FI118980B - Rain sensors and method for measuring rain - Google Patents

Rain sensors and method for measuring rain Download PDF

Info

Publication number
FI118980B
FI118980B FI20011875A FI20011875A FI118980B FI 118980 B FI118980 B FI 118980B FI 20011875 A FI20011875 A FI 20011875A FI 20011875 A FI20011875 A FI 20011875A FI 118980 B FI118980 B FI 118980B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
rain
sensor
drop
volume
droplet
Prior art date
Application number
FI20011875A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20011875A (en
FI20011875A0 (en
Inventor
Jorma Ponkala
Heikki Turtiainen
Jouni Ikonen
Original Assignee
Vaisala Oyj
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 Vaisala Oyj filed Critical Vaisala Oyj
Priority to FI20011875A priority Critical patent/FI118980B/en
Publication of FI20011875A0 publication Critical patent/FI20011875A0/en
Priority to PCT/FI2002/000759 priority patent/WO2003027719A1/en
Publication of FI20011875A publication Critical patent/FI20011875A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI118980B publication Critical patent/FI118980B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/14Rainfall or precipitation gauges

Description

\\

Sadeanturi ja menetelmä sateen mittaamiseksi Ί j 0980Rain sensor and method for measuring rain Ί j 0980

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 mukainen sadeanturi.The invention relates to a rain sensor according to claim 1.

5 Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä sateen mittaamiseksi.The invention also relates to a method for measuring rain according to claim 10.

Keksintöä käytetään sateen intensiteetin ja sademäärän mittaamiseksi.The invention is used to measure rain intensity and rainfall.

10 Yleisimmin käytettyjä sadeantureita ovat sadelaskuri-tyyppiset anturit (engl. tipping bucket), joissa on suppilomainen keräin ja sen alla pienitilavuuksinen mitta-astia. Mitta-astia on jäljestetty tyhjentymään automaattisesti aina, kun siihen kertyy tietty määrä vettä, yksinkertaisimmin kiikkulauta-tyyppisellä mekanismilla. Mittarista saadaan pulssi aina mitta-astian tyhjentyessä, jolloin yksi pulssi vastaa tiettyä sademäärää, esim. 0.1 15 mm. Tipping bucket -anturien käyttöön liittyy mm. seuraavanlaisia ongelmia:10 The most commonly used rain sensors are rain counter type sensors (tipping buckets) with a funnel-type collector and a small volume measuring container underneath. The measuring vessel is automatically tracked to drain automatically whenever it accumulates a certain amount of water, most simply by a flip-board type mechanism. A pulse is obtained from the meter whenever the measuring container is empty, so that one pulse corresponds to a certain amount of rain, eg 0.1 to 15 mm. The use of Tipping bucket sensors includes: problems like:

Niiden perusongelma on huono resoluutio. Resoluutio määräytyy mitta-astian tilavuuden mukaan. Heikot sateet, joitten kokonaissademäärä jää alle mitta-astian tilavuuden jäävät kokonaan rekisteröimättä.Their basic problem is poor resolution. The resolution is determined by the volume of the measuring container. Light rainfall where the total precipitation is below the volume of the measuring cup will not be fully recorded.

2020

Lisäksi ongelmana on anturin “kuollut aika”. Mitta-astian keikahduksen aikana * : keräimestä tippuva vesi saattaa jäädä mittaamatta. Tästä aiheutuu mittausvirhettä • · : *'* varsinkin sateen intensiteetin ollessa suuri.Another problem is the "dead time" of the sensor. During the dip of the measuring cup *: water dripping from the collector may not be measured. This causes a measurement error • ·: * '*, especially when the rain intensity is high.

• · • · * • * · • * * * ‘ 25 Liikkuvien osien juuttuminen likaantumisen tai esim. anturirakenteisiin päässeiden * ' hyönteisten vuoksi aiheuttaa myös virhettä mittauksessa.The blockage of moving parts due to contamination or, for example, insects that have entered the sensor structures also causes measurement error.

* · • · • · · . Näitä ongelmia on yritetty ratkaista mm. anturirakenteella, jossa ei ole erillistä mitta- • · ... astiaa, vaan vesi poistuu kerääjästä yksittäisinä pisaroina, joitten lukumäärä lasketaan.* · • · • · ·. Attempts have been made to solve these problems. with a sensor structure that does not have a separate measuring · · ... vessel but leaves the collector in individual drops, the number of which is counted.

