP4025941A1 publication Critical patent/EP4025941A1/fr
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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups

Definitions

  • the present invention relates to the field of rainfall and to an automatic drainage rain gauge device, in particular to an automatic drainage rain gauge device measuring the weight of the rain.
  • Such devices are known in the art, for example from WO2015 / 148320 or WO201 7/160239.
  • a rain gauge device is equipped with a container for collecting precipitation.
  • Different types of rain gauge devices exist. For example, volume counting rain gauges are used. The method of this automatic rain gauge involves guiding the precipitation into small containers that empty automatically when they are full and counting the number of times they empty. Since their volume is known, we can automatically add up the volume of water that has fallen.
  • These automatic rain gauges are tipping bucket rain gauges.
  • the reliability of the strain gauge is a crucial point for this type of rain gauge and this component is often not stable over time.
  • these types of devices are very sensitive to external disturbances, such as wind vibrations, or the passage of birds, tractors on the ground, which disturb the measurement of the weight of the rain.
  • they are also sensitive to temperature variations.
  • the rain gauge described in WO2015 / 148320, the rain gauge comprises an armature magnetically coupled to a magnet offering resistance to the weight of the fluid collected.
  • the weight of the collected fluid once it is sufficient or exceeds a threshold, can constitute a force opposite to the magnetic attraction force and cause the collecting vessel to pivot from a collecting and measuring position to a position. discharge of the fluid.
  • the use of a magnet allows the collecting container to return to its initial position once unloaded and not to remain in an intermediate position between the discharge position and the collection position, as can be the case. when the collecting vessel tilts due to the weight of the collected fluid only.
  • the use of a magnet at the level of the collecting container can disturb the measurement of the force sensor.
  • the magnet used is an electromagnet, as for example in JP S61 79184 A, the device then requires a significant higher power consumption compared to the use of a counterweight or magnet at the level of the collecting container. .
  • the devices of the state of the art which make it possible to have temporal information on the rain, that is to say for example to know the start of the rain, or to have more information on the type of rain, such as heavy rain with large drops or fine rain, are systems that are constantly on and require a continuous supply, severely limiting their energy autonomy, or even their place of installation.
  • state-of-the-art rain gauge devices are generally used in the field of meteorology, for which they require daily or weekly monitoring for their maintenance.
  • these are devices that are not suitable for agriculture or the use of agricultural machinery in the field can interfere with the measurements.
  • the object of the present invention is to improve the reliability of the determination of the rainfall measurement by an automatic drain pluviometer device which makes it possible to measure the pluviometry in a precise and more efficient manner by providing further information on the rain, compared to the device of the state of the art, for a suitable use in the agricultural field
  • the object of the invention is therefore to overcome the drawbacks described above by providing a rain gauge device comprising a water collector configured to receive water, being movable between a water collection position and a water collection position. emptying, a measuring means configured to measure a parameter representative of a weight measurement, characterized in that the device may further comprise a control unit configured to use a measuring means to perform a plurality of weight measurements.
  • the measuring means may be a force sensor configured to perform a plurality of weight measurements.
  • the device of the present invention makes it possible to measure a variation in weight throughout the measurement of rainfall.
  • the device performs a plurality of weight measurements at several given times, that is to say not only at the time of tilting.
  • the plurality of measurements makes it possible to have a representative sample of the weight taking into account several external factors (vibrations, winds) and an average value of the weight measurement can be obtained.
  • the force sensor can be a support element connected at one end to the water collector and at its other end to a support, in particular the support element is a beam.
  • the support element is a beam.
  • the force sensor can be configured to be mechanically isolated from the casing, in particular thanks to the support.
  • the force sensor is not mechanically coupled directly to the envelope of the device.
  • This mechanical decoupling between the measuring means and the envelope makes it possible to reduce the transmission of vibration from the envelope to the measuring means, and thus makes it possible to reduce the influence of external parameters such as vibrations due to the wind or vibrations from the ground. on the measuring means and thus makes it possible to improve the quality of the measurements made by the measuring means.
  • the measuring means may comprise a Wheatstone bridge, said measuring means being able to be configured to measure a plurality of electrical resistance measurements.
  • the Wheatstone bridge is a known state-of-the-art system having four resistors connected together, three of which are known and fixed and one resistance is unknown and variable.
  • the Wheatstone bridge makes it possible to measure the variation of the unknown resistance and to associate it with a measured parameter.
  • the Wheatstone bridge is used to also reduce the impact of temperature differences on the measurement.
  • the other three resistances are also continuously measured. All of the resistances change in the same way as the temperature changes.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce the sensitivity of the rainfall measurements to temperature variations, unlike the device of the state of the art which has a high sensitivity to temperatures.
  • control unit can be configured to reset the measuring means after tilting of the water collector.
  • the device of the present invention makes it possible to avoid measurement drifts due to water evaporation because the weight measurement is reset to zero at the start of each rain.
  • the measurements made by the device according to the invention are more reliable and precise than in the devices of the state of the art.
  • control unit can be configured to reset the measuring means after tilting of the water collector, taking into account the tare of the water collector.
  • the rain gauge device as described above may further include a tilt detection means, in particular a switch, in particular a flexible reed switch.
  • a tilt detection means in particular a switch, in particular a flexible reed switch.
  • control unit can be configured to trigger a measurement of the measuring means when the water collector is tilted and when the water collector has returned to its water collection position.
  • the device makes it possible to obtain a measurement at the time of the tilting and therefore to obtain a precise measurement of the rainfall, as well as to start the measurements again precisely, at a given time and with a given weight.
  • the device can be configured such that the control unit can be put on standby and can further include a trigger means configured to wake up the control unit.
  • the device of the present invention makes it possible to interrogate the control unit when necessary, and does not require continuous power consumption, thus making it possible to reduce the energy consumption of the rain gauge device.
  • the triggering means can be configured to wake up the control unit when the threshold of the parameter representative of a weight measurement of the measuring means is exceeded.
  • the trigger means can be configured to wake up the control unit when a low threshold is exceeded or to wake up the control unit when a threshold is exceeded. high.
  • the measurements made by the device are more reliable and precise than in the devices of the state of the art, because they take into account the phenomenon of evaporation and make it possible to separate the evaporation from the rainfall measurement when a weight measurement is taken.
  • the device can comprise a temperature measuring means and / or a humidity measuring means and in which the control unit can be configured to take into account the temperature and / or the humidity level during of weight determination.
  • the rain gauge device can obtain data on parameters external to the device, such as air temperature, humidity level and allows to obtain a more reliable measurement of the rain measurement, compared to the device. of the state of the art.
  • control unit can be configured to detect the presence or absence of dew as a function of temperature and / or humidity.
  • the rain gauge device can obtain data on parameters external to the device, such as air temperature and humidity level. These ambient parameters make it possible to determine the phenomenon of dew, which can have an influence on the measurement of the rainfall carried out.
  • being able to determine the dew from these ambient parameters makes it possible to obtain a measurement of the “real” rain without the dew, and therefore a more reliable measurement of the measurement of the rain, compared to the device of the state of. art.
  • the pluviometer device can comprise an envelope, such that the water collector and the measuring system are positioned inside the envelope, characterized in that the envelope comprises a central portion comprising a side wall at least partially curved laterally towards the inside of the casing, in particular in combination with a flared upper portion and / or a flared lower portion.
  • the curved shape of the central portion of the casing in particular in combination with the upper and lower flared portions of the casing allow the casing to have an aerodynamic shape and reduce the wind resistance of the rain gauge device, unlike to a rectilinear vertical cylindrical shape of the envelopes of the state of the art.
  • the rain gauge device of the present invention makes it possible to make rainfall measurements by reducing the disturbance on the raindrops and the vibrations on the structure linked to the wind in the measurement, therefore a better reliability of the measurements is obtained with this device, compared to the devices of the state of the art.
  • the rain gauge device may further comprise a second measuring means, the second measuring means being a means for measuring the vibration of the water collector being located at the level of the water collector.
  • the device of the present invention makes it possible to obtain further information on the rain that has fallen, for example the type of rain, fine or heavy rain, dense, as well as for example temporal information, such as the duration of the rain and the start of the rain.
  • This thus allows the device of the present invention to obtain more precise rainfall measurements compared to the devices of the state of the art, since the measurement made by the device of the present invention comprises more information than a state of the art device.
  • the rain gauge device may include a third measuring means, the third measuring means being a vibration measuring means located at the level of the envelope and / or at the level of a support.
  • the third vibration means being located at the level of the envelope or of an external support makes it possible to obtain information on the external disturbances, such as the vibrations due to the wind or the vibrations of the ground and thus make it possible to take them into account for a better evaluation of the rainfall measurements made by the device.
  • the measuring means can be an accelerometer to measure the impact of the wind. This vibration means makes it possible to learn vibration information related to phenomena other than rain, to eliminate measurement noise and therefore to refine the measurement of rain.
  • the vibration measuring means of the second and / or third means may be an accelerometer or a piezoelectric sensor.
  • a piezoelectric sensor supplies a voltage proportional to the shocks it receives.
  • the additional vibration measurement on the water collector provides precise and reliable information on the type of rain and on the duration and onset of the rain, information that is not obtained. in the state-of-the-art rain gauge device, and which influence the measurement.
  • the device may comprise an autonomous device for supplying energy, in particular electrical, solar, wind or thermal energy. As the device has reduced energy consumption, it can be used without connection to an electrical network.
  • the autonomous device for supplying energy for example a battery, a photovoltaic sensor, makes it possible to obtain a measuring device which is essentially autonomous in energy. This allows the installation of the measuring device in several places of a field, for example for the agricultural field, without needing installation of electric lines.
  • FIG. 1a shows a side view of the rain gauge device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1b shows a side view of the rain gauge device according to a variant of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 1c shows a side view of the rain gauge device according to another variant of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a front view of the rain gauge device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3a shows a three-dimensional (3D) view of the rain gauge device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3b shows a 3D view from above of the rain gauge device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3c represents a view in 3D from below of the rain gauge device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a side view of the rain gauge device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5a shows a side view of the rain gauge device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5b shows a diagram of the measuring means according to the third embodiment of the invention shown in FIG. 5a.
  • FIG. 6 shows a side view of the rain gauge device according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 7 shows a side view of the rain gauge device according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 8a shows a side view of the rain gauge device according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 8b shows a side view of the rain gauge device according to a seventh embodiment of the invention.
  • FIG. 1a represents a rain gauge device 100 according to a first embodiment of the invention.
  • the rain gauge device 100 comprises a casing 102, a water collector 104, itself comprising a container 105, and a measuring means 106.
  • the casing 102 is an outer casing such that the water collector 104 and the measuring means 106 are positioned inside the casing 102.
  • the outer casing 102 is made of. one piece but in one variant it can be assembled from several pieces.
  • the envelope 102 has an elongated shape in the vertical direction Z with an upper portion 108, a lower portion 110 and a central portion 112.
  • the upper portion 108 is located on the upper part of the envelope 102, directed towards the sky and the lower portion 110 is located on the lower part of the casing 102, directed towards the ground when the rain gauge device 100 is in use.
  • the central part 112 of the envelope 102 is recessed and comprises a side wall 118.
  • the envelope 102 comprises an opening 114, preferably circular with a diameter d1, in its upper portion 108, on a face 108a of the upper portion 108 through which the water enters the rain gauge device 100.
  • the diameter di of the opening 114 determines the water collection area.
  • the diameter di is defined by the World Meteorological Organization (WMO) and makes it possible to ensure a reliable measurement of the rainfall by the device.
  • WMO World Meteorological Organization
  • the diameter di of the opening 114 is between 200cm 2 and 500cm 2 , which corresponds to the standard, in particular between 200cm 2 and 300cm 2 .
  • the standard is defined in the “Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation” WMO-No.8, 2017 update.
  • the upper portion 108 comprises in its interior an internal vertical wall 115 terminating in a funnel shape 116, being located at the upper level of the central part 112 of the casing 102.
  • the funnel shape 116 is positioned centrally at the top. 'inside the casing 102, along the central axis Z, so that the water which enters through the opening 114 of the upper portion 108 of the casing 102 is collected by the funnel shape 116.
  • the funnel shape 116 of the inner part of the envelope 102 includes a marked slope with an angle a greater than 45 ° to limit the splashing of water out of the envelope 102, for example if the precipitation is heavy.
  • the vertical wall 115 extending from the funnel shape 116 the internal part of the casing 102 is protected from wind and debris.
  • the upper portion 108 of the envelope 102 is of flared shape between its face 108a at the end and a part 108b towards the central portion 112 of the envelope 102.
  • the flaring of the upper part 108 of the casing 102 ensures better aerodynamics of the casing 102 and therefore of the device 100.
  • the funnel shape 116 inside the casing 102 has a diameter d 3 being less than the diameter di of the opening 114 of the upper portion 108 of the casing 102.
  • the upper portion 108 further comprises a filter means.
  • This filtering means removes impurities present in the rain or in the inlet of the upper portion.
  • the wall 118 of the central portion 112 of the casing 102 is at least partially curved over a portion 120 of the wall 118.
  • the curved portion 120 of the wall 118 is curved horizontally inwardly of the casing 102.
  • the curved portion 120 is visible on the left part of the wall 118 of the central portion 112 of the casing 102, while the right part of the wall 118 is shown as a rectilinear part.
  • the curved shape of a portion 120 of the central portion 112 of the casing 102 in combination with the upper 108 and lower 110 flared portions of the casing 102 allow the casing 102 to have a more aerodynamic shape and reduce the wind-up of the rain gauge device 100, unlike a straight vertical cylindrical shape of the envelopes of the state of the art rain gauge devices.
  • the lower portion 110 of the casing 102 also has a flared or bevelled outer shape, so that the face 110a of the lower portion 110 situated on the side of the central part 118 is wider than the face 110b of the lower portion 110 located on the ground side when using the rain gauge device 100.
  • the casing 102 further comprises a lower surface 122, here in the form of a cover, positioned at the level of the lower face 110b to close the lower portion 110 of the casing 102.
  • the flaring of the lower portion 110 of the casing 102 ensures better aerodynamics of the casing 102 and therefore of the device 100.
  • the casing 102 has a recess 140 at the level of the lower flared portion 110 of the casing 102. This recess 140 allows the passage of cables necessary for the electrical connections inside the device 100.
  • the rain gauge device 100 further comprises a support 124.
