流量式雨量、雨强的测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种测量装置，尤其是一种流量式雨量、雨强的测量装置。属于测量技术领域。本实用新型专利技术产品的测量器由测雨探头（７）、数字接口电路（４）、单片机（５）和输出电路（６）组成，测雨探头（７）包含雨水量化器（２）和水滴电脉冲转换器（３）两部分。本专利的雨量灵敏度可高达０．０１ｍｍ，全量程的测量精度可高达±０．０５ｍｍ。可以测量雨量、雨强的各种参数。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量装置，尤其是一种流量式雨量、雨强的测量 装置。属于测量

技术介绍
本技术是一种采用雨水量化器(滴管)将雨水转换成规范的单个 水滴，然后将水滴转换成电脉冲。通过测量水滴电脉冲的数量来测量降雨 量和某时段的降雨强度的测量仪。本技术采用带有"缓冲气室"的滴 管技术，使雨水量化器(滴管)对于大雨、暴雨或小雨都可以保证相同的 测量一致性和准确性，从而获得优异的性能。彻底解决了工业化生产的技术关键。本技术的雨量灵敏度可高达0.01mm，全量的测量精度可高达正负0.05mm。可以测量雨量、雨强的各种参数。
技术实现思路
本专利的目的在于提供一种雨量、雨强的测量方法和装置，采用雨水 量化器将雨水变成水滴，经水滴电脉冲转换器，将水滴变为电脉冲信号， 并由计算机自动进行计数、计算，成为实时测量、可长期保存数据的自动 装置，并可一次性提供雨量、雨强测量需要的任何参数。本专利的方法是雨水从接雨口泄水管经过滤网进入测雨探头的集雨器，当积水超过启 动值时水流经毛细管以较大速度的细流冲出，跌落在出水管上部漏斗形锥 孔中，利用水的表面张力和液体的附着性，迅速堵塞出水缓冲口，在量化 器的上下管中形成一缓冲气室，随着源源不断地水流从毛细管中流入，水滴出口在近乎等压状态下形成规范水滴， 一旦形成一个动态中的相对稳定 过程，当有一个水滴从水滴出口流出后，相当量的水才能从毛细管中进入 缓冲气室，否则毛细管的水流将被切断，所以可以简单的认为缓冲气室是 一个恒压的容器，因而上部集雨器中过多的水量产生的压力不会影响到雨 水量化器中水滴出口的水滴大小均匀度，使雨水量化器对于大雨、暴雨或 小雨都可以保证相同的测量一致性和准确性，从而使本专利的雨水量化器具有优异性能。使专利93120653.7的技术成为一个实用的仪器设备，彻 底解决了工业化生产的技术关键。雨水成为规范水滴，经水滴电脉冲转换器使水滴变为电脉冲由单片机 进行测量，根据水滴的多少与降雨时间计算出雨量、雨强。本专利的测量仪器由接雨口、测量器组成，其特征在于为了防止本专利的测量仪器放置于室外使用时由可能由于枯枝败叶、 泥沙粉尘侵入雨水量化器而使其受堵，接雨口(1)的下部置有一过滤网(8)， 以阻挡较大的异物。另一方面，还要保证相当的泄水能力，对水流穿过的 时间常数尽可能的小，以保证降雨的实时测量，本专利采用了 100-400目 的金属或非金属过滤网做成过滤网(8)。测量器由测雨探头(7)(雨水量化器(2)、水滴电脉冲转换器(3))、数字 接口电路(4)、单片机(5)和输出电路(6)所组成雨水量化器(2)是将收集的雨水变成规范性的水滴的部件，俗称为滴 管，由量化器上管(16)和量化器下管(19)组成，量化器上管(16)与量化器下管(19)采用胶粘法连接保证其密封性，量化器上管鹏与量化器下管卿连接后在测 量进行时内部可形成一缓冲气室(18),量化器上管(16)中央连接有一毛细管(15)与量化器下管卿的漏斗形锥孔〈17)相对应并保持一定间距，毛细管用以控制进入出水缓冲口(20)水的流速，即既要保证水滴出口(21)流出的是标准水 滴，又要有适当的流量，管内积水多于3-5滴(每滴约为0.003mm降雨 量)即可启动雨水量化器2，当集雨器卿中存水较多(即水压增大)时， 仍能保持水滴出口(21)以相同的水滴输出，而不会形成连续的水流破坏降 雨的量化作用，其内孔径的大小控制在0.5-1.5mm范围。量化器上管(16)与量化器下管(19)连接后，雨水经毛细管以较大速度的细流冲出，跌落在出水缓冲口卿上部，利用水的表面张力和液体的附着性， 迅速堵塞出水缓冲口，在量化器的上下管中形成一缓冲气室，缓冲气室是 一个恒压的容器，上部集雨器中过多的水量产生的压力不会影响到雨水量 化器中水滴出口卿的水滴大小、均匀度，使雨水量化器对于大雨、暴雨或 小雨都可以保证相同的测量一致性和准确性，缓冲气室(18)的直径为10 20,，长度为15 50mm。量化器下管(19)又称量化斗，斗卿的上口与量化器上管(16)相接。