• *• *

30 Laskenta tapahtuu esim. siten, että putoavat pisarat oikosulkevat sähköisen piirin (USThe counting is done, for example, by dropping the droplets into an electric circuit (US

» · · "·* patentti 4520667) tai optisesti (Kansainvälinen patenttihakemus PCT/DK98/00425).»· ·" · * Patent 4,520,667) or optically (International Patent Application PCT / DK98 / 00425).

* * • · • · ** * • · • · *

Tyypillistä tunnetuille ratkaisuille on, että kerääjä pyritään suunnittelemaan niin, että se • · **.*·: tuottaa mahdollisimman tasakokoisia pisaroita riippumatta olosuhteista ja sateen 118980 2 intensiteetistä. Tällöin pisaroitten lukumäärä on suoraan verrannollinen sademäärään. Haittapuolena on, että keräimen tippoja muodostavan osan rakenteesta tulee mekaanisesti monimutkainen, helposti tukkiutuva ja kallis valmistaa. Mekaanisesti yksinkertaisilla toteutuksilla keräinsuppilosta poistuvan veden pisarakoko vaihtelee 5 sateen intensiteetin mukaan, mistä aiheutuu mittausvirhettä (Stow et. ai., Journal of Atmospheric and Ocenic Technology, voi. 15, pp. 127-135).Typical for known solutions is that the collector is designed to: • · **. * ·: Produce droplets of as uniform size as possible, regardless of the conditions and the intensity of the rain 118980 2. In this case, the number of droplets is directly proportional to the amount of rainfall. The disadvantage is that the structure of the droplet forming part of the collector becomes mechanically complicated, easily clogged and expensive to manufacture. In mechanically simple implementations, the droplet size of the water leaving the hopper varies according to the intensity of the 5 rain resulting in a measurement error (Stow et al., Journal of Atmospheric and Ocenic Technology, vol. 15, pp. 127-135).

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan ongelmat ja aikaansaada aivan uudentyyppinen sadeanturi ja menetelmä sateen mittaamiseksi.The object of the present invention is to eliminate the problems of the prior art and to provide a completely new type of rain sensor and method for measuring rain.

1010

Keksintö perustuu siihen, että sadeanturi koostuu suppilomaisesta keräimestä, josta sadevesi poistuu yksittäisinä pisaroina sekä keräimeen toiminnallisesti yhdistetystä anturista, josta saadaan keräimestä poistuvan pisaran kokoon verrannollinen signaali.The invention is based on the fact that the rain sensor consists of a funnel-like collector, in which the rainwater is discharged in single droplets, and a sensor operatively connected to the collector, which provides a signal proportional to the size of the droplet leaving the collector.

15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle sadeanturille on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the rain sensor according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle sateen mittaamiseksi puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 10 tunnusmerkkiosassa.The method of measuring the rain according to the invention, in turn, is characterized by what is disclosed in the characterizing part of claim 10.

2020

Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja.The invention provides significant advantages.

• · * · · ··· # ·· • *·* Mittausmenetelmä mahdollistaa hyvin yksinkertaisen ja halvan mekaanisen rakenteen, • · ·.*.* koska pisarakoon vaihtelu sallitaan. Keräin voi olla esim. suppilo, jossa on suora ’ * 25 poistoputki. Edelleen keräimen likaantuminen tai osittainen tukkiintuminen ei aiheuta ’ * mittausvirhettä, edellyttäen että vesi kuitenkin poistuu poistoputken kautta. Niinpä • * ‘ · · · * vaihtelevasta pisarakoosta johtuva mittausvirhe voidaan eliminoida.The measuring method allows for a very simple and inexpensive mechanical design, since the variation in droplet size is allowed. The collector may be e.g. a funnel with a straight '* 25 outlet. Further, contamination or partial clogging of the collector will not cause a * measurement error, provided that water is nevertheless discharged through the outlet. Thus, • * '· · · * measurement error due to varying droplet size can be eliminated.

*..* Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten • · "* 30 suoritusesimerkkien avulla.* .. * In the following, the invention will be examined by means of the working examples illustrated in the accompanying figures.

* · · * · * • · · • * · • · *"·* Kuvio 1 esittää kaavallisesti yhtä keksinnön mukaista voima-anturiin perustuvaa .,' ·' laitteistoa sateen mittaamiseksi.Figure 1 schematically illustrates one force sensing device. '' 'According to the invention for measuring rain.