  • the support 124 includes a portion 123 which extends from the lower surface 122 of the rain gauge device 100 outwardly, preferably vertically along the direction. Z.
  • the support 124 is configured in such a way that it allows the rain gauge device 100 to be planted in the ground and thus allows a solid and secure fixing of the rain gauge device 100.
  • the rain gauge device 100 can comprise several supports. 124.
  • the support 124 makes it possible to place the rain gauge device 100 on the ground in a safe manner, such as for example a tripod.
  • the casing 102 of the rain gauge device 100 is connected to the support 124 by the lower surface 122 of the casing 102 in a fixed but removable manner, for example by using screws and nuts.
  • the support 124 preferably has a rigidity and an anchoring interface chosen such that vibrations of the casing due to the wind and / or to external vibrations, for example vibrations of the ground, are not transmitted to the elements positioned on the ground. inside the envelope. The support 124 thus makes it possible to position the rain gauge device 100 in an agricultural field, in which the passage of agricultural machinery does not interfere with the operation of the rain gauge device 100.
  • the connection between the envelope 102 and the support 124 allows the envelope 102 to be provided with a secure and secure attachment to the device 100 and thus makes it possible to reduce the sensitivity of the envelope 102, as well as that of the elements positioned on the device. inside the casing 102, to the wind and to external vibrations, with respect to a device of the state of the art where the casing is not fixed to the support of the device.
  • the rain gauge device according to the invention can also be used in the agricultural field, because the disturbances due to the external parameters on the measurements can be reduced.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce the influence of vibrations due for example to the passage of agricultural machinery in the field, which is not the case for a state-of-the-art rain gauge device in the meteorological field.
  • the device 100 includes a water collector 104, positioned within the casing 102 centrally with respect to the Z axis, below the funnel shape 116 of the casing 102.
  • the water collector water 104 and the funnel shape 116 are vertically aligned to allow water to be collected by water collector 104 efficiently, allowing all of the water entering through opening 114 into the casing 102 and passing through the funnel shape 116 to arrive in the water collector 104.
  • the water collector 104 comprises a container 105.
  • This container 105 has a weight p T.
  • the weight p T corresponds to the weight of the empty water collector, without water inside to collect the rainwater which enters through the opening 114 of the casing 102 and which passes through the funnel shape 116
  • the container 105 includes a recess 126 located on a lateral side 127 of the container 105. In Figure 1a, the recess 126 is positioned on the right side 127 of the container 105.
  • the water collector 104 also includes a counterweight 128.
  • the counterweight 128 is positioned on an outer lower surface 129 of the container 105.
  • the counterweight 128 and the recess 126 are positioned diametrically opposed on the container 105. Alternatively, the counterweight 128 may also be in contact with a stopper.
  • Counterweight 128 allows water collector 104 to remain in the water collection position when water collector 104 either does not contain water or includes an amount of water less than the predetermined threshold for tilting.
  • the counterweight allows tilting of the water collector in the emptying position in a less abrupt and uncontrolled manner than in the devices of the state of the art not comprising a counterweight in which the water collector tilts with respect to its own weight.
  • the counterweight 128 rests on a stopper in the water collection position.
  • the step 126 and the counterweight 128 are configured such that when the quantity of water in the container 105 reaches a predetermined threshold, the center of gravity of the container 105 will be changed and will cause the container 105 to tilt. (shown in Fig. 1b).
  • the step 126 and the counterweight 128 make it possible not to use a magnet at the level of the support of the water collector to ensure the tilting of the container 105 of the collector 104, as in the device of the state of the art.
  • the emptying of the container is done without power consumption, unlike the device of the state of the art, when the latter uses for example electromagnets.
  • the water collector 104 is connected to a first support member 130 of the device 100 in a movable manner to allow tilting.
  • the first support member 130 does not include a magnet, like the state of the art device.
  • the counterweight 128 ensures that the container 105 returns to the collection position after tilting to the emptying position in a safe and precise manner. Indeed, when the container 105 has emptied, the counterweight returns the container 105 to its collection position, which corresponds to a horizontal position, at 90 ° relative to the first support element 130 and to the central axis Z , and allows the container 105 not to remain in an intermediate position between the emptying position and the collection position, as can happen in a device of the state of the art having neither counterweight nor magnet, which would distort the following measurements.
  • the consequent weight of the container 105 due to the presence of the counterweight 108 limits the phenomena of rebound of the water collector 104, as can happen in the device of the state of the art having neither a counterweight and / or neither a magnet.
  • the volume of the container 105 makes it possible to perform emptying less frequently compared to a device of the state of the art and therefore makes it possible to limit the number of emptying required. Consequently, this also makes it possible to limit the phenomenon of rebounds which may accompany these oil changes.
  • a connection 136 between the water collector 104 and the first support member 130 is made at one end 130a of the first support member 130.
  • the connection 136 between the water collector 104 and the end 130a of the first support member 130 is a pivot connection 136 and allows the water collector 104 to swing about an axis perpendicular to the Z axis and to the plane of Figures 1a and 1b.
  • the 136 pivot connection allows thus the water collector 104 to move from a water collection position to an emptying position, depending on the amount of water present.
  • the structural features of the water collector 104 allow the device 100 not to require the presence of a magnet located on the first support member 130 to hold the container 105 of the water collector 104 in the collection and measurement position. as in the devices of the state of the art.
  • the structural characteristics of the water collector 104 make it possible to have a design of the water collector 104 and therefore of the device 100 which is simpler than in the state of the art, without the presence of a magnet in the device. 100.
  • the water collector 104 is in the water collection position.
  • the water collector 104 In the water collection position, the water collector 104, and likewise the container 105, is positioned horizontally, parallel to the opening surface 114 of the casing 102 and at an angle of 90 ° by relative to the first support member 130.
  • the water collector 104 can receive the water which enters through the opening 114 of the casing 102.
  • the counterweight 128 allows the water collector 104 to remain in the water collection position until the water level in the water collector 104 exceeds the tilt limit.
  • the water collector 104 Upon tilting, the water collector 104 is oriented at an angle to the opening surface 114 of the casing 102 and to the first support member 130 which is less than the angle of the drain position shown. in figure 1b. Upon tilting, the water collector 104 includes the same amount of water as in the water collection position. Water only begins to drain from the water collector 104 when the water collector 104 has reached the drain position shown in fig. 1b.
  • the water collector 104 is positioned in the emptying position, after tilting. In the emptying position, the water collector 104 has tilted and is oriented at an angle to the opening surface 114 of the casing 102 and to the first support member 130. In the emptying position of the figure 1b, the water collector 104 begins to empty by pouring the water accumulated in the container 105 during the water collection position. The water is poured over the side of the container 105 where the recess 126 of the container 105, by the recess 126. The water collector 104 can be emptied entirely or partially in the emptying position.
  • an inclined plane is positioned below the water collector 104, on the inner surface of the lower surface 122 of the casing 102 to direct the water emptying from the collector 104 to a predetermined region of the lower surface. 122.
  • a predetermined region of the lower surface 122 is a plurality of holes 144 for venting water from the casing 102, as shown in Figure 3c.
  • the first support member 130 is mounted on a second support member 132 of the device 100. As shown in Figure 1a, the first support member 130 and the second support member 132 are fixed at an angle of 90 ° to each other. to the other.
  • the connection 134 between the first support member 130 and the second support member 132 is made at one end 132a of the second support member 132 at one end 130b of the first support member 130.
  • the second support member 132 like the first support element 130, also does not include a magnet. In a variant, no support element of the device 100 comprises a magnet.
  • the second support element 132 of the device 100 is mounted at its other end 132b to a third support element 138.
  • the third support element 138 can be a base, itself fixed to the external support 124.
  • holder 132 is connected to the holder 124, via the third holder member 138.
  • the water collector is connected to the holder 124 and n 'is not connected directly to the casing 102 of the device 100.
  • the support 124 with its rigidity and its anchoring makes it possible to provide a mechanical separation between the casing 102 and the measuring means 106.
  • the influence on the water collector 104 of the external parameters for example the vibrations due to the wind or the vibrations of the ground, which act on the casing 102 of the device 100, is reduced compared to a device in which the envelope 102 is mechanically directly connected to the measuring means 106.
  • connection between the second support member 132 and the third support member 138 is a fixed connection, for example made by screws and nuts.
  • the connection between the second support element 132 and the third support element 138 makes it possible to reduce the influence of external parameters, for example vibrations due to the wind or vibrations of the ground, on the second support element 132.
  • the rain gauge device according to the invention can also be used in the agricultural field, because the disturbances due to the external parameters on the measurements can be reduced.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce the influence of vibrations due to the passage of agricultural machinery in the field, which is not the case for a rain gauge device of the state of the art in the field. meteorological. This makes it possible to have a choice of location for the larger and more varied device, without having to take into account any external disturbances that may possibly disrupt the measurements, as is the case with a state-of-the-art rain gauge device.
  • a recess 140 located on the left side of the lower portion of the casing 102, facilitates the passage of cables.
  • the rain gauge device 100 can include several water collectors, in particular two. Thus, a constant measurement of the rain can be made, with the second water collector receiving the rain while the first water collector is in its emptying position and vice versa.
  • the rain gauge device 100 further comprises a measuring means 106 for measuring a parameter representative of a weight measurement.
  • the measuring means 106 is positioned on the second support element 132, inside the casing 102.
  • the measuring means 106 is also mounted, like the second support element 132, on the third support element. 138.
  • the measuring means 106 is therefore not mechanically coupled directly to the casing 102 of the device 100, such that it is mechanically isolated from the casing 102.
  • a mechanical decoupling between the means is obtained.
  • measurement 106 and the envelope 102 which makes it possible to reduce the transmission of vibration from the casing 102 to the measuring means 106. This thus makes it possible to reduce the influence of external parameters such as vibrations due to the wind or vibrations of the ground on the measuring means 106 located on the second support element 132 and thus makes it possible to improve the quality of the measurements made by the measuring means 106.
  • the mechanical decoupling of the measuring means 106 from the casing 102 can be further improved by using a damper.
  • the measuring means 106 is therefore connected to the support 124, via the first, second and third support elements 130, 132 and 138.
  • the support 124 being anchored in the ground in a fixed and solid manner, thus, the support 124 makes it possible to act as a static reference for the measuring means 106 and makes it possible to reduce the disturbances due to external vibrations on the measurements of the measuring means 106, compared to the devices of the state of the art.
  • the measuring means 106 via the first and the second support element 130, 132, is connected to the water collector 104.
  • the rain gauge device 100 operates as follows.
  • the water collector is in its position. collection of water.
  • the measuring means 106 measures the weight of the water collector 104. When the water level has reached the predetermined threshold in the container 105, the container 105 tilts into its emptying position and the container 105 can be emptied. When the water has drained and the container 105 is empty, the counterweight 128 returns the container 105 to its water collection position.
  • the device 100 starts again to measure the weight of the container 105, which corresponds to a tare. This tare of the container 105 corresponds to the weight p T of the empty container 105.
  • the measurement (s) are sent to the user via a server, storage medium or cloud.
  • the measurements are stored in a memory.
  • the container 105 tilts into its emptying position and partially empties. The container 105 can return to its water position although it is not completely empty.
  • the device 100 starts again to measure the weight of the container 105 which corresponds to the tare.
  • the tare corresponds to the weight p T of the empty container 105 plus whatever water or detritus remains in the container 105 once returned to its water collection position after tilting.
  • the device according to the invention makes it possible to be able to resume taking a measurement in the collection position after emptying automatically and immediately, because the stabilization period between emptying and the start of a new measurement is shorter than that. state of the art devices.
  • FIG. 2 represents a front view of the rain gauge device 100 according to the first embodiment of the invention.
  • the front view of the rain gauge device 100 illustrated in FIG. 2 is taken along a plane parallel to the arrow Z illustrated in FIGS. 1a to 1c.
  • the first support member 130 has a U-shape, such that the pivot connection 136 between the water collector 104 and the first support member 130 takes place at both ends 130a and 130c of the “U” sticks of the first support element 130.
  • the wall 118 of the central portion 112 of the casing 102 is also at least partially curved on both sides on a portion 120 of the wall 118.
  • the curved portion 120 of the wall 118 is curved. horizontally towards the inside of the casing 102 to improve the aerodynamics of the rain gauge device 100.
  • FIGS. 3a to 3c represent a three-dimensional view (3D) of the rain gauge device 100 according to the first embodiment of the invention. All features of the device Rain gauge 100 shown in Figures 1a, 1b, 1c, and 2 will not be described again, but we refer to their description above with the same reference numerals used in Figures 1a, 1b, 1c and 2.
  • Figure 3a shows the outer casing 102 of the rain gauge device 100 of Figures 1a, 1b and 1c, according to the first embodiment of the invention.
  • Figure 3a shows the aerodynamic shape of the casing 102 produced by the wall 118 which is at least partially curved inwardly of the casing 102, here represented by the curved portion 120.
  • FIG. 3b shows the top of the upper portion 108. Through the opening 114 of diameter d 1, we see the funnel 116 with the restricted opening of diameter d 3 .
  • FIG. 3c illustrates a view in 3D from below of the rain gauge device 100 according to the first embodiment of the invention.
  • Figure 3c illustrates the lower portion 110 of the casing 102 with the lower surface 122.
  • the lower surface 122 includes a plurality of holes 144 to allow water to escape while preventing the wind from seeping inside. the envelope 102 at the level of the lower cover 122.
  • each orifice 146a-146f has an elongated shape, in particular a rectangular shape.
  • the orifices 146a-146f are aligned next to each other in a region 148 of the outer lower surface 122 of the flared portion 110.
  • the orifices 146a-146f may be arranged differently on the lower surface. outside 122 of the flared portion 110 and separately to cover a larger area of the lower outer surface 122 of the flared portion 110.
  • the recess 140 is connected to the lower flared portion 110 of the casing 102.
  • the support member 124 of the device 100 is also visible in Figure 3c.
  • FIG 4 shows a side view of a rain gauge device 200 according to a second embodiment of the invention. All the characteristics of the rain gauge device 200 of the second embodiment which are common with the rain gauge device 100 of the first embodiment illustrated in Figures 1a to 1c will not be described again, but we refer to their description above with the same reference numbers used in Figures 1a to 1c. Further, the variations based on the structure of the first embodiment can also be applied to the rain gauge device 200 of the second embodiment.