其外形 似一漏斗，斗底是一细长的出水缓冲口(加，出水缓冲口(观上部是漏斗形锥 孔肪，出水缓冲口卿下端是水滴出口(21)，为防止偶然的出现"气泡塞死" 现象其孔径稍大于出水缓冲口卿的直径，为保证雨水量化器(2)的正常工 作，出水缓冲口卿的直径为2-5mm，水滴出口(21)直径为3-8mm，相当于 每个量化水滴的大小为0.08ml-0.16ml 7jC量，对标准的雨量计(接雨口 1 直径为200mm)而言，每个水滴折合降雨量为0.0025-0.004mm，出水缓 冲口(抑的长度为10-20mm，水滴出口(21)的长度为5-10mm。雨水量化器(2)要适应各种不同的环境使用，必须采用合适的耐腐蚀，又较易于加工的金属或非金属制成，如有机玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等。水滴电脉冲转换器(3)是由若干对相间嵌置在检雨孔(23)四周的针状 电极(23)a及b、电阻R、放大器IC组成，a电极接地，b电极接放大器同 相端，它们在中心处截断并形成一适当的小孔，该小孔与雨水量化器的水 滴出口(2G)同心并有一定的间距，小孔的孔径等于或略大于水滴的半径，严 防水滴悬挂在电极间的"挂珠现象"发生。电极对数的选择取决于本专利 用于运动载体测量时水滴的偏移量以保证可靠地测量而定。在没有水滴经 过时，电极间呈高阻状态，电源电压经R将高电平加在IC的同相端，IC 的输出端A亦呈高电平，当水滴穿过电极中心时，只要同时短接相邻的 任意两个a、 b电极，即相当于当放大器IC的同相端瞬间接地。放大器IC 的输出端A立即跳到低电平，水滴流过电极后，A点又恢复成初始的高 电平状态，每一个水滴经过电极，使A点产生一个完整的电脉冲。本专利的一组雨水量化器(2)和水滴电脉冲转换器(3)构成一个单体测 雨探头，其最大雨强测量为1.5mm/s，为满足国际相关标准的要求(最大 雨强应为4.5mm/S),故一台完整的测量装置选五个单体测雨探头构成。测雨探头输出的电脉冲，通过接口电路(4)送至单片机(5)系统按照预定 的程序进行计算，统计，经输出电路(6)送往上位计算机做进一步处理。本专利与现有降雨测量技术相比具有以下优点(1) 测量灵敏度和精度有显著的提高；(2) 绝对误差极小，且全量程几乎保持同一精度；(3) 可测瞬时雨量，故不但可作雨量计使用，同时可作雨强计使用;(4) 被测雨水不需保存，可在运动载体上完成测量。附图说明图1为本专利的框图； i.接雨口3.水滴电脉冲转换器 5.单片机7. 测雨探头图2为本专利流量式雨量、雨强测量仪示意图 l.接雨口8. 过滤网 IO.集雨器 12.检雨器14. 托板图3为本专利技术的雨水量化器的剖面15. 毛细管 17.漏斗形锥孔 19.雨水量化器下管2.雨水量化器4.数字接口电路6.输出电路2.雨水量化器 9.雨水、雨强; 11.支架 13.屏蔽底座16.雨水量化器上管18.缓冲气室20.出水缓冲口21. 水滴出口图4为本专利的水滴电脉冲转换器中检雨器示意图22. 针状电极 23.检雨孔图5为本专利技术的水滴电脉冲转换器电原理图a.b.针形电极对 Rl.放大器的偏置电阻IC1.放大器 R2.R3放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量式雨量、雨强测量仪，由接雨口、测量器组成，测量器有测量电极，其特征在于：　①测量器由测雨探头（７）、数字接口电路（４）、单片机（５）和输出电路（６）组成，测雨探头（７）包含雨水量化器（２）和水滴电脉冲转换器（３）两部分；　 　②接雨口（１）下部有过滤网（８）；　③雨水量化器（２）由量化器上管（１６）、量化器下管（１９）、和毛细管（１５）组成，量化器上管（１６）与量化器下管（１９）采用胶粘法连接，保证其密封性能，量化器上管（１６）与量化器下管（１９）采用胶 粘法连接后在测量进行时内部可形成一缓冲气室（１８），处于中心的毛细管（１５）与量化器下管（１９）的漏斗形锥孔（１７）相对应并保持一定间距，漏斗形锥孔（１７）下面是出水缓冲口（２０），出水缓冲口（２０）下面是水滴出口（２１），其孔径稍大于出水缓冲口（２０）的直径；　④水滴电脉冲转换器（３）是由若干对相间嵌置在检雨孔（２３）中的针状电极（２２）ａ及ｂ、电阻Ｒ、放大器ＩＣ组成，ａ电极接地，ｂ电极接放大器同相端，检雨孔（２３）与雨水量化器（２）的水滴出口（２１）相对应并有一定的 间距，电极间中心间隔与量化器输出水滴半径有一个合适的比例；　⑤测量器由若干组测雨探头组成；　⑥水滴通过水滴电脉冲转换器（３）使水滴变为电脉冲，通过数字接口电路（４）送至单片机（５）进行计数，根据脉冲计数值与降雨的时间计算出雨量、 雨强相关参数的原始数据，经输出电路（６）送往上位计算机进行进一步处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹鹏程，马久跃，徐晓军，王晋峰，孙志磊，
申请(专利权)人：邹鹏程，马久跃，徐晓军，王晋峰，孙志磊，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]