• · » * * » lf • · 118980 3• · »* *» lf • · 118980 3

Kuvio 2 esittää kaavallisesti toista keksinnön mukaista kapasitanssimittaukseen perustuvaa laitteistoa sateen mittaamiseksi.Figure 2 schematically shows another capacitance measuring apparatus according to the invention for measuring rain.

Kuvio 3 esittää lohkokaaviona kolmatta keksinnön mukaista varauksen mittaukseen 5 perustuvaa laitteistoa sateen mittaamiseksi.Figure 3 is a block diagram of a third charge measurement device 5 according to the invention for measuring rain.

Kuvio 4 esittää lohkokaaviona neljättä keksinnön mukaista optiseen mittaukseen perustuvaa laitteistoa sateen mittaamiseksi.Fig. 4 is a block diagram of a fourth optical measurement apparatus according to the invention for measuring rain.

10 Kuvio 5 esittää graafisesti vesipisaran aiheuttamaa impulssia yhdessä keksinnön mukaisessa laitteistossa.Figure 5 is a graph showing the water droplet impulse in one of the apparatuses of the invention.

Keksinnön mukainen sadeanturi siis koostuu: 15 1) Esimerkiksi suppilomaisesta keräimestä, josta sadevesi poistuu yksittäisinä pisaroina ja tähän toiminnallisesti yhdistetystä 2) anturista, josta saadaan keräimestä poistuvan pisaran kokoon verrannollinen signaali.Thus, the rain sensor according to the invention consists of: 1) For example, a funnel-like collector which discharges the rainwater as single droplets and 2) a sensor functionally connected thereto, which provides a signal proportional to the size of the droplet leaving the collector.

2020

Pisaran tilavuuden ja detektorisignaalin välinen riippuvuus määritetään joko . . laboratorio- tai kenttätestein. Sademäärä saadaan tällöin laskemalla detektorisignaaleista » · ♦ • · · "1 1 yksittäisten pisaroitten tilavuudet ja summaamalla nämä. Sateen intensiteetti saadaan • ·The relationship between droplet volume and detector signal is determined either. . laboratory or field tests. The precipitation is then calculated by summing the volumes of the individual droplets from the detector signals »· ♦ • · ·" 1 1.

• M• M

*. , laskemalla kertyneen sademäärän muutos valitun mittausjakson aikana.*. , by calculating the change in rainfall over the selected measurement period.

• · · .!»: 25 • ·• · ·.! »: 25 • ·

Pisaroitten laskenta ja tilavuuden mittaus voidaan toteuttaa usealla eri tavalla, käyttäen • .···, esim. pietsosähköistä, kapasitiivista, optista tai pisaran sähköiseen varaamiseen • · ··♦ perustuvaa menetelmää.Drop counting and volume measurement can be accomplished in a number of different ways, using •, ···, eg piezoelectric, capacitive, optical, or electric droplet charge • · ·· ♦ methods.

• · • · • ·♦ 30 Voima-anturiin perustuva detektointi • · · · » ··30 Force Sensor Detection • · · · »··

Voima-anturiin, esiemerkiksi pietsosähköiseen detektointiin perustuvan toteutuksen • · • periaate on esitetty kuviossa 1. Keksinnön mukaisesti anturi käsittää keräysastian 1, 9 9 9 "I,1 jossa on poikkileikkaukseltaan laaja keräyspää 2 ja poikkileikkaukseltaan pieni • · ♦ « 118980 4 poistopää 3. Tällainen keräin 1 on tyypillisesti suppilomainen. Keräimen 1 poistopäästä 3 putoavat pisarat osuvat mittalaitteen 4 detektorilevyyn 11, johon on kiinnitetty pietsosähköinen voima-anturi 5. Putoavan pisaran 10 levyyn kohdistama voima riippuu pisaran koosta, jolloin anturin synnyttämän jännitepulssin suuruus on myös 5 verrannollinen pisaran 10 kokoon.The principle of an embodiment based on a force transducer, for example piezoelectric detection, is shown in Figure 1. According to the invention, the transducer comprises a collecting vessel 1, 9 9 9 "I, 1 having a large cross-sectional collecting end 2 and a low cross-sectional discharge end 3. Such a collector 1 is typically funnel-shaped. The droplets falling from the outlet end 3 of the collector 1 hit the detector plate 11 of the measuring device 4 to which the piezoelectric force sensor 5 is attached. .