  • the rain gauge device 200 corresponds to the rain gauge device 100 of the first embodiment further comprising a second measuring means 206.
  • This second measuring means 206 is a vibration measuring means, in particular a piezoelectric sensor.
  • the second measuring means 206 can also be a hydrophone, a piezoresistor, an strain gauge.
  • the rain gauge device 200 has the same operation as the rain gauge device 100, but the second measuring means 206 allows the rain gauge device 200 to obtain more information than the rain gauge device 100.
  • the rain gauge device 200 may not include an envelope 102 according to the first embodiment but an envelope as known in the state of the art.
  • the second measuring means 206 is positioned outside on a side wall of the container 105.
  • the second measuring means 206 can be positioned at another location on the container 105, for example under the container 105. It can also be positioned inside the water collector 104.
  • the second measuring means 206 can be glued to a wall of the water collector 104 to provide a reliable and durable connection.
  • the second measuring means 206 measures the vibrations which are due to the raindrops falling into the water collector 104.
  • the second measuring means 206 thus enables the rain gauge device 200 to obtain additional information on the rain compared to the rain gauge according to the state of the art which measures only the volume or the weight.
  • the measurement obtained by the second measuring means 206 makes it possible to obtain temporal information in the sense that the rain gauge device can now know when the rain started to fall, therefore the start of the rainy episode.
  • the measurement of the second measuring means 206 is proportional to the impact of the rain, the measurement makes it possible to obtain information on the type of rain that falls, for example if the rain contains large drops of water. or if it's a fine rain.
  • the rain gauge device 200 makes it possible to have temporal information on the rain and information on the type of rain that falls. This information makes it possible to obtain additional precision on the rainfall measurement and makes it possible to obtain a more precise measurement containing more information compared to the measurements of a state-of-the-art rain gauge device.
  • the second measuring means 206 being positioned on the water collector 104, therefore inside the casing 102, it makes it possible to obtain a measurement which is protected from parameters external to the device, for example vibrations. wind or flying detritus.
  • the rain gauge device 200 makes it possible to obtain an improvement in the quality of the measurement compared to the rain gauge device 100 and compared to the rain gauge device of the state of the art.
  • the device can comprise a third measuring means positioned 306 on the casing 102 or on the support 124.
  • the third measuring means 306 can also be a vibration measuring means, in particular an accelerometer. or a piezoelectric sensor.
  • the third measuring means 306 can also be a hydrophone, a piezoresistor, an strain gauge.
  • the third vibration measurement means 306 located on the outside makes it possible to obtain information on external disturbances, such as vibrations due to the wind or vibrations of the ground and therefore allow them to be taken into account for a better evaluation of the measurements. of rainfall made by the device.
  • This third vibration measuring means 306 therefore also makes it possible to obtain further information on the type of precipitation and not only the quantity of precipitation obtained as in the devices of the state of the art.
  • by combining the third measuring means 306 with the second measuring means 206 it is possible to distinguish rain other disturbances. It is therefore possible to do more advanced signal processing to analyze the rain more precisely, for example the type, size, or duration of the rain as well as the influence of the wind on the type and size of the rain. ..
  • Figure 5a shows a side view of the rain gauge device according to a third embodiment of the invention.
  • the rain gauge device 300 is based on the rain gauge device 100 of the first embodiment. All the characteristics of the rain gauge device 300 of the third embodiment which are common with the rain gauge device 100 of the first embodiment illustrated in FIGS. 1a to 1c will therefore not be described again, but we refer to their description above. with the same reference numbers used in Figures 1a to 1c.
  • the variants based on the structure of the first and / or second embodiment can also be applied to the rain gauge device 300 of the third embodiment.
  • the rain gauge device 300 may not include an envelope 102 according to the first embodiment but include an envelope according to the state of the art.
  • the rain gauge device 300 is illustrated with the water collector 104 in its water collection position.
  • the rain gauge device 300 includes a control unit 302 configured to perform multiple measurements of the weight of the water collector 104, in particular at regular intervals and to perform a plurality of weight measurements at different times. According to the invention, it is thus possible to measure a variation in the weight of the water collector 104 while the latter is filling with rainwater.
  • the plurality of measurements makes it possible to have a representative sample of the weight taking into account several external factors (vibrations, winds) and an average value of the weight can be obtained from the plurality of measurements.
  • the plurality of weight measurements is carried out continuously at a given time, in particular the plurality of measurements comprises between 5 and 10 weight measurements at a given time. After a fixed regular interval, chosen to minimize the energy consumption of the device, at another given instant, another plurality of measurements is made by the measuring means 106 of the device 300.
  • the device 300 of the present invention makes it possible to measure a variation in weight throughout the measurement of rainfall.
  • the device performs a plurality of weight measurements at several given times, unlike the device of the state of the art which only measures the weight at the time of tilting or determines the weight as a function of the number of tiltings, or even which determines the weight continuously.
  • the control unit 302 uses a measuring means 106 in the form of a force sensor 106 to carry out the measurements.
  • This force sensor 106 corresponds to the second support element 132 which is a metal beam with a silicone part to protect it from water.
  • the control unit 302 comprises, among other things, an analog / digital converter allowing the processing of signals coming from the measuring means 106 and a microprocessor for analysis and determining the weight.
  • the force sensor 106 is connected at its end 132a to the water collector 104, via the first support member 130, and at its other end 132b to the third support member 138. Thus, the force sensor 106 is also connected. connected to the support 124 via the third support element 138. It is the support 124 which makes it possible to act as a static reference for the measuring means 106 and makes it possible to reduce the disturbances due to external vibrations on the measurements of the measuring means 106, compared to the device of the state of the art.
  • the second support member 132 flexes under the effect of the weight of the container 105, which is converted to a measure of weight.
  • the measuring means 106 comprises a Wheatstone bridge.
  • the Wheatstone bridge is located in the silicone part, protected from water, of the beam as shown in figure 5a.
  • a Wheatstone bridge is a set of four resistors R1, R2, R3, R4 connected together electrically, as illustrated in FIG. 5b, three of which are known and fixed. and a variable unknown resistance.
  • the Wheatstone bridge makes it possible to measure the variation of the unknown resistance and to associate it with a measured parameter.
  • the Wheatstone bridge makes it possible to measure the variation of the unknown resistance and to associate it with the parameter of the weight of the water collector 104.
  • the sensor 106 is thus placed in the branch represented by CD in FIG. 5b, the other three resistors are fixed.
  • the unknown resistance R2 varies linearly with the weight, allowing a measurement of the weight of the water collector 104 to be made.
  • the Wheatstone bridge is also used in a different way to take into account the effect of temperature on the weight measurement.
  • the control circuit is configured to also measure the other three resistors continuously. According to the diagram illustrated in FIG. 5b, there are four measurement points named A, B, C and D. According to this embodiment, all these measurement points are used to measure the resistance of the beam R2. All of the resistances change in the same way with the variation in temperature. Thus, by taking into account these four measurement points, therefore by continuously measuring the four resistors, instead of based on their value communicated at a temperature of 25 ° C, the temperature variation is automatically compensated electrically. The device 300 therefore measures a plurality of electrical resistances at several given times.
  • the device 300 makes it possible to measure the value of the weight while canceling the impact of the temperature on the measurement.
  • the device according to the invention makes it possible to reduce the sensitivity of rainfall measurements with temperature variations.
  • FIG. 6 represents a side view of the rain gauge device according to a fourth embodiment of the invention.
  • Device 400 is shown with water collector 104 in the water collection or reception position, but it may as well have water collector 104 in the drain position.
  • the rain gauge device 400 may not include an envelope 102.
  • the rain gauge device 400 corresponds to the rain gauge device 100 of the first embodiment and further comprises a control unit 402.
  • the control unit 402 is configured to trigger a measurement of the measuring means 106 upon tilting of the water collector 104.
  • the rain gauge device 400 comprises a tilt detection means 404, located at the level of the water collector 104.
  • the tilt detection means 404 can be a switch, in particular a flexible reed switch.
  • a reed switch is an evacuated tube with two metal blades inside. When a magnet, attached to container 105, is approached to vacuum tube 404, the blades stick together allowing a current of electricity to pass. The absence of current therefore indicates a changeover.
  • This tilting detection means 404 makes it possible to accurately detect the tilting of the container 105 of the water collector 104.
  • the tilting of the water collector 104 corresponds to the moment when the water collector 104 begins to tilt, before the water collector 104 loses water. Indeed, the tilting time before loss of water is of the order of a second, the movement begins slowly until the mass of water moves and the rotation of the water collector 104 towards the inclined position. draining speed and that the draining properly speaking begins. Between the start of tilting and the start of emptying, a measurement of the weight of the container 105 is made, and thus makes it possible to measure the weight of the container 105 at the time of the tilting before the start of emptying of the container 105 from the collector d water 104.
  • the changeover time before loss of water is of the order of a second, and the time necessary for the control unit 402 to initiate a measurement of the measuring means 106 and for the measuring means 106 of measuring a plurality of measurements is of the order of 100 ms.
  • the tilting detection means 404 makes it possible to know exactly when the tilting takes place and to measure the weight of the container at the time of tilting, preceding the start of emptying,
  • the tilting detection means 404 may be located at a height and thus be activated when tilting the water collector 104, thus limiting the power consumption in the water collection position. In this variant, the presence of current indicates a switchover.
  • the control unit 402 is also configured to reset the measuring means 106 after a tilting of the water collector 104.
  • the control unit 402 is positioned on the support member 124 in Figure 6. But alternatively, it can be positioned at another position on the device 400.
  • the control unit 402 reinitializes the measuring means 106 after a tilting of the water collector 104 and especially after emptying the water collector 104 taking into account the tare of the water collector 104, that is to say of the weight of the water collector 104 after emptying and returning to the water collection position.
  • the water collector 104 is empty without water or partially empty after tilting into its emptying position. After tilting into its emptying position, the water collector 104 may in fact still have a little water or debris, which will modify its weight for the next rain measurement.
  • the measurement of the weight of the water collector 104 is reset to zero at the start of each new filling of the container 105, by measuring the tare of the water collector 104.
  • measurement drifts due to clogging of the container 105 , by leaves or dust are avoided. So the measurements are more precise and reliable.
  • the tilting detection means 404 makes it possible to accurately detect the tilting of the container 105 of the water collector 104 and also makes it possible to measure the weight of the container 105 after the emptying of the container 105, when the latter is empty or partially. empty to determine the tare.
  • the control unit 402 is configured to trigger a zeroing of the measuring means 106 after the tilting of the water collector 104 in the emptying position, when the water collector 104 has returned to its collection / reception position. of water.
  • the device can thus be used continuously, because the resetting of the measuring means is carried out once the collector has returned to its horizontal collection position, after each tilting, which also allows precise measurement over a period of prolonged time.
  • this makes it possible to avoid or at least minimize the steps of recalibration of the device and especially of the measuring means of the device, which are necessary during the life of the product and which are difficult to carry out, unlike the measuring device. state of the art.
  • Figure 7 shows a side view of the rain gauge device according to a fifth embodiment of the invention.
  • Device 500 is shown with water collector 104 in the water receiving position, but it may as well have water collector 104 in the drain position.
  • the rain gauge device 500 may not include an envelope 102.
  • the rain gauge device 500 is based on the third embodiment of the invention.
  • the control unit's microprocessor 502 is configured to put itself and / or power-consuming component (s), such as a display, to sleep mode to reduce power consumption
  • control unit 502 also includes a trigger means 504, which in this embodiment is integrated with the analog-to-digital converter.
  • the trigger means 504 is configured to measure the electrical voltage across the terminals of the measuring means 106 and wakes up the microprocessor and / or any other component placed on standby when a threshold is exceeded. Thus, it suffices to supply the triggering means 504 and the force sensor 106.
  • the verification of rain and / or evaporation is therefore independent of the use of the control unit 502.
  • the device 500 according to l According to the invention, the rain check can be performed more often while having reduced power consumption.
  • the device 500 can therefore perform a plurality of weight measurements at several given times while having reduced energy consumption compared to a state of the art device which continuously measures the weight.
  • a threshold with a low limit Preferably, two thresholds are used, a threshold with a low limit and a threshold with a high limit. Crossing the upper limit upwards corresponds to the onset of precipitation which causes the weight in the water collector to change.
  • the microprocessor is woken up and configured to measure and record a plurality of weight measurements on a continuous basis. In addition, the time of the onset of rain can also be recorded. Once the precipitation is complete, the microprocessor and / or any other energy consuming component is returned to standby mode and a new low and high threshold is determined and recorded.
  • the microprocessor After a regular time interval, chosen to optimize the energy consumption of the device, for example every minute or every 5 minutes, the microprocessor is again woken up to again take a plurality of weight measurements such as previously. If there was rain but below the threshold, the new value is saved and the low and high thresholds are updated.
  • the time of the end of the rain can be recorded and the microprocessor and / or any other energy consuming component is put back into standby mode until the next alarm clock allowing to have a follow-up. on evaporation and readjust the thresholds of the triggering means.
  • the microprocessor is woken up to take a plurality of measurements as before, and the new value is recorded and the low and high thresholds are updated.
  • Exceeding the lower limit from below corresponds to evaporation of water in the water collector 104 and therefore to a loss of weight. If evaporation is not taken into account, the measurement of the amount of rain may be distorted. Indeed, it has been observed that strong evaporations of water, sometimes exceeding two millimeters in less than twelve hours, can take place over relatively short periods. Without taking this evaporation into account and if it rains again, the measured rain will only be that exceeding the last recorded rain thus losing the two millimeters of difference linked to evaporation.
  • control unit 502 is put to sleep and a new low and high threshold is determined and saved.
  • Figure 8a shows a rain gauge device 600 according to a sixth embodiment.
  • the rain gauge 600 is based on the fifth embodiment and further comprises a temperature sensor 604 and a humidity sensor 606 connected to the control unit 602.
  • the rain gauge 600 can be based on one of the other modes. of achievement one to four.
  • the control unit 602 has the same functionalities as the control unit 302, 402, 502 of the other embodiments and in addition is configured to receive the temperature and humidity measurements from the sensors 604, 606. These ambient parameters can have an influence on the measurement of the rain carried out, in particular on the presence or absence of dew. Thus the determined amount of rain can be corrected when the presence of dew is detected. Indeed, with the coupling of the rain gauge 600 with the humidity sensor 606 and the temperature sensor 604, the meteorological conditions leading to the formation of dew can be determined and thus, it is possible to take this “false” into account. rain and correct the rain measurement accordingly. According to a seventh embodiment, illustrated in FIG.