Pietsosähköisen detektoinnin erityisiä etuja ovat ensinnäkin se, että detektoriosa voidaan tehdä täysin suljetuksi, jolloin elektroniikka on suojassa kosteudelta ja lialta. Toiseksi mittauselektroniikan tehonkulutus on helppo minimoida käyttäen prosessoria, 10 jossa on valmiina ns. “sleep-mode” - toiminto. Jos tietyn, prosessorin ohjelmassa asetetun ajan kuluessa keräimestä 1 ei tule pisaroita, prosessori kytkee mittauselektroniikan sleep-moodiin, jossa tehoa kuluu hyvin vähän. Prosessori voidaan herättää kytkemällä sen tiettyyn tuloon jännite. Pietsosähköistä detektointia käytettäessä herätyssignaalina voidaan käyttää detektorin generoimaa jännitepulssia, jolloin 15 mittauselektroniikka siirtyy mittausmoodiin ensimmäisen vesipisaran pudotessa detektorille. Voima-anturina voidaan käyttää myös esimerkiksi kapasitiivista kiihtyvyysanturia, johtavasta muovista toteutettua anturia tai pietsosähköisestä muovista valmistettua anturia. Pisaran tilavuus määritellään laskennallisesti lohkossa 13. Voima-anturi voi esitetyn suoran voimamittauksen sijasta käsittää myös voimaa välittäviä 20 rakenteita esimerkiksi vipurakenteita tai vastaavia.The particular advantages of piezoelectric detection are, firstly, that the detector part can be completely closed, whereby the electronics are protected from moisture and dirt. Second, the power consumption of the metering electronics is easily minimized by using a processor 10 having a so-called "ready-to-use" processor. “Sleep-mode” function. If, within a certain time set in the processor program, no droplets emerge from the collector 1, the processor switches the measurement electronics to sleep mode with very low power consumption. The processor can be woken up by applying a voltage to a specific input. When piezoelectric detection is used, the voltage pulse generated by the detector can be used as the excitation signal, whereby the measuring electronics enters the measuring mode as the first drop of water drops onto the detector. For example, a capacitive acceleration sensor, a sensor made of conductive plastic or a sensor made of piezoelectric plastic can be used as the force sensor. The droplet volume is calculated computationally in block 13. The force transducer may also comprise force-transmitting structures, such as lever structures or the like, instead of the direct force measurement shown.

: Pisaran tilavuuden määritys tapahtuu seuraavasti. Osuessaan detektorilevyyn 11 • · : **' sadepisara kohdistaa siihen voiman, joka välittyy edelleen voima-anturiin 5 ja havaitaan • « sen lähdössä jännitepulssina. Pulssimuoto rekisteröidään ja siitä mitataan yksi tai ’ ’ 25 useampi pisaran tilavuuteen verrannollinen parametri. Soveltuvia parametreja ovat esim.: To determine the droplet volume, proceed as follows. As it strikes the detector plate 11, the rain droplet exerts a force which is transmitted to the force transducer 5 and is detected at its output as a voltage pulse. The pulse shape is recorded and one or more parameters proportional to the droplet volume are measured. Suitable parameters are e.g.

• « · · · | * pulssin huipusta-huippuun jännite (Vpp), maksimi- tai minimijännite tai pulssin • · '···' puoliarvoleveys (wl4). Tyypillinen pulssimuoto ja siitä määritetyt parametrit on esitetty , kuviossa 5.• «· · · | * peak-to-peak pulse voltage (Vpp), maximum or minimum voltage, or • · '···' half-width of the pulse (wl4). A typical pulse shape and the parameters determined from it are shown in Figure 5.

• * • · · • · *’* 30 Joissain tapauksissa detektorin vasteeseen vaikuttavat myös muut tekijät kuin pisaran ··· # · · V * koko, esimerkiksi lämpötila. Nämä voidaan tarvittaessa mitata erillisillä antureilla ja ··· • · * · · · * ottaa laskentaan mukaan lisäparametreinä.In some cases, the response of the detector is also influenced by factors other than the size of the drop ··· # · · V *, such as temperature. If necessary, these can be measured with separate sensors and ··· • · * · · · * included as additional parameters in the calculation.