  • a rain gauge device according to the first to the sixth embodiment 100, 200, 300, 400, 500, 600 is mounted on a connection interface 702 of a weather station 700 in using suitable connection means 704.
  • the interface 702 and the connection means 704 can be of the “plug and play” type, allowing at the same time a fast mechanical and electrical connection.
  • data can be exchanged between the rain gauge device and sensors of the weather station, such as a temperature sensor 706 and / or a humidity sensor 708. These data can then be processed by the control unit of the weather station. rain gauge and / or the control unit of the 700 weather station and / or by a remote control unit connected wirelessly.
  • the device can be a self-contained device in electrical energy.
  • the rain gauge device 100, 200, 300, 400, 500, 600 may include an autonomous device for supplying energy, in particular solar, thermal or wind energy.
  • the autonomous energy supply device makes it possible to obtain a rain gauge device which is essentially energy autonomous. This allows the installation of the rain gauge device in several places in a field without the need for the installation of power lines.

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif pluviomètre 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 comprenant un collecteur d'eau 104 configuré pour recevoir de l'eau, étant mobile entre une position de collection d'eau et une position de vidange, un moyen de mesure 106 configuré pour mesurer un paramètre représentatif d'une mesure de poids, caractérisé en ce que le dispositif 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 comprend en outre une unité de contrôle 302, 402, 502 configurée pour utiliser le moyen de mesure 106 pour réaliser une pluralité de mesures de poids.

Description

Dispositif pluviomètre
La présente invention se rapporte au domaine de la pluviométrie et à un dispositif pluviomètre de vidange automatique, en particulier à un dispositif pluviomètre de vidange automatique mesurant le poids de la pluie. De tels dispositifs sont connus dans l’art, par exemple par WO2015/148320 ou WO201 7/160239. Dans le domaine de la météorologie, il est connu d'utiliser des dispositifs pluviomètres afin de déterminer les quantités d’eau reçues au sol par unité de surface. Un dispositif pluviomètre est équipé d’un récipient destiné à collecter les précipitations. Différents types de dispositifs pluviomètres existent. Par exemple, des pluviomètres à comptage de volumes sont utilisés. La méthode de ce pluviomètre automatique consiste à guider les précipitations dans de petits récipients qui se vident automatiquement lorsqu’ils sont pleins et à compter le nombre de fois qu’ils se vident. Leur volume étant connu, on peut ainsi automatiquement totaliser le volume d’eau tombé. Ces pluviomètres automatiques sont des pluviomètres à auget basculant. Ces pluviomètres rencontrent plusieurs problèmes liés à l’encrassement des augets qui par exemple résulte en une mauvaise répétabilité du basculement lié aux frottements, au jeu dans la rotation, ou à une mauvaise vidange des augets, qui résulte en un déséquilibre du dispositif et une mesure faussée.
Pour limiter ces inconvénients, des pluviomètres automatiques à pesée sont de nos jours utilisés. Ce type de pluviomètre recueille la pluie dans un petit récipient posé sur une jauge de contrainte dont le rôle est de peser le récipient et son contenant.
La fiabilité de la jauge de contrainte est un point crucial pour ce type de pluviomètre et ce composant n’est souvent pas stable dans le temps. De plus, ces types de dispositifs sont très sensibles aux perturbations externes, telles les vibrations du vent, ou le passage d’oiseaux, de tracteurs sur les terrains, qui perturbent la mesure de poids de la pluie. De plus, ils sont aussi sensibles aux variations de température. Dans le cas du pluviomètre décrit dans WO2015/148320, le pluviomètre comprend une armature couplée magnétiquement à un aimant offrant une résistance au poids du fluide collecté. Le poids du fluide collecté, une fois que celui-ci est suffisant ou dépasse un seuil, peut constituer une force opposée à la force d'attraction magnétique et provoquer le pivotement du récipient collecteur d'une position de collecte et de mesure à une position de décharge du fluide. De plus, l’utilisation d’un aimant permet au récipient collecteur de bien revenir à sa position initiale une fois déchargé et de ne pas rester dans une position intermédiaire entre la position de décharge et la position de collecte, comme cela peut être le cas lorsque le récipient collecteur bascule du au poids du fluide collecté seulement. Cependant l’utilisation d’un aimant au niveau du récipient collecteur peut perturber la mesure du capteur d’effort. De plus, lorsque l’aimant utilisé est un électro-aimant, comme par exemple dans JP S61 79184 A, le dispositif nécessite alors une consommation électrique plus importante non négligeable comparé à l’utilisation d’un contrepoids ou aimant au niveau du récipient collecteur.
Les dispositifs de l’état de l’art qui permettent d’avoir une information temporelle sur la pluie, c'est-à-dire par exemple de savoir le début de la pluie, ou encore d’avoir plus d’information sur le type de pluie, telle une pluie drue à grosses gouttes ou une pluie fine, sont des systèmes constamment allumés qui nécessite une alimentation continue limitant fortement leur autonomie en énergie, voire leur lieu d’installation.
Finalement, les dispositifs pluviomètres de l’état de l’art sont généralement utilisé dans le domaine de la météorologie, pour lequel ils nécessitent un suivi quotidien ou hebdomadaire pour leur maintenance. De plus, ce sont des dispositifs qui ne sont pas adaptés au domaine agricole ou l’utilisation de machines agricoles dans le champ peuvent venir perturber les mesures.
Ainsi, la présente invention a pour objet d’améliorer la fiabilité de la détermination de la mesure de pluie par un dispositif pluviomètre de vidange automatique qui permet de mesurer la pluviométrie de manière précise et plus efficace en fournissant de plus amples informations sur la pluie, par rapport au dispositif de l’état de l’art, pour une utilisation adaptée dans le domaine agricole L’objet de l’invention est donc de surmonter les inconvénients décrits ci-dessus en fournissant un dispositif pluviomètre comprenant un collecteur d’eau configuré pour recevoir de l’eau, étant mobile entre une position de collection d’eau et une position de vidange, un moyen de mesure configuré pour mesurer un paramètre représentatif d’une mesure de poids, caractérisé en ce que le dispositif peut comprendre en outre une unité de contrôle configurée pour utiliser un moyen de mesure pour réaliser une pluralité de mesures de poids. De plus, le moyen de mesure peut -être un capteur d’effort configuré pour réaliser une pluralité de mesures de poids.
Ainsi, le dispositif de la présente invention permet de mesurer une variation de poids tout au long de la mesure de pluviométrie. Le dispositif réalise une pluralité de mesures de poids à plusieurs instants donnés, c’est-à-dire pas seulement au moment du basculement. De plus, la pluralité de mesures permet d’avoir un échantillon représentatif du poids prenant en compte plusieurs facteurs externes (vibrations, vents) et une valeur moyenne de la mesure du poids peut être obtenue.
Selon une variante de l’invention, le capteur d’effort peut être un élément de support connecté à une extrémité au collecteur d’eau et à son autre extrémité à un support, en particulier l’élément de support est une poutre. Ainsi, lorsque l’élément de support fléchit sous l’effet du poids du collecteur d’eau, une mesure du poids est réalisée correspondant au fléchissement de l’élément de support.
Selon une variante de l’invention, le capteur d’effort peut être configuré pour être mécaniquement isolé de l’enveloppe, en particulier grâce au support. Ainsi, le capteur d’effort n’est pas couplé mécaniquement de manière directe à l’enveloppe du dispositif. Ce découplage mécanique entre le moyen de mesure et l’enveloppe permet de réduire la transmission de vibration de l’enveloppe au moyen de mesure, et permet ainsi de diminuer l’influence des paramètres extérieurs comme les vibrations dues au vent ou les vibrations du sol sur le moyen de mesure et permet ainsi d’améliorer la qualité des mesures faites par le moyen de mesure. Selon une variante de l’invention, le moyen de mesure peut comprendre un pont de Wheatstone, ledit moyen de mesure pouvant être configuré pour mesurer une pluralité de mesures de résistances électriques.
Le pont de Wheatstone est un système connu de l’état de l’art ayant quatre résistances connectées entre elles, dont trois sont connues et fixes et une résistance est inconnue et variable. Le pont de Wheatstone permet de mesurer la variation de la résistance inconnue et de l’associer à un paramètre mesuré. Ainsi, lorsque l’élément de support fléchit sous l’effet du poids du collecteur d’eau, la résistance inconnue varie proportionnellement en fonction du poids ce qui permet de faire une mesure du poids du collecteur. Dans le dispositif selon l’invention, le pont de Wheatstone est utilisé pour également réduire l’impact des différences de température sur la mesure. En plus de la variation de la résistance inconnue, les trois autres résistances sont aussi mesurées en permanence. L’ensemble des résistances évoluent de la même façon à la variation de température. Ainsi, en prenant en compte la pluralité de mesures de résistances électriques, au lieu de se baser sur leur valeur des résistances communiquée à 25°C, la variation de température est automatiquement compensée électriquement. Ainsi, le dispositif selon l’invention permet de réduire la sensibilité des mesures de pluviométrie aux variations de température, contrairement au dispositif de l’état de l’art qui ont une sensibilité élevée aux températures.
Selon une variante de l’invention, l’unité de contrôle peut être configurée pour réinitialiser le moyen de mesure après un basculement du collecteur d’eau.
Ainsi, le dispositif de la présente invention permet d’éviter les dérives de mesures dues à l’évaporation d’eau car la mesure du poids est remise à zéro au début de chaque pluie. Les mesures faites par le dispositif selon l’invention sont plus fiables et précises que dans les dispositifs de l’état de l’art.
Selon une variante de l’invention, l’unité de contrôle peut être configurée pour réinitialiser le moyen de mesure après un basculement du collecteur d’eau, en tenant compte de la tare du collecteur d’eau. Ainsi, les mesures faites par le dispositif selon l’invention sont plus fiables et correctes que dans les dispositifs de l’état de l’art, car les dérives de mesures dues à l’évaporation d’eau sont évitées par la remise à zéro de la mesure du poids au début de chaque pluie.
Selon une variante de l’invention, le dispositif pluviomètre comme décrit précédemment peut comprendre en outre un moyen de détection de basculement, en particulier un interrupteur, en particulier un interrupteur à lame souple. Ainsi, la détection du basculement est faite de manière précise et exacte et permet de réinitialiser le moyen de mesure pour obtenir une mesure précise.
Selon une variante de l’invention, l’unité de contrôle peut être configurée pour déclencher une mesure du moyen de mesure au moment du basculement du collecteur d’eau et lorsque le collecteur d’eau est revenu à sa position de collection d’eau. Ainsi, le dispositif permet d’obtenir une mesure au moment du basculement et donc d’obtenir une mesure précise de la pluviométrie, ainsi que de recommencer les mesures de manière précise, à un instant donné et avec un poids donné.
Selon une variante, le dispositif peut être configuré tel que l’unité de contrôle peut être mise en veille et peut comprendre en outre un moyen déclencheur configuré pour réveiller l’unité de contrôle. Ainsi, le dispositif de la présente invention permet de pouvoir interroger l’unité de contrôle quand nécessaire, et ne nécessite pas une consommation électrique continue, ce qui permet ainsi de réduire la consommation d’énergie du dispositif pluviomètre.
Selon une variante, le moyen déclencheur peut être configuré pour réveiller l’unité de contrôle lors d’un dépassement de seuil du paramètre représentatif d’une mesure de poids du moyen de mesure. Selon une variante, le moyen déclencheur peut être configuré pour réveiller l’unité de contrôle lors d’un dépassement vers le bas d’un seuil bas ou pour réveiller l’unité de contrôle lors d’un dépassement vers le haut d’un seuil haut. Ainsi, les mesures faites par le dispositif sont plus fiables et précises que dans les dispositifs de l’état de l’art, car elles prennent en compte le phénomène d’évaporation et permettent de séparer l’évaporation de la mesure de pluie lorsqu’une mesure de poids est effectuée. Selon une variante, le dispositif peut comprendre un moyen de mesure de température et/ ou un moyen de mesure d’humidité et dans lequel l’unité de contrôle peut être configurée pour prendre en compte la température et/ou le taux d’humidité lors de la détermination du poids. Ainsi, le dispositif pluviomètre peut obtenir des données sur des paramètres externes au dispositif, telles que la température de l’air, le taux d’humidité et permet d’obtenir une mesure plus fiable de la mesure de la pluie, par rapport au dispositif de l’état de l’art.
Selon une variante, l’unité de contrôle peut être configurée pour détecter la présence ou l’absence de rosée en fonction de la température et/ou le taux d’humidité. Ainsi, le dispositif pluviomètre peut obtenir des données sur des paramètres externes au dispositif, telles que la température de l’air et le taux d’humidité. Ces paramètres ambiants permettent de pouvoir déterminer le phénomène de la rosée, qui peut avoir une influence sur la mesure de la pluie réalisée. Ainsi, pouvoir déterminer la rosée à partir de ces paramètres ambiants permet d’obtenir une mesure de la pluie « réelle » sans la rosée, et donc une mesure plus fiable de la mesure de la pluie, par rapport au dispositif de l’état de l’art.
Selon une variante, le dispositif pluviomètre peut comprendre une enveloppe, de telle manière que le collecteur d’eau et le système de mesure sont positionnés à l’intérieur de l’enveloppe, caractérisé en ce que l’enveloppe comprend une portion centrale comprenant une paroi latérale au moins partiellement incurvée latéralement vers l’intérieur de l’enveloppe, en particulier en combinaison avec une portion supérieure évasée et/ou une portion inférieure évasée.
La forme incurvée de la portion centrale de l’enveloppe, en particulier en combinaison avec les portions évasées supérieure et inférieure de l’enveloppe permettent à l’enveloppe d’avoir une forme aérodynamique et de réduire la prise au vent du dispositif pluviomètre, contrairement à une forme cylindrique verticale rectiligne des enveloppes de l’état de l’art. Ainsi, le dispositif pluviomètre de la présente invention permet de faire des mesures de pluviométries en réduisant la perturbation sur les gouttes de pluie et les vibrations sur la structure liées au vent dans la mesure, donc une meilleure fiabilité des mesures est obtenue avec ce dispositif, par rapport aux dispositifs de l’état de l’art.
Selon une variante, le dispositif pluviomètre peut comprendre en outre un deuxième moyen de mesure, le deuxième moyen de mesure étant un moyen de mesure de vibration du collecteur d’eau étant situé au niveau du collecteur d’eau.
Ainsi, le dispositif de la présente invention permet d’obtenir de plus amples informations sur la pluie tombée, par exemple le type de pluie, pluie fine ou drue, dense, ainsi que par exemple des informations temporelles, comme la durée de la pluie et le début de la pluie. Cela permet ainsi au dispositif de la présente invention d’obtenir des mesures de pluviométrie plus précise par rapport aux dispositifs de l’état de l’art, car la mesure faite par le dispositif de la présente invention comprend plus d’informations qu’un dispositif de l’état de l’art.
Selon une variante, le dispositif pluviomètre peut comprendre un troisième moyen de mesure, le troisième moyen de mesure étant un moyen de mesure de vibration situé au niveau de l’enveloppe et/ou au niveau d’un support. Le troisième moyen de vibration étant situé au niveau de l’enveloppe ou d’un support extérieur permet d’obtenir des informations sur les perturbations externes, telle que les vibrations dues au vent ou les vibrations du sol et permettent donc de les prendre en compte pour une meilleure évaluation des mesures de pluviométrie faites par le dispositif. En particulier, le moyen de mesure peut être un accéléromètre pour mesurer l’impact du vent. Ce moyen de vibration permet d’apprendre des informations de vibrations liées à des phénomènes autre que la pluie, d’éliminer le bruit de mesure donc d’affiner la mesure de la pluie.
Selon une variante de l’invention, le moyen de mesure de vibration du deuxième et/ou troisième moyen peut-être un accéléromètre ou un capteur piézoélectrique. Un capteur piézoélectrique fournit une tension proportionnelle aux chocs qu’il reçoit. Ainsi, avec le capteur piézoélectrique, la mesure supplémentaire de vibration sur le collecteur d’eau permet d’obtenir des informations précises et fiables sur le type de pluie et sur la durée et le début de la pluie, des informations qui ne sont pas obtenues dans le dispositif pluviomètre de l’état de l’art, et qui influent sur la mesure. Selon une variante, le dispositif peut comprendre un dispositif autonome de fourniture d’énergie, en particulier d’énergie électrique, solaire, éolienne ou thermique. Le dispositif comprenant une consommation d’énergie réduite, il est possible de l’utiliser sans branchement à un réseau électrique. Le dispositif autonome de fourniture d’énergie, par exemple une batterie, un capteur photovoltaïque, permet d’obtenir un dispositif de mesure essentiellement autonome en énergie. Ceci permet l’installation du dispositif de mesure à plusieurs endroits d’un champ, par exemple pour le domaine agricole, sans avoir besoin d’installation de lignes électriques.
L'invention peut être comprise en se référant à la description suivante prise conjointement avec les figures annexées, dans lesquelles des références numériques identifient les éléments de l'invention.
[Fig. 1a] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 1b] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 1c] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] représente une vue de devant du dispositif pluviomètre selon le premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 3a] représente une vue en trois dimensions (3D) du dispositif pluviomètre selon le premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 3b] représente une vue en 3D de dessus du dispositif pluviomètre selon le premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 3c] représente une vue en 3D de dessous du dispositif pluviomètre selon le premier mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 4] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. [Fig. 5a] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 5b] représente un schéma du moyen de mesure selon le troisième mode de réalisation de l’invention représentée sur la fig. 5a.
[Fig. 6] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 7] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un cinquième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 8a] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un sixième mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 8b] représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon un septième mode de réalisation de l’invention.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail en utilisant des modes de réalisation avantageux d'une manière exemplaire et en référence aux dessins. Les modes de réalisation décrits sont simplement des configurations possibles et il faut garder à l'esprit que les caractéristiques individuelles telles que décrites ci-dessus peuvent être fournies indépendamment les unes des autres ou peuvent être omises tout à fait lors de la mise en œuvre de la présente invention.
La figure 1a représente un dispositif pluviomètre 100 selon une première réalisation de l'invention.
Le dispositif pluviomètre 100 comprend une enveloppe 102, un collecteur d’eau 104, lui- même comprenant un récipient 105, et un moyen de mesure 106.
L’enveloppe 102 est une enveloppe externe de telle manière que le collecteur d’eau 104 et le moyen de mesure 106 sont positionnés à l’intérieur de l’enveloppe 102. Sur la figure 1a, l’enveloppe externe 102 est faite d’une seule pièce mais dans une variante elle peut être assemblée de plusieurs pièces. L’enveloppe 102 a une forme allongée dans la direction verticale Z avec une portion supérieure 108, une portion inférieure 110 et une portion centrale 112. La portion supérieure 108 est située sur la partie supérieure de l'enveloppe 102, dirigée vers le ciel et la portion inférieure 110 est située sur la partie inférieure de l'enveloppe 102, dirigée vers le sol quand le dispositif pluviomètre 100 est en utilisation. La partie centrale 112 de l’enveloppe 102 est évidée et comprend une paroi latérale 118.
L’enveloppe 102 comprend une ouverture 114, de préférence circulaire avec un diamètre d1 , dans sa portion supérieure 108, sur une face 108a de la portion supérieure 108 par laquelle l’eau entre dans le dispositif pluviomètre 100. Le diamètre di de l’ouverture 114 détermine la surface de collecte de l'eau. Le diamètre di est définit par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM) et permet d’assurer une mesure fiable de la pluviométrie par le dispositif. Le diamètre di de l’ouverture 114 est compris entre 200cm2 et 500cm2, ce qui correspond à la norme, en particulier entre 200cm2 et 300 cm2. La norme est définie dans le « Guide des instruments et des méthodes d’observation météorologiques » OMM-N°8, mise à jour de 2017.
La portion supérieure 108 comprend dans son intérieur une paroi verticale interne 115 se terminant par une forme en entonnoir 116, étant située au niveau supérieur de la partie centrale 112 de l’enveloppe 102. La forme en entonnoir 116 est positionné de manière centrale à l’intérieur de l’enveloppe 102, selon l’axe central Z, pour que l’eau qui entre par l’ouverture 114 de la portion supérieure 108 de l’enveloppe 102 soit collectée par la forme en entonnoir 116.
La forme d’entonnoir 116 de la partie interne de l’enveloppe 102 comprend une pente marquée avec un angle a supérieur à 45° pour limiter le rejaillissement de l’eau hors de l’enveloppe 102, par exemple si les précipitations sont fortes. De plus, grâce à la paroi verticale 115 s’étendant depuis la forme en entonnoir 116, 1a partie interne de l’enveloppe 102 est protégée du vent et de détritus.
La portion supérieure 108 de l’enveloppe 102 est de forme évasée entre sa face 108a à l’extrémité et une partie 108b vers la portion centrale 112 de l’enveloppe 102. L’évasement de la partie supérieure 108 de l'enveloppe 102 assure un meilleur aérodynamisme de l’enveloppe 102 et donc du dispositif 100.
La forme en entonnoir 116 à l’intérieur de l’enveloppe 102 a un diamètre d3 étant inférieur au diamètre di de l’ouverture 114 de la portion supérieure 108 de l’enveloppe 102.
Dans une variante, la portion supérieure 108 comprend en outre un moyen de filtrage. Ce moyen de filtrage permet d’enlever des impuretés présentes dans la pluie ou dans l’entrée de la portion supérieure.
La paroi 118 de la portion centrale 112 de l’enveloppe 102 est au moins partiellement incurvée sur une portion 120 de la paroi 118. La portion incurvée 120 de la paroi 118 est incurvée de manière horizontale vers l’intérieur de l’enveloppe 102. Sur la figure 1a, la portion incurvée 120 est visible sur la partie gauche de la paroi 118 de la portion central 112 de l’enveloppe 102, alors que la partie droite de la paroi 118 est représentée comme une partie rectiligne.
La forme incurvée d’une portion 120 de la portion centrale 112 de l’enveloppe 102 en combinaison avec les portions évasées supérieure 108 et inférieure 110 de l’enveloppe 102 permettent à l’enveloppe 102 d’avoir une forme plus aérodynamique et de réduire la prise au vent du dispositif pluviomètre 100, contrairement à une forme cylindrique verticale rectiligne des enveloppes des dispositifs pluviomètres de l’état de l’art.
La portion inférieure 110 de l'enveloppe 102 a aussi une forme externe évasée ou en en biseau, de manière à ce que la face 110a de la portion inférieure 110 située du côté de la partie centrale 118 est plus large que la face 110b de la portion inférieure 110 située du côté du sol lors de l’utilisation du dispositif pluviomètre 100. L’enveloppe 102 comprend en outre une surface inférieure 122, ici en forme de couvercle, positionnée au niveau de la face inférieure 110b pour fermer la portion inférieure 110 de l’enveloppe 102. Ainsi le collecteur d’eau 104 et le moyen de mesure 106 sont protégés contre des influences négatives de paramètres externes tels que le vent ou des détritus volants étant donné qu’ils sont enfermés dans l’enveloppe 102 et la surface inférieure 122. L’évasement de la portion inférieure 110 de l'enveloppe 102 assure un meilleur aérodynamisme de l’enveloppe 102 et donc du dispositif 100. L’enveloppe 102 présente un décrochement 140 au niveau de la portion évasée inférieure 110 de l'enveloppe 102. Ce décrochement 140 permet le passage de câbles nécessaires aux connections électriques à l’intérieur du dispositif 100.
Dans la figure 1a, le dispositif pluviomètre 100 comprend en outre un support 124. Le support 124 comprend une portion 123 qui s’étend de la surface inférieure 122 du dispositif pluviomètre 100 vers l’extérieur, de préférence de façon verticale le long la direction Z. Le support 124 est configuré de telle manière qu’il permet au dispositif pluviomètre 100 d’être planté dans le sol et permet ainsi une fixation solide et sûre du dispositif pluviomètre 100. Dans une variante, le dispositif pluviomètre 100 peut comprendre plusieurs supports 124. Dans une autre variante, le support 124 permet de poser le dispositif pluviomètre 100 sur le sol de manière sûre, tel par exemple un trépied.
L’enveloppe 102 du dispositif pluviomètre 100 est connectée au support 124 par la surface inférieure 122 de l’enveloppe 102 de manière fixe mais démontable, par exemple en utilisant des vis et écrous. Le support 124 a, de préférence, une rigidité et une interface d’ancrage choisie telle que des vibrations de l’enveloppe du au vent et/ou aux vibrations externes, par exemple des vibrations du sol, ne sont pas transmise aux éléments positionnés à l’intérieur de l’enveloppe. Le support 124 permet ainsi de pouvoir positionner le dispositif pluviomètre 100 dans un champ agricole, dans lequel le passage de machines agricoles ne vient pas perturber le fonctionnement du dispositif pluviomètre 100.
La connexion entre l’enveloppe 102 et le support 124 permet d’offrir à l’enveloppe 102 une fixation sûre et solide au dispositif 100 et permet de réduire ainsi la sensibilité de l’enveloppe 102, ainsi que celle des éléments positionnés à l’intérieur de l’enveloppe 102, au vent et aux vibrations externes, par rapport à un dispositif de l’état de l’art où l’enveloppe n’est pas fixée au support du dispositif.
Ainsi, le dispositif pluviomètre selon l’invention peut aussi être utilisé dans le domaine agricole, car les perturbations dues aux paramètres externes sur les mesures peuvent être diminuées. Ainsi, par exemple, le dispositif selon l’invention permet de diminuer l’influence des vibrations due par exemple au passage de machines agricoles dans le champ, ce qui n’est pas le cas pour un dispositif pluviomètre de l’état de l’art dans le domaine météorologique.
Le dispositif 100 comprend un collecteur d’eau 104, positionné à l’intérieur de l’enveloppe 102 de manière centrale par rapport à l’axe Z, en dessous de la forme en entonnoir 116 de l’enveloppe 102. Le collecteur d’eau 104 et la forme en entonnoir 116 sont alignés verticalement pour permettre à l’eau d’être récupéré par le collecteur d’eau 104 de manière efficace, permettant à la totalité de l’eau entrant par l’ouverture 114 dans l’enveloppe 102 et passant par la forme en entonnoir 116 d’arriver dans le collecteur d’eau 104.
Le collecteur d’eau 104 comprend un récipient 105. Ce récipient 105 a un poids pT. Le poids pT correspond au poids du collecteur d’eau à vide, sans eau à l’intérieur pour collecter l’eau de pluie qui entre par l’ouverture 114 de l’enveloppe 102 et qui passe à travers la forme en entonnoir 116. Le récipient 105 comprend un décrochement 126 situé sur un côté latéral 127 du récipient 105. Sur la figure 1a, le décrochement 126 est positionné sur le côté droit 127 du récipient 105.
Le collecteur d’eau 104 comprend également un contrepoids 128. Le contrepoids 128 est positionné sur une surface inférieure externe 129 du récipient 105. Le contrepoids 128 et le décrochement 126 sont positionnés de manière diamétralement opposée sur le récipient 105. Dans une variante, le contrepoids 128 peut aussi être en contact avec une butée. Le contrepoids 128 permet au collecteur d’eau 104 de rester dans la position de collection d’eau lorsque le collecteur d’eau 104 ne comprend pas d’eau ou bien comprend une quantité d’eau inférieure au seuil prédéterminé pour le basculement. Le contrepoids permet un basculement du collecteur d’eau dans la position de vidange de manière moins brusque et incontrôlée que dans les dispositifs de l’état de l’art ne comprenant pas de contrepoids dans lesquels le collecteur d’eau bascule par rapport à son propre poids.
Dans une variante, le contrepoids 128 repose sur une butée dans la position de collection d’eau. Le décrochement 126 et le contrepoids 128 sont configurés de telle manière que lorsque la quantité d’eau dans le récipient 105 atteint un seuil prédéterminé, le centre de gravité du récipient 105 va être modifié et va entraîner un basculement du récipient 105 (montré en Fig. 1b). Ainsi, le décrochement 126 et le contrepoids 128 permettent de ne pas utiliser un aimant au niveau du support du collecteur d’eau pour assurer le basculement du récipient 105 du collecteur 104, comme dans le dispositif de l’état de l’art. De plus, la vidange du récipient se fait sans consommation électrique, au contraire du dispositif de l’état de l’art, lorsque celui-ci utilise par exemple des électro-aimant.