··· ···· • · :. * · · Pisaran tilavuus lasketaan nyt käyttäen lauseketta 5 118980 V = f{pl,...pn, ql,...qm) missä V on pisaran tilavuus, ρΐ,.ρη ovat pisarakoosta riippuvien mittausparametrien 5 arvot ja ql...qm tarvittavien lisäparametrien kuten lämpötilan arvot. Funktio f kuvaa näitten välistä riippuvuutta, joka on määritetty kokeellisesti joko laboratorio- tai kenttätestein.··· ···· • ·:. * · · The droplet volume is now calculated using the expression 5 118980 V = f {pl, ... pn, ql, ... qm) where V is the droplet volume, ρΐ, .ρη are the values of the droplet size dependent measurement parameters and ql ... qm values for additional parameters required, such as temperature. The function f represents the relationship between these, which has been determined experimentally by either laboratory or field tests.

Kapasitiivinen detektointi 10Capacitive detection

Detektorin periaate on esitetty kuviossa 2. Keräimen 1 poistoputki 3 on valmistettu johtavasta materiaalista, ja sen alapuolelle on sijoitettu halkaisijaltaan suurempi johtava rengas 12. Detektori mittaa poistoputken 3 ja alemman renkaan 12 välistä kapasitanssia. Koska sadevesi on aina jossakin määrin johtavaa, muodostaa poistoputken suulle 15 muodostuva pisara kapasitanssimittauksen kannalta johtavan elektrodin. Tästä johtuen pisaran kasvaessa kasvaa myös poistoputken 3 ja ulkorenkaan 12 välinen kapasitanssi, kunnes pisara 10 putoaa ja kapasitanssi palaa takaisin alkuarvoonsa. Pisaran 10 pudotessa tapahtuva kapasitanssin muutos on verrannollinen pisaran 10 kokoon ja sitä voidaan käyttää detektorin lähtösignaalina. Pisaran tilavuus määritellään laskennallisesti 20 lohkossa 13.The principle of the detector is shown in Fig. 2. The outlet pipe 3 of the collector 1 is made of conductive material and a conductive ring 12 of larger diameter is placed beneath it. The detector measures the capacitance between the outlet pipe 3 and the lower ring 12. Because rainwater is always somewhat conductive, a drop forming on the outlet 15 of the outlet pipe forms a conductive electrode for capacitance measurement. Consequently, as the drop increases, the capacitance between the exhaust pipe 3 and the outer ring 12 also increases until the drop 10 drops and the capacitance returns to its initial value. The change in capacitance when the droplet 10 drops is proportional to the size of the droplet 10 and can be used as the output signal of the detector. The droplet volume is determined computationally in 20 blocks 13.

;a| · Sähköiseen varaukseen perustuva detektointi • · • · • · · * • · V.: Mittausperiaate ja eräs mittauselektroniikan toteutustapa on esitetty kuviossa 3.; A | · Electric Charge Detection • A: The measurement principle and one embodiment of the measurement electronics are shown in Figure 3.

*·**· 25 Keräimestä 1 putoaville pisaroille 10 annetaan DC-jännitteen avulla sähkövaraus.* · ** · 25 The droplets 10 falling from the collector 1 are electrically charged by means of the DC voltage.

Pisaran saaman varauksen suuruus riippuu pisaran 10 pinta-alasta ja siten myös sen »»· tilavuudesta. Pisara 10 putoaa alapuolella olevan johtavan elektrodin 14 päälle, joka on kytketty varausherkän vahvistimen 15 tuloon. Mittauspiirin lähdöstä saadaan pisaran varaukseen verrannollinen signaali; kuvion tapauksessa purske, jossa pulssien • · *;·* 30 lukumäärä riippuu pisaran varauksesta. Varauksen mittaus voidaan toteuttaa myös ··· V · muilla tavoin. Varauksen perusteella pisaran tilavuus määritetään lohkossa 13.The amount of charge a droplet depends on the surface area of the droplet 10 and, therefore, its volume. A droplet 10 drops onto a conductive electrode 14 below which is connected to the input of a charge sensitive amplifier 15. The output of the measuring circuit produces a signal proportional to the drop charge; in the case of a pattern, a burst in which the number of pulses • · *; · * 30 depends on the charge of the droplet. Charge measurement can also be performed in ··· V · other ways. Based on the charge, the droplet volume is determined in block 13.