Le collecteur d’eau 104 est relié à un premier élément de support 130 du dispositif 100 de manière mobile pour permettre le basculement. Le premier élément de support 130 ne comprend pas d’aimant, comme le dispositif de l’état de l’art.
Le contrepoids 128 permet d’assurer que le récipient 105 revient à la position de collection après le basculement en position de vidange d’une manière sure et précise. En effet, lorsque le récipient 105 s’est vidé, le contrepoids fait revenir le récipient 105 à sa position de collection, qui correspond à une position horizontale, à 90° par rapport au premier élément de support 130 et à l’axe central Z, et permet que le récipient 105 ne reste pas dans une position intermédiaire entre la position de vidange et la position de collection, comme cela peut arriver dans un dispositif de l’état de l’art ne comportant ni contrepoids, ni aimant, ce qui fausserait les mesures suivantes.
De plus, le poids conséquent du récipient 105 due à la présence du contrepoids 108 limite les phénomènes de rebond du collecteur d’eau 104, comme cela peut arriver dans le dispositif de l’état de l’art ne comportant ni un contrepoids et/ ou ni un aimant.
De même, le volume du récipient 105 permet d’effectuer la vidange moins fréquemment par rapport à un dispositif de l’état de l’art et permet donc de limiter le nombre de vidange nécessaire. Par conséquent cela permet aussi de limiter le phénomène de rebonds qui peuvent accompagner ces vidanges.
Une connexion 136 entre le collecteur d’eau 104 et le premier élément de support 130 est réalisée à une extrémité 130a du premier élément de support 130. La connexion 136 entre le collecteur d’eau 104 et l’extrémité 130a du premier élément de support 130 est une connexion pivot 136 et permet au collecteur d’eau 104 de basculer autour d’un axe perpendiculaire à l’axe Z et au plan des figures 1a et 1b. La connexion pivot 136 permet ainsi au collecteur d’eau 104 de passer d’une position de collection d’eau à une position de vidange, en fonction de la quantité d’eau présente.
Les caractéristiques structurelles du collecteur d’eau 104 permettent au dispositif 100 de ne pas nécessiter la présence d’un aimant situé sur le premier élément de support 130 pour maintenir le récipient 105 du collecteur d’eau 104 dans la position de collecte et de mesure comme dans les dispositifs de l’état de l’art. Ainsi, les caractéristiques structurelles du collecteur d’eau 104 permettent d’avoir un design du collecteur d’eau 104 et donc du dispositif 100 plus simple que dans l’état de l’art, sans la présence d’un aimant dans le dispositif 100.
Sur la figure 1a, le collecteur d’eau 104 est en position de collection d’eau. Dans la position de collection d’eau, le collecteur d’eau 104, et de même le récipient 105, est positionné de façon horizontale, parallèle à la surface d’ouverture 114 de l’enveloppe 102 et à un angle de 90° par rapport au premier élément de support 130. Ainsi, dans la position de collection d’eau, le collecteur d’eau 104 peut recevoir l’eau qui entre par l’ouverture 114 de l’enveloppe 102. Dans la position de collection d’eau, le contrepoids 128 permet au collecteur d’eau 104 de rester dans la position de collection d’eau jusqu’à ce que le niveau d’eau dans le collecteur d’eau 104 dépasse la limite de basculement.
Au moment du basculement, le collecteur d’eau 104 est orienté à un angle par rapport à la surface d’ouverture 114 de l’enveloppe 102 et au premier élément de support 130 qui est inférieur à l’angle de la position de vidange montré sur la figure 1b. Au moment du basculement, le collecteur d’eau 104 comprend la même quantité d’eau que dans la position de collecte d’eau. L’eau commence seulement à se vider du collecteur d’eau 104 quand le collecteur d’eau 104 a atteint la position de vidange illustrée en fig. 1b.
Sur la figure 1b, le collecteur d’eau 104 est positionné en position de vidange, après basculement. Dans la position de vidange, le collecteur d’eau 104 a basculé et est orienté à un angle par rapport à la surface d’ouverture 114 de l’enveloppe 102 et au premier élément de support 130. Dans la position de vidange de la figure 1 b, le collecteur d’eau 104 commence à se vider en versant l’eau accumulée dans le récipient 105 lors de la position de collection d’eau. L’eau est versée sur le côté du récipient 105 où se trouve le décrochement 126 du récipient 105, par le décrochement 126. Le collecteur d’eau 104 peut se vider entièrement ou partiellement en position de vidange.
Dans une variante, un plan incliné est positionné sous le collecteur d’eau 104, sur la surface interne de la surface inférieure 122 de l’enveloppe 102 pour diriger l’eau qui se vide du collecteur 104 vers une région prédéterminée de la surface inférieure 122. Dans la région prédéterminée de la surface inférieure 122 se trouve une pluralité d'orifices 144 pour laisser échapper l'eau de l’enveloppe 102, comme illustré dans la figure 3c.
Sur la figure 1c, le collecteur d’eau 104 est représenté dans sa position maximale de vidange.
Le premier élément de support 130 est monté sur un deuxième élément de support 132 du dispositif 100. Comme montré sur la figure 1a, le premier élément de support 130 et le deuxième élément de support 132 sont fixés à un angle de 90° l’un à l’autre. La connexion 134 entre le premier élément de support 130 et le deuxième élément de support 132 est réalisée à une extrémité 132a du deuxième élément de support 132 à une extrémité 130b du premier élément de support 130. Le deuxième élément de support 132, comme le premier élément de support 130, ne comprend pas non plus d’aimant. Dans une variante, aucun élément de support du dispositif 100 comprend un aimant.
Le deuxième élément de support 132 du dispositif 100 est monté en son autre extrémité 132b à un troisième élément de support 138. Le troisième élément de support 138 peut être un socle, lui-même fixé au support externe 124. Ainsi, le deuxième élément de support 132 est connecté au support 124, via le troisième élément de support 138. De plus, par l’intermédiaire des premier, deuxième et troisième éléments de support 130, 132, 138, le collecteur d’eau est connecté au support 124 et n’est pas connecté directement à l’enveloppe 102 du dispositif 100. Comme déjà décrit, le support 124 avec sa rigidité et son ancrage permet de fournir une séparation mécanique entre l’enveloppe 102 et le moyen de mesure 106. Ainsi, l’influence sur le collecteur d’eau 104 des paramètres extérieurs, par exemple les vibrations dues au vent ou les vibrations du sol, qui agissent sur l’enveloppe 102 du dispositif 100, est diminuée par rapport à un dispositif dans lequel l’enveloppe 102 est mécaniquement directement connectée au moyen de mesure 106.
Sur la figure 1a, la connexion entre le deuxième élément de support 132 et le troisième élément de support 138 est une connexion fixe, par exemple faite par des vis et écrou. La connexion entre le deuxième élément de support 132 et le troisième élément de support 138 permet de diminuer l’influence des paramètres extérieurs par exemple les vibrations dues au vent ou les vibrations du sol, sur le deuxième élément de support 132.
Ainsi, le dispositif pluviomètre selon l’invention peut aussi être utilisé dans le domaine agricole, car les perturbations dues aux paramètres externes sur les mesures peuvent être diminuées. Par exemple, le dispositif selon l’invention permet de diminuer l’influence des vibrations due au passage de machines agricoles dans le champ, ce qui n’est pas le cas pour un dispositif pluviomètre de l’état de l’art dans le domaine météorologique. Cela permet d’avoir un choix d’emplacement pour le dispositif plus ample et plus varié, sans devoir tenir compte des perturbations externes pouvant éventuellement perturber les mesures, comme cela est le cas pour un dispositif pluviomètre de l’état de l’art.
Un décrochement 140, situé sur le côté gauche de la portion inférieure de l’enveloppe 102, permet de faciliter le passage de câbles.
Dans une variante de l’invention, le dispositif pluviomètre 100 peut comprendre plusieurs collecteurs d’eau, en particulier deux. Ainsi, une mesure constante de la pluie peut être effectuée, le deuxième collecteur d’eau recevant la pluie pendant que le premier collecteur d’eau est dans sa position de vidange et vice versa.
Le dispositif pluviomètre 100 comprend de plus un moyen de mesure 106 pour mesurer un paramètre représentatif d’une mesure de poids. Le moyen de mesure 106 est positionné sur le deuxième élément de support 132, à l’intérieur de l’enveloppe 102. Ainsi, le moyen de mesure 106 est aussi monté, comme le deuxième élément de support 132, sur le troisième élément de support 138. Le moyen de mesure 106 n’est donc pas couplé mécaniquement de manière directe à l’enveloppe 102 du dispositif 100, de telle manière qu’il est isolé mécaniquement de l’enveloppe 102. Ainsi on obtient un découplage mécanique entre le moyen de mesure 106 et l’enveloppe 102 qui permet de réduire la transmission de vibration de l’enveloppe 102 au moyen de mesure 106. Cela permet ainsi de diminuer l’influence des paramètres extérieurs comme les vibrations dues au vent ou les vibrations du sol sur le moyen de mesure 106 situé sur le deuxième élément de support 132 et permet ainsi d’améliorer la qualité des mesures faites par le moyen de mesure 106.
Le découplement mécanique du moyen de mesure 106 de l’enveloppe 102 peut encore être amélioré en utilisant un amortisseur.
Le moyen de mesure 106 est donc connecté au support 124, par l’intermédiaire des premier, deuxième et troisième éléments de support 130, 132 et 138. Le support 124 étant ancré dans le sol d’une manière fixe et solide, ainsi, le support 124 permet d’agir comme une référence statique pour le moyen de mesure 106 et permet de réduire les perturbations dues aux vibrations externes sur les mesures du moyen de mesure 106, comparé aux dispositifs de l’état de l’art.
De même, le moyen de mesure 106, via le premier et le deuxième élément de support 130, 132, est connecté au collecteur d’eau 104.
Le dispositif pluviomètre 100 selon la première réalisation fonctionne de la manière suivante.
La pluie entre dans le dispositif 100 par l’ouverture 114 de l’enveloppe 102 du dispositif et passe dans la forme en entonnoir 116 pour être collectée dans le récipient 105 du collecteur d’eau 104. Le collecteur d’eau est dans sa position de collection d’eau. Le moyen de mesure 106 mesure le poids du collecteur d’eau 104. Lorsque le niveau de l’eau a atteint le seuil prédéterminé dans le récipient 105, le récipient 105 bascule dans sa position de vidange et le récipient 105 peut se vider. Lorsque l’eau s’est vidée et que le récipient 105 est vide, le contrepoids 128 fait revenir le récipient 105 dans sa position de collection d’eau. Le dispositif 100 recommence à mesurer le poids du récipient 105, qui correspond à une tare. Cette tare du récipient 105 correspond au poids pT du récipient 105 à vide. En utilisant un moyen de communication, de préférence sans fil, la ou les mesure/s sont envoyée(s) à l’utilisateur via un serveur, un moyen de stockage ou cloud. En alternative ou en plus, les mesures sont stockées dans une mémoire. Dans une variante, le récipient 105 bascule dans sa position de vidange et se vide partiellement. Le récipient 105 peut revenir à sa position d’eau bien qu’il ne soit pas complètement vide. Dans ce cas, le dispositif 100 recommence à mesurer le poids du récipient 105 qui correspond à la tare. Dans ce cas, la tare correspond au poids pT du récipient 105 vide plus ce qu’il reste d’eau ou de détritus dans le récipient 105 une fois retourné dans sa position de collection d’eau après basculement.
Ainsi, le dispositif selon l’invention permet de pouvoir recommencer à faire une mesure en position de collection après la vidange de manière automatique et immédiate, car la période de stabilisation entre la vidange et le début d’une nouvelle mesure est plus courte que celle des dispositifs de l’état de l’art.
La figure 2 représente une vue de devant du dispositif pluviomètre 100 selon la première réalisation de l'invention.
Toutes les caractéristiques du dispositif pluviomètre 100 illustré sur les figures 1a, 1b et 1c ne seront pas décrites à nouveau, mais nous nous référons à leur description ci- dessus avec les mêmes numéros de référence utilisés dans les figures 1a, 1b et 1c.
La vue de devant du dispositif pluviomètre 100 illustré sur la figure 2 est faite selon un plan parallèle à la flèche Z illustrée aux figures 1a à 1c.
Tel qu’illustré sur la figure 2, le premier élément de support 130 a une forme en U, de telle manière que la connexion pivot 136 entre le collecteur d’eau 104 et le premier élément de support 130 a lieu aux deux extrémités 130a et 130c des bâtons du “U” du premier élément de support 130.
Dans la vue de la figure 2, la paroi 118 de la portion centrale 112 de l’enveloppe 102 est également au moins partiellement incurvée sur les deux côtés sur une portion 120 de la paroi 118. La portion incurvée 120 de la paroi 118 est incurvée de manière horizontale vers l’intérieur de l’enveloppe 102 pour améliorer l’aérodynamisme du dispositif pluviomètre 100.
Les figures 3a à 3c représentent une vue en trois dimension (3D) du dispositif pluviomètre 100 selon la première réalisation de l'invention. Toutes les caractéristiques du dispositif pluviomètre 100 illustré sur les figures 1a, 1b, 1c, et 2 ne seront pas décrites à nouveau, mais nous nous référons à leur description ci-dessus avec les mêmes numéros de référence utilisés dans les figures 1a, 1b, 1c et 2.
La figure 3a montre l’enveloppe externe 102 du dispositif pluviomètre 100 des figures 1a, 1b et 1c, selon la première réalisation de l'invention.
La figure 3a montre la forme aérodynamique de l’enveloppe 102 réalisée par la paroi 118 qui est au moins partiellement incurvée vers l’intérieur de l’enveloppe 102, ici représentée par la portion 120 incurvée.
La figure 3b montre le dessus de la portion supérieure 108. A travers l’ouverture 114 de diamètre d 1 , on voit l’entonnoir 116 avec l’ouverture restreinte de diamètre d3.
La figure 3c illustre une vue en 3D de dessous du dispositif pluviomètre 100 selon la première réalisation de l'invention.