·»· • · • * • · · ·:· Optinen detektointi • · · · • · * ♦ · • · · * · 118980 6»· Opt * *::: Optical Detection::: 89 89 118980 6

Detektointi voi tapahtua myös kuvion 4 mukaisesti optisesti esim. siten, että putoava pisara katkaisee optisen yksikön 9 valolähteeltä 11 valodiodille 12 tai vastaavalle kulkevan valonsäteen. Mitä suurempi on pisaran halkaisija, sitä kauemman aikaa valonsäde on katkaistuna; tämän ajan pituutta voidaan käyttää detektorin 5 lähtösignaalina. Optisen signaalin perusteella pisaran 10 tilavuus määritetään lohkossa 13.Detection may also be performed optically according to Fig. 4, e.g. by dropping a light beam passing from the light source 11 to the photodiode 12 or the like of the optical unit 9. The larger the droplet diameter, the longer the light beam is cut off; this length can be used as the output signal of the detector 5. Based on the optical signal, the volume of droplet 10 is determined in block 13.

Elektroaktiivisella muovilla tarkoitetaan tässä hakemuksessa muovia, jonka johonkin sähköiseen ominaisuuteen tähän kohdistuvat muuttuvat voimat vaikuttavat. Tällaisia 10 sähköisiä ominaisuuksia ovat johtavuus, ominaiskapasitanssi jne.For the purposes of this application, an electroactive plastic is one whose plastic property is affected by the changing forces exerted on it. Such electrical properties include conductivity, specific capacitance, etc.

Suppilo on mahdollista tehdä myös lämmitettäväksi. Erityisesti lumisateen tapauksessa lämmitetyn suppilon käsittävä keräävä mittari antaisi myös tällöin tiedon sademäärästä ja lumisateen vesiarvosta.It is also possible to make the funnel heated. Particularly in the case of snowfall, a collecting funnel comprising a heated funnel would also provide information on the amount of rainfall and the water value of the snowfall.

15 • a a • · a • aa · • » • a • aa • a a • a a • · · • a a • · • · • a· • « • a a a a15 • a a • · a • aa • • • • • • • • • • • • • • • • • • a • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Claims (17)

1189;8 O1189; 1. Sadeanturi, joka käsittää - esimerkiksi suppilomaisen sateenkeräysastian (1), jossa on keräyspää (2) sateen 5 keräämistä varten ja keräyspäätä poikkileikkaukseltaan pienempi poistopää (3) sateen johtamiseksi mitattavaksi, sekä - poistopään (3) läheisyyteen sijoitetun mittalaitteen (4) sademäärän mittaamiseksi, tunnettu siitä, että 10. mittalaite käsittää välineet (4,13) yksittäisen pisaran tilavuuden määrittämiseksi.A rain sensor comprising - for example, a funnel-shaped rain collecting vessel (1) having a collecting head (2) for collecting rain 5 and a collecting head having a cross-sectional outlet (3) for conducting rain measurement, and , characterized in that the measuring device 10 comprises means (4,13) for determining the volume of a single droplet. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sadeanturi, tunnettu siitä, että mittalaite (4) käsittää pisaran putoamisreitille sovitetun voima-anturin (5), jonka avulla putoavan pisaran tilavuus voidaan määrittää.A rain sensor according to claim 1, characterized in that the measuring device (4) comprises a force sensor (5) fitted to the drop drop path, by means of which the volume of the drop drop can be determined. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sadeanturi, tunnettu siitä, että voima-anturi 15 on pietsoanturi.Rain sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the force sensor 15 is a piezo sensor. • · • · · ;· · 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sadeanturi, tunnettu siitä, että voima-anturi * · • on kapasitiivinen kiihtyvyysanturi.A rain sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the force sensor * · • is a capacitive acceleration sensor. • · · • ♦ · • · • 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sadeanturi, tunnettu siitä, että voima-anturi on elektroaktiivisesta muovista tai pietsosähköisestä muovista valmistettu anturi. • · • · • MA rain sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the force sensor is a sensor made of electroactive plastic or piezoelectric plastic. • · • · • M 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sadeanturi. tunnettu siitä, että mittalaite käsittää «· “1 • · · '' pisaran putoamisreitille sovitetun kapasitiivisen anturin (6), jonka avulla putoavan • · *·;·' pisaran tilavuuteen verrannollinen kapasitanssi voidaan määrittää ja anturi lisäksi • · *.2: käsittää välineet (13) pisaran tilavuuden määrittämiseksi mitatun kapasitanssin avulla. • · * · · • · · ··1 · · 2 • e • · · 118980A rain sensor according to claim 1. characterized in that the measuring device comprises a capacitive transducer (6) adapted to the drop path of the droplet, by which the capacitance proportional to the volume of the droplet · · * ·; means (13) for determining a droplet volume by means of a measured capacitance. • · * · · • · · · · 1 · · 2 • e • · · 118980 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sadeanturi, tunnettu siitä, että mittalaite käsittää välineet (7) pisaran varaamiseksi sähkövarauksella sekä mittavälineet (8) pisaran varauksen mittaamiseksi ja lisäksi laskentavälineet (13) pisaran massan määrittämiseksi mitatun varauksen perusteella.A rain sensor according to claim 1, characterized in that the measuring device comprises means (7) for charging the drop with an electric charge and measuring means (8) for measuring the drop charge and additionally calculating means (13) for determining the mass of the drop. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sadeanturi, jossa on optiset välineet (9) sademäärän mittaamiseksi, tunnettu siitä, että anturi käsittää lisäksi välineet (13) pisaran tilavuuden määrittämiseksi optisesta signaalista.A rain sensor according to claim 1, having optical means (9) for measuring the amount of rain, characterized in that the sensor further comprises means (13) for determining the droplet volume of the optical signal. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sadeanturi, tunnettu siitä, että keräävä suppilo on lämmitetty.A rain sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the collecting hopper is heated. 10. Menetelmä sateen mittaamiseksi, jossa menetelmässä - sadevettä kerätään sellaisen, esimerkiksi suppilomaisen sateenkeräysastian (1) avulla, jossa on keräyspää (2) sateen keräämistä varten ja keräyspäätä poikkileikkaukseltaan pienempi poistopää (3) sateen johtamiseksi mitattavaksi, ja 15. sademäärää mitataan poistopään (3) läheisyyteen sijoitetun mittalaitteen (4) avulla, • · t : : tunnettu siitä, että ··· · 5 ·· • • ·· :V: - kunkin poistopäästä (3) lähteneen sadepisaran tilavuus määritetään mittauksen *ί**ί aikana. • ·A method for measuring rain, comprising: - collecting rainwater by means of, for example, a funnel-shaped rain collecting vessel (1) having a collecting head (2) for collecting rain and a collecting head having a smaller cross-section (3) ) by means of a measuring device (4) located in the vicinity, · · t:: characterized in that: ··· · 5 ··· · ····················································icing • · 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan putoavan pisaran aiheuttamaa voimaa pisaran tilavuuden määrittämiseksi. t· tA method according to claim 10, characterized in that the force exerted by the falling drop is measured to determine the volume of the drop. t · t · * ·· :***: 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voima- .·* : anturina käytetään pietsoanturia.· * ··: ***: The method according to claim 10 or 11, characterized in that a piezo sensor is used as the force. • ·· • · • · . 13. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voima- e · " • * · ϊ·! ϊ 25 anturi on kapasitiivinen kiihtyvyysanturi. ·" · • · ··· 118980• ·· • · • ·. Method according to Claim 10 or 11, characterized in that the force sensor "" ϊ ·!!!! On on on is a capacitive acceleration sensor. " 14. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voima-anturi on johtavasta muovista tai pietsosähköisestä muovista valmistettu anturi.Method according to claim 10 or 11, characterized in that the force sensor is a sensor made of conductive plastic or piezoelectric plastic. 15. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään putoavan pisaran tilavuuteen verrannollinen kapasitanssi josta määritetään pisaran 5 tilavuus.Method according to claim 10, characterized in that a capacitance proportional to the volume of the droplet is determined, from which the volume of the droplet 5 is determined. 16. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että varataan putoava pisara sähkövarauksella ja mitataan putoavan pisaran varaus josta edelleen määritetään pisaran tilavuus.A method according to claim 10, characterized in that the falling drop is charged by electrical charge and the drop drop charge is measured from which the drop volume is further determined. 17. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että pisaran tilavuus 10 määritetään optisella menetelmällä. • · 1 ♦ · ♦ · • · • ·· • · ♦ · · • · · • · • · « · • · · • · • · »·1 • e « · • ·· ♦ • · · • 1 e · ··· • · • · · • ·· * · • • · « · · ♦ · · ··· · · 1 • · • · • •e 118980 ίοThe method according to claim 10, characterized in that the droplet volume 10 is determined by an optical method. • 1 1 ♦ • · · · · · ♦ «« 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ›
FI20011875A 2001-09-24 2001-09-24 Rain sensors and method for measuring rain FI118980B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20011875A FI118980B (en) 2001-09-24 2001-09-24 Rain sensors and method for measuring rain
PCT/FI2002/000759 WO2003027719A1 (en) 2001-09-24 2002-09-23 Precipitation sensor and method for precipitation rate measurement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20011875A FI118980B (en) 2001-09-24 2001-09-24 Rain sensors and method for measuring rain
FI20011875 2001-09-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20011875A0 FI20011875A0 (en) 2001-09-24
FI20011875A FI20011875A (en) 2003-06-23
FI118980B true FI118980B (en) 2008-05-30