La figure 3c illustre la portion inférieure 110 de l'enveloppe 102 avec la surface inférieure 122. La surface inférieure 122 comprend une pluralité d'orifices 144 pour laisser échapper l'eau tout en évitant que le vent s'infiltre à l'intérieur de l'enveloppe 102 au niveau du couvercle inférieur 122. Ici, chaque orifice 146a-146f a une forme allongée, en particulier de forme rectangulaire. Les orifices 146a-146f sont alignés les uns à côté des autres dans une région 148 de la surface inférieure externe 122 de la portion évasée 110. Dans une variante de l'invention, les orifices 146a-146f peuvent être disposés différemment sur la surface inférieure externe 122 de la portion évasée 110 et de manière séparée pour qu'ils recouvrent une surface plus grande de la surface inférieure externe 122 de la portion évasée 110.
Le décrochement 140 est connecté à la portion évasée inférieure 110 de l'enveloppe 102.
L’élément de support 124 du dispositif 100 est également visible sur la figure 3c.
Figure 4 représente une vue de côté d’un dispositif pluviomètre 200 selon une deuxième réalisation de l’invention. Toutes les caractéristiques du dispositif pluviomètre 200 du deuxième mode de réalisation qui sont communes avec le dispositif pluviomètre 100 du premier mode de réalisation illustré sur les figures 1a à 1c ne seront pas décrites à nouveau, mais nous nous référons à leur description ci-dessus avec les mêmes numéros de référence utilisés dans les figures 1a à 1c. En outre, les variantes basées sur la structure du premier mode de réalisation peuvent également être appliquées au dispositif pluviomètre 200 du deuxième mode de réalisation.
Le dispositif pluviomètre 200 correspond au dispositif pluviomètre 100 de la première réalisation comprenant en outre un deuxième moyen de mesure 206. Ce deuxième moyen de mesure 206 est un moyen de mesure de vibration, en particulier un capteur piézo-électrique. Dans une variante, le deuxième moyen de mesure 206 peut également être un hydrophone, une piézorésistance, une jauge d'extensomètrie.
Le dispositif pluviomètre 200 a le même fonctionnement que le dispositif pluviomètre 100, mais le deuxième moyen de mesure 206 permet au dispositif pluviomètre 200 d’obtenir de plus amples informations que le dispositif pluviomètre 100.
Dans une variante, le dispositif pluviomètre 200 peut ne pas comporter une enveloppe 102 selon la première réalisation mais une enveloppe tel que connu dans l'état de l’art.
Le deuxième moyen de mesure 206 est positionné à l’extérieur sur une paroi latérale du récipient 105. Dans une variante, le deuxième moyen de mesure 206 peut être positionné à un autre endroit sur le récipient 105, par exemple sous le récipient 105. Il peut aussi être positionné à l’intérieur du collecteur d’eau 104. Le deuxième moyen de mesure 206 peut être collé à une paroi du collecteur d’eau 104 pour permettre une connexion fiable et durable.
Le deuxième moyen de mesure 206 mesure les vibrations qui sont dues aux gouttes de pluie qui tombent dans le collecteur d’eau 104.
Le deuxième moyen de mesure 206 permet ainsi au dispositif pluviomètre 200 d’obtenir des informations supplémentaires sur la pluie par rapport au pluviomètre selon l’état de l’art qui mesure seulement le volume ou le poids. La mesure obtenue par le deuxième moyen de mesure 206 permet d’obtenir une information temporelle dans le sens où le dispositif pluviomètre peut maintenant savoir quand a commencé de tomber la pluie, donc le début de l’épisode pluvieux. De plus, comme la mesure du deuxième moyen de mesure 206 est proportionnelle à l’impact de la pluie, la mesure permet d’obtenir une information sur le type de pluie qui tombe, par exemple si la pluie comporte des grosses gouttes d’eau ou si c’est une pluie fine. Ainsi le dispositif pluviomètre 200 permet d’avoir une information temporelle sur la pluie et une information sur le type de pluie qui tombe. Ces informations permettent d’obtenir une précision supplémentaire sur la mesure de pluviométrie et permet d’obtenir une mesure plus précise et contenant plus d’informations par rapport aux mesures d’un dispositif pluviomètre de l’état de l’art.
De plus, le deuxième moyen de mesure 206 étant positionné sur le collecteur d’eau 104, donc à l’intérieur de l’enveloppe 102, il permet d’obtenir une mesure qui est protégée des paramètres externes au dispositif, par exemple les vibrations du vent ou des détritus qui volent. Ainsi le dispositif pluviomètre 200 permet d’obtenir une amélioration de la qualité de la mesure par rapport au dispositif pluviomètre 100 et par rapport au dispositif pluviomètre de l’état de l’art.
Dans une variante, le dispositif peut comprendre un troisième moyen de mesure positionné 306 sur l’enveloppe 102 ou sur le support 124. Dans une variante, le troisième moyen de mesure 306 peut également être un moyen de mesure de vibration, en particulier un accéléromètre ou un capteur piézo-électrique. Dans une variante, le troisième moyen de mesure 306 peut également être un hydrophone, une piézorésistance, une jauge d'extensomètrie.
Le troisième moyen de mesure 306 de vibration situé à l’extérieur permet d’obtenir des informations sur les perturbations externes, telles que les vibrations dues au vent ou les vibrations du sol et permettent donc de les prendre en compte pour une meilleure évaluation des mesures de pluviométrie faites par le dispositif. Ce troisième moyen de mesure de vibration 306 permet donc aussi d’obtenir de plus amples informations sur le type de précipitation et non pas seulement la quantité de précipitation obtenue comme dans les dispositifs de l’état de l’art. Par exemple, en combinant le troisième moyen de mesure 306 avec le deuxième moyen de mesure 206, il est possible de distinguer la pluie des autres perturbations. Il est donc possible de faire du traitement de signal plus poussé pour analyser plus finement la pluie, par exemple le type, la taille, ou la durée de la pluie ainsi que l’influence du vent sur le type, la taille de la pluie...
Figure 5a représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon une troisième réalisation de l’invention.
Le dispositif pluviomètre 300 est basé sur le dispositif pluviomètre 100 de la première réalisation. Toutes les caractéristiques du dispositif pluviomètre 300 du troisième mode de réalisation qui sont communes avec le dispositif pluviomètre 100 du premier mode de réalisation illustré sur les figures 1a à 1c ne seront donc pas décrites à nouveau, mais nous nous référons à leur description ci-dessus avec les mêmes numéros de référence utilisés dans les figures 1 a à 1 c. En outre, les variantes basées sur la structure du premier et/ou deuxième mode de réalisation peuvent également être appliquées au dispositif pluviomètre 300 du troisième mode de réalisation. Dans une variante, le dispositif pluviomètre 300 peut ne pas comporter une enveloppe 102 selon la première réalisation mais comporter une enveloppe selon l’état de l’art.
Sur la figure 5a, le dispositif pluviomètre 300 est illustré avec le collecteur d’eau 104 dans sa position de collection d’eau.
Le dispositif pluviomètre 300 comprend une unité de contrôle 302 configurée pour réaliser plusieurs mesures du poids du collecteur d’eau 104, en particulier à des intervalles réguliers et pour réaliser une pluralité de mesures de poids à des instants différents. Selon l’invention, on peut ainsi mesurer une variation de poids du collecteur d’eau 104 pendant que ce dernier se remplit de l’eau de pluie.
De plus, la pluralité de mesures permet d’avoir un échantillon représentatif du poids prenant en compte plusieurs facteurs externes (vibrations, vents) et une valeur moyenne du poids peut être obtenue à partir de la pluralité de mesures. La pluralité de mesures de poids est réalisée de manière continue à un instant donné, en particulier la pluralité de mesure comprend entre 5 et 10 mesures de poids à un instant donné. Après un intervalle régulier fixé, choisi pour minimiser la consommation d’énergie du dispositif, à un autre instant donné, une autre pluralité de mesure est faite par le moyen de mesure 106 du dispositif 300.
Ainsi, le dispositif 300 de la présente invention permet de mesurer une variation de poids tout au long de la mesure de pluviométrie. Le dispositif réalise une pluralité de mesures de poids à plusieurs instants donnés contrairement au dispositif de l’état de l’art qui ne mesure le poids qu’au moment du basculement ou détermine le poids en fonction du nombre de basculements, ou encore qui détermine de manière continue le poids.
Sur la figure 5a, l’unité de contrôle 302 utilise un moyen de mesure 106 sous la forme d’un capteur d’effort 106 pour réaliser les mesures. Ce capteur d’effort 106 correspond au deuxième élément de support 132 qui est une poutre métallique avec une partie en silicone pour la protéger de l’eau. L’unité de contrôle 302 comprend entre autre un convertisseur analogique / numérique permettant le traitement des signaux venant du moyen de mesure 106 et un microprocesseur pour l’analyse et déterminer le poids.
Le capteur d’effort 106 est connecté à son extrémité 132a au collecteur d’eau 104, via le premier élément de support 130, et à son autre extrémité 132b au troisième élément de support 138. Ainsi, le capteur d’effort 106 est aussi connecté au support 124 via le troisième élément de support 138. C’est le support 124 qui permet d’agir comme une référence statique pour le moyen de mesure 106 et permet de réduire les perturbations dues aux vibrations externes sur les mesures du moyen de mesure 106, comparé au dispositif de l’état de l’art.
Le deuxième élément de support 132 fléchit sous l’effet du poids du récipient 105, ce qui est converti en une mesure du poids.
Pour réaliser une mesure du poids, le moyen de mesure 106 comprend un pont de Wheatstone. Le pont de Wheatstone se trouve dans la partie en silicone, protégée de l’eau, de la poutre comme illustré sur la figure 5a. De manière connue, un pont de Wheatstone est un ensemble de quatre résistances R1 , R2, R3, R4 connectées ensemble électriquement, comme illustré sur la figure 5b, dont trois sont connues et fixes et une résistance inconnue variable. Le pont de Wheatstone permet de mesurer la variation de la résistance inconnue et de l’associer à un paramètre mesuré.
Dans ce mode de réalisation, le pont de Wheatstone permet de mesurer la variation de la résistance inconnue et de l’associer au paramètre du poids du collecteur d’eau 104. Le capteur 106 est ainsi placé dans la branche représentée par CD de la figure 5b, les trois autres résistances sont fixes. Lorsque le deuxième élément de support 132 fléchit sous l’effet du poids du collecteur d’eau 104, la résistance inconnue R2 varie linéairement en fonction du poids ce qui permet de faire une mesure du poids du collecteur d’eau 104.
De plus, dans ce mode de réalisation, le pont de Wheatstone est également utilisé de manière différente pour prendre en compte l’effet de la température sur la mesure du poids. En plus de la variation de la résistance inconnue, le circuit de contrôle est configuré pour mesurer également les trois autres résistances en permanence. Selon le schéma illustré en figure 5b, il y a quatre points de mesure nommée A, B, C et D. Selon ce mode de réalisation, tous ces points de mesure sont exploités pour mesurer R2 la résistance de la poutre. L’ensemble des résistances évoluent de la même façon avec la variation de température. Ainsi, en prenant en compte ces quatre points de mesure, donc en mesurant en permanence les quatre résistances, au lieu de se baser sur leur valeur communiquée à une température de 25°C, la variation de température est automatiquement compensée électriquement. Le dispositif 300 mesure donc une pluralité de résistances électriques à plusieurs instants donnés.
Selon ce mode de réalisation, le dispositif 300 permet de mesurer la valeur du poids tout en annulant l'impact de la température sur la mesure. Ainsi, le dispositif selon l’invention permet de réduire la sensibilité des mesures de pluviométrie avec les variations de température.
Dans une variante de ce mode de réalisation, les effets de la température peuvent aussi être pris en compte en réalisant des abaques (c’est-à-dire des mesures de références) en mesurant uniquement la résistance R2 en fonction de la température et le dispositif comprend en outre un capteur de température. La Figure 6 représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon une quatrième réalisation de l’invention. Le dispositif 400 est représenté avec le collecteur d’eau 104 dans la position de collection ou réception d’eau, mais il peut aussi bien avoir le collecteur d’eau 104 dans la position de vidange. Dans une variante, le dispositif pluviomètre 400 peut ne pas comporter une enveloppe 102.
Le dispositif pluviomètre 400 correspond au dispositif pluviomètre 100 de la première réalisation et comprend de plus une unité de contrôle 402.
Toutes les caractéristiques du dispositif pluviomètre 400 du quatrième mode de réalisation qui sont communes avec le dispositif pluviomètre 100 du premier mode de réalisation illustré sur les figures 1a à 1c ne seront pas décrites à nouveau, mais nous nous référons à leur description ci-dessus avec les mêmes numéros de référence utilisés dans les figures 1a à 1c. En outre, les variantes basées sur la structure du premier, deuxième ou troisième mode de réalisation peuvent également être appliquées au dispositif de détection du quatrième mode de réalisation.
L’unité de contrôle 402 est configurée pour déclencher une mesure du moyen de mesure 106 au moment du basculement du collecteur d’eau 104.
Le dispositif pluviomètre 400 comprend un moyen de détection de basculement 404, situé au niveau du collecteur d’eau 104. Le moyen de détection de basculement 404 peut être un interrupteur, en particulier un interrupteur à lame souple. Un interrupteur à lame souple est un tube sous vide avec deux lames métalliques à l’intérieur. Lorsqu’un aimant, attaché au récipient 105, est approché du tube sous vide 404, les lames se collent laissant passer un courant d’électricité. L’absence de courant indique donc un basculement. Ce moyen de détection de basculement 404 permet de détecter de façon précise le basculement du récipient 105 du collecteur d’eau 104.
Le basculement du collecteur d’eau 104 correspond au moment où le collecteur d’eau 104 commence à basculer, avant que le collecteur d’eau 104 ne perde de l’eau. En effet, le temps de basculement avant perte d'eau est de l'ordre de la seconde, le mouvement commence doucement jusqu'à ce que la masse d'eau se déplace et la rotation du collecteur d’eau 104 vers la position inclinée de vidange s'accélère et que la vidange à proprement parlé commence. Entre le début du basculement et le début de la vidange, une mesure du poids du récipient 105 est faite, et permet ainsi de faire une mesure du poids du récipient 105 au moment du basculement avant le début de la vidange du récipient 105 du collecteur d’eau 104. Le temps de bascule avant perte d'eau est de l'ordre de la seconde, et le temps nécessaire pour l’unité de contrôle 402 de déclencher une mesure du moyen de mesure 106 et pour le moyen de mesure 106 de mesurer une pluralité de mesures est de l'ordre de 100ms.
Ainsi, le moyen de détection de basculement 404 permet de savoir exactement quand le basculement a lieu et de mesurer le poids du récipient au moment du basculement, précédent le début de la vidange,
Dans une variante, le moyen de détection de basculement 404 peut être situé en hauteur et ainsi être activé lors du basculement du collecteur d’eau 104, limitant ainsi la consommation électrique en position de collection d'eau. Dans cette variante, la présence de courant indique un basculement.
L’unité de contrôle 402 est aussi configurée pour réinitialiser le moyen de mesure 106 après un basculement du collecteur d’eau 104.
L’unité de contrôle 402 est positionnée sur l’élément de support 124 sur la figure 6. Mais dans une variante, elle peut être positionnée à une autre position sur le dispositif 400.
L’unité de contrôle 402 réinitialise le moyen de mesure 106 après un basculement du collecteur d’eau 104 et surtout après la vidange du collecteur d’eau 104 en tenant compte de la tare du collecteur d’eau 104, c’est à dire du poids du collecteur d’eau 104 après la vidange et au retour à la position de collection d’eau. Le collecteur d’eau 104 se trouve à vide sans eau ou partiellement à vide après un basculement dans sa position de vidange. Après un basculement dans sa position de vidange, le collecteur d’eau 104 peut en effet toujours avoir un peu d’eau ou des détritus, ce qui va modifier son poids pour la prochaine mesure de pluie. Ainsi, la mesure du poids du collecteur d’eau 104 est remise à zéro au début de chaque nouveau remplissage du récipient 105, en mesurant la tare du collecteur d’eau 104. Ainsi, des dérives de mesures dues à un encrassement du récipient 105, par des feuilles ou de la poussière, sont évitées. Donc les mesures sont plus précises et fiables.
Le moyen de détection de basculement 404 permet de détecter de façon précise le basculement du récipient 105 du collecteur d’eau 104 et permet aussi de faire une mesure du poids du récipient 105 après la vidange du récipient 105, quand ce dernier est vide ou partiellement vide pour déterminer la tare.
L’unité de contrôle 402 est configurée pour déclencher une mise à zéro du moyen de mesure 106 après le basculement du collecteur d’eau 104 dans la position de vidange, lorsque le collecteur d’eau 104 est revenu à sa position de collection / réception d’eau.
Le dispositif peut ainsi être utiliser de manière continue, car la remise à zéro du moyen de mesure est effectuée une fois que le collecteur est revenu à sa position horizontale de collection, après chaque basculement, ce qui permet aussi une mesure précise sur une période de temps prolongée. De plus, cela permet d’éviter ou tout du moins de minimiser les étapes de réétalonnage du dispositif et spécialement du moyen de mesure du dispositif, qui sont nécessaires au cours de la vie du produit et qui sont difficiles à réaliser, contrairement au dispositif de l’état de l’art.
La Figure 7 représente une vue de côté du dispositif pluviomètre selon une cinquième réalisation de l’invention. Le dispositif 500 est représenté avec le collecteur d’eau 104 dans la position de réception d’eau, mais il peut aussi bien avoir le collecteur d’eau 104 dans la position de vidange. Dans une variante, le dispositif pluviomètre 500 peut ne pas comporter une enveloppe 102.
Le dispositif pluviomètre 500 est basé sur le troisième mode de réalisation de l’invention.
Toutes les caractéristiques du dispositif pluviomètre 500 du cinquième mode de réalisation qui sont communes avec le dispositif pluviomètre 300 du troisième mode de réalisation illustré sur les figures 5a et 5b ne seront pas décrites à nouveau, mais nous nous référons à leur description ci-dessus avec les mêmes numéros de référence utilisés dans les figures 5a et 5b. En outre, les variantes basées sur la structure du quatrième mode de réalisation peuvent également être appliquées au dispositif de détection du cinquième mode de réalisation.
Le microprocesseur de l’unité de contrôle 502 est configuré pour se mettre lui-même et/ou mettre le ou les composants consommateur d’énergie, tel qu’un écran, en mode veille pour réduire la consommation d’énergie
Pour réveiller le microprocesseur, l’unité de contrôle 502 comprend également un moyen déclencheur 504, qui dans ce mode de réalisation est intégré au convertisseur analogique / numérique.
Le moyen déclencheur 504 est configuré pour mesurer la tension électrique aux bornes du moyen de mesure 106 et réveille le microprocesseur et/ou tout autre composant mis en veille lors d’un dépassement d’un seuil. Ainsi, il suffit d’alimenter le moyen déclencheur 504 et le capteur d'effort 106. La vérification de pluie et/ou évaporation est donc indépendante de l’utilisation de l’unité de contrôle 502. Ainsi, dans le dispositif 500 selon l’invention, la vérification de pluie peut être effectuée plus souvent tout en ayant une consommation d’énergie réduite. Le dispositif 500 peut donc réaliser une pluralité de mesures de poids à plusieurs instants donnés tout en ayant une consommation d’énergie réduite par rapport à un dispositif de l’état de l’art qui mesure en continue le poids.
De préférence on utilise deux seuils, un seuil avec une limite basse et un seuil avec une limite haute. Le franchissement de la limite haute vers le haut correspond à un début d’une précipitation qui fait changer le poids dans le collecteur d’eau. Ainsi le microprocesseur est réveillé et configuré pour mesurer et enregistrer une pluralité de mesure du poids d’une manière continue. De plus, l’heure du début de pluie peut également être enregistrée. Une fois la précipitation terminée, le microprocesseur et/ou tout autre composant consommateur d’énergie est remis en mode veille et un nouveau seuil bas et haut est déterminé et enregistré.
Après un intervalle de temps régulier, choisi pour optimiser la consommation d’énergie du dispositif, par exemple toute les minutes ou toutes les 5 minutes, le microprocesseur est de nouveau réveillé pour faire de nouveau une pluralité de mesures de poids comme précédemment. Si il y a eut de la pluie mais inférieur au seuil, la nouvelle valeur est sauvegardée et les seuils bas et hauts sont actualisés.
Si il n'y a pas eu de pluie, l'heure de fin de pluie peut être enregistrée et le microprocesseur et/ou tout autre composant consommateur d’énergie est remis en mode veille jusqu'au prochain réveil permettant d'avoir un suivi sur l'évaporation et réajuster les seuils du moyen déclencheur.
Si le seuil est dépassé avant la fin de la période veille, le microprocesseur est réveillé pour faire une pluralité de mesures comme précédemment, et la nouvelle valeur est enregistrée et les seuils bas et hauts sont actualisés.
Le dépassement par le bas de la limite basse correspond à une évaporation d’eau dans le collecteur d’eau 104 et donc à une perte de poids. Si l’évaporation n’est pas prise en compte, la mesure de la quantité de pluie peut être faussée. En effet, il a été observé que de fortes évaporations d'eau, dépassent des fois deux millimètre en moins de douze heures, peuvent avoir lieu sur des périodes relativement courtes. Sans prendre en compte cette évaporation et s’il pleut de nouveau, la pluie mesurée sera seulement celle dépassant la dernière pluie enregistrée perdant ainsi les deux millimètres de différence liés à l'évaporation.
Si à nouveau aucun changement de poids n’est déterminé, l’unité de contrôle 502 est mise en veille et un nouveau seuil bas et haut est déterminé et enregistré.
Figure 8a montre un dispositif pluviomètre 600 selon un sixième mode de réalisation. Le pluviomètre 600 est basé sur le cinquième mode de réalisation et comprend de plus un capteur de température 604 et un capteur d’humidité 606 relié à l’unité de contrôle 602. En alternative, le pluviomètre 600 peut être basé sur un des autres modes de réalisation un à quatre.
L’unité de contrôle 602 a les mêmes fonctionnalités que l’unité de contrôle 302, 402, 502 des autres modes de réalisations et en plus est configurée pour recevoir les mesures de températures et d’humidité des capteurs 604, 606. Ces paramètres ambiants peuvent avoir une influence sur la mesure de la pluie réalisée, notamment sur la présence ou l’absence de rosée. Ainsi la quantité de pluie déterminée peut être corrigée quand la présence de rosée est détectée. En effet, avec le couplage du pluviomètre 600 avec le capteur d’humidité 606 et le capteur de température 604, les conditions météorologiques menant à la formation de la rosée peuvent être déterminées et ainsi, il est possible de prendre en compte cette “fausse” pluie et de corriger la mesure de la pluie en conséquence. Selon un septième mode de réalisation, illustré sur la figure 8b, un dispositif pluviomètre selon le premier au sixième mode de réalisation 100, 200, 300, 400, 500, 600 est monté sur une interface de connexion 702 d’une station météorologique 700 en utilisant un moyen de connexion 704 approprié. L’interface 702 et le moyen de connexion 704 peut être de type „plug and play“, permettant en même temps une connexion mécanique et électrique rapide.
Ainsi, des données peuvent être échangé entre le dispositif pluviomètre et des capteurs de la station météorologique, tel qu’un capteur de température 706 et/ou un capteur d’humidité 708. Ces données peuvent ensuite être traitées par l’unité de contrôle du pluviomètre et/ou l’unité de contrôle de la station météorologique 700 et/ou par une unité de contrôle distante connecté sans fil.
Due à sa faible consommation d’énergie électrique, le dispositif peut être un dispositif autonome en énergie électrique. Par exemple, le dispositif pluviomètre 100, 200, 300, 400, 500, 600 peut comprendre un dispositif autonome de fourniture d'énergie, en particulier d’énergie solaire, thermique ou éolienne. Le dispositif autonome de fourniture d’énergie permet d’obtenir un dispositif pluviomètre essentiellement autonome en énergie. Ceci permet l’installation du dispositif pluviomètre à plusieurs endroits d’un champ sans avoir besoin d’installation de lignes électriques.
Un certain nombre de modes de réalisation de l'invention ont été décrits. Néanmoins, on comprendra que diverses modifications et améliorations peuvent être apportées sans s'écarter des revendications suivantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700), comprenant: un collecteur d’eau (104) configuré pour recevoir de l’eau, étant mobile entre une position de collection d’eau et une position de vidange, un moyen de mesure (106) configuré pour mesurer un paramètre représentatif d’une mesure de poids, caractérisé en ce que le dispositif (300) comprend en outre une unité de contrôle (302, 402, 502) configurée pour utiliser le moyen de mesure (106) pour réaliser une pluralité de mesures de poids.
2. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de mesure (106) est un capteur d’effort (106).
3. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capteur d’effort (106) est un élément de support (132) connecté à une extrémité au collecteur d’eau (104) et à son autre extrémité à un support (124), en particulier l’élément de support (132) est une poutre.
4. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le capteur d’effort (106) est configuré pour être mécaniquement isolé de l’enveloppe (102), en particulier grâce au support (124).
5. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 4, dans lequel le moyen de mesure (106) comprend un pont de Wheatstone, ledit moyen de mesure (106) étant configuré pour réaliser une pluralité de mesures de résistances électriques.
6. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 5, dans lequel l’unité de contrôle (302, 402, 502) est configurée pour réinitialiser le moyen de mesure (106) après un basculement du collecteur d’eau (104).
7. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendication 1 à 6, dans lequel l’unité de contrôle (302, 402, 502) est configurée pour réinitialiser le moyen de mesure (106) après un basculement du collecteur d’eau (104) en tenant compte de la tare du collecteur d’eau (104).
8. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 7, comprenant en outre un moyen de détection (404) de basculement, en particulier un interrupteur (404), en particulier un interrupteur à lame souple.
9. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 8, dans lequel l’unité de contrôle (302, 402, 502) est configurée pour déclencher une mesure du moyen de mesure (106) au moment du basculement du collecteur d’eau (104) et lorsque le collecteur d’eau (104) est revenu à sa position de collection d’eau.
10. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 9, configuré tel que l’unité de contrôle (302, 402, 502) est configurée pour être mise en veille et comprenant en outre un moyen déclencheur (504) configuré pour réveiller l’unité de contrôle (302, 402, 502).
11. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon la revendication 10, dans lequel le moyen déclencheur (504) est configuré pour réveiller l’unité de contrôle (402) lors d’un dépassement de seuil du paramètre représentatif d’une mesure de poids du moyen de mesure (106).
12. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon la revendication 10 ou 11 , dans lequel le moyen déclencheur (504) est configuré pour réveiller l’unité de contrôle (302, 402, 502) lors d’un dépassement vers le bas d’un seuil bas ou pour réveiller l’unité de contrôle lors d’un dépassement vers le haut d’un seuil haut.
13. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 12, comprenant un moyen de mesure de température (406) et/ ou un moyen de mesure d’humidité (506) et dans lequel l’unité de contrôle (302, 402, 502) est configurée pour prendre en compte la température et/ou le taux d’humidité lors de la détermination du poids.
14. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon la revendication 13, dans lequel l’unité de contrôle (302, 402, 502) est configurée pour détecter la présence ou l’absence de rosée en fonction de la température et/ou du taux d’humidité.
15. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 14, comprenant en outre une enveloppe (102), dans lequel le collecteur d’eau (104) et le moyen de mesure (106) sont positionnés à l’intérieur de l’enveloppe (102), caractérisé en ce que l’enveloppe (102) comprend une portion centrale (112) comprenant une paroi latérale (118) au moins partiellement incurvée latéralement vers l’intérieur de l’enveloppe (102), en particulier en combinaison avec une portion supérieure (108) évasée et/ou une portion inférieure (110) évasée.
16. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 15, dans lequel le moyen de mesure (106) est découplé mécaniquement de l’enveloppe (102).
17. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 16, comprenant en outre un deuxième moyen de mesure (206), le deuxième moyen de mesure (206) étant un moyen de mesure de vibration (206) du collecteur d’eau (104) étant situé au niveau du collecteur d’eau (104).
18. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 17, comprenant un troisième moyen de mesure (306), le troisième moyen de mesure (306) étant un moyen de mesure de vibration situé au niveau de l’enveloppe (102) et/ou au niveau d’un support (124).
19. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon la revendication 18, dans lequel le moyen de mesure de vibration du deuxième et/ou troisième moyen de mesure (206, 306) est un accéléromètre ou un capteur piézo-électrique.
20. Dispositif pluviomètre (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) selon une des revendications 1 à 19, comprenant en outre un dispositif autonome de fourniture d’énergie, en particulier d’énergie électrique, solaire, énergie éolienne ou thermique.
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