Family

ID=8561947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20011875A FI118980B (en) 2001-09-24 2001-09-24 Rain sensors and method for measuring rain

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI118980B (en)
WO (1) WO2003027719A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI116424B (en) 2003-07-01 2005-11-15 Vaisala Oyj Process of measuring device observing hydrometeors and device therefor
CN100432704C (en) * 2004-10-27 2008-11-12 上海大学 Multi-parameter detecting method and apparatus for liquid drop
WO2009082473A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Kah Carl L C Jr Wireless moisture probe, receiving controller and irrigation control system
DE102012023188A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-28 Carbon Team Germany Gmbh Device for measuring presence of raindrops under usage of inclined plane, over which raindrops flow down, has sensor producing signal during presence of rain drop, and electrical sensor arranged in electric circuit
IT201600077834A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-25 Cristiano Fidani ELECTRODYNAMIC RAIN GAUGE
CN109917490B (en) * 2019-04-03 2023-10-31 南京信息工程大学 Hail automatic monitoring device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2612648B1 (en) * 1987-03-17 1990-04-27 Climagro Sarl DRIP RAIN
EP0360892A1 (en) * 1988-09-27 1990-04-04 Volker Dipl.-Chem. Genrich Electronic sensor for measuring rainfall by evaluating the impact surface of single drops
JPH02300692A (en) * 1989-05-16 1990-12-12 Japan Radio Co Ltd Method for measuring amount of precipitation
JP2906081B2 (en) * 1990-08-30 1999-06-14 住友重機械工業株式会社 Light rain gauge
DK72796A (en) * 1996-07-02 1998-01-03 Alka Electronic Aps Optical fluid flowmeter
FR2770306B1 (en) * 1997-10-23 1999-12-10 Meteo France RAINFALL FOR ALL PRECIPITATION CONDITIONS

Also Published As

Publication number Publication date
FI20011875A (en) 2003-06-23
FI20011875A0 (en) 2001-09-24
WO2003027719A1 (en) 2003-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4509557B2 (en) Precipitation / hail sensor and method for precipitation measurement
US8009290B2 (en) Compact, low cost particle sensor
WO2019140920A1 (en) Online detection system and method for droplet deposition amount of spraying operation of plant protection mechanism
JP2002508063A (en) Method and apparatus for detecting low light levels
JP6936538B2 (en) Falling rain gauge
US11280936B2 (en) Liquid gauge and a method for operating the same
DE69737255D1 (en) Device for measuring the particle size
FI118980B (en) Rain sensors and method for measuring rain
Jayawardena et al. Measuring drop size distribution and kinetic energy of rainfall using a force transducer
JP4430659B2 (en) Weather measurement equipment
FI90596C (en) Method and apparatus for measuring the meteorological visibility of the prevailing weather
JP5055476B2 (en) Weather measurement equipment
US7286935B2 (en) Method and device for hydrometeor detection
US5263370A (en) Liquidometer
WO2005024393A1 (en) Particle detection
KR101681179B1 (en) Potentiometric Cytometer Microchip for Microdispersion Analysis and Quantification
CN116105917A (en) Pressure determination by piezoceramic ultrasonic transducer
WO2004102133A3 (en) Capacitance level measurement
Tabada et al. Innovative configuration design of two-wire tip mechanisms for a tipping-bucket rain gauge
WO1998000736A1 (en) Optical flow meter
CN105424102A (en) Gutter inlet flow measuring device
EP1524358B1 (en) A washing machine capable of measuring properties of liquids, and process for detecting such properties
FR2506022A1 (en) APPARATUS FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF ALCOHOL IN EXPIRED AIR
Byler Resistance-type portable cotton lint moisture meter
US20030046995A1 (en) Method for sensing evaporation of a liquid

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 118980

Country of ref document: FI