一种基于水钟原理的雨量计制造技术

本发明专利技术公开了一种基于水钟原理的雨量计，涉及降水测量装置领域。传统的雨量计主要为虹吸式雨量计和翻斗式雨量计，虹吸式雨量计测量具有滞后性，翻斗式雨量计测量误差较大，且具有机械活动部件，因运输震动、重新安装等原因会导致测量不准确。本发明专利技术包括控制器、外壳、承水器、常开电磁阀、常闭电磁阀、降水收集室、稳流装置、第一传感器、第二传感器和第三传感器。通过基于水钟原理的定时流水测量，可以准确测量雨强，避免虹吸式雨量计滞后效应，测量管道不含机械运动部件，避免翻斗式雨量计长期运行机械性能变化带来的重大误差，有效提升了测量精度和测量的实时性。精度和测量的实时性。精度和测量的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水钟原理的雨量计


[0001]本专利技术涉及降水测量装置领域，尤其涉及一种基于水钟原理的雨量计。

技术介绍

[0002]气象部门历史与现在主要应用了两种类型雨量计：虹吸式雨量计和翻斗式雨量计。
[0003]虹吸式雨量计由承雨器、虹吸、自记和外壳四个部分组成。在承雨器下有浮子室，室内装浮子与上面的自记笔尖相联。雨水入筒内，浮子随之上升，同时带动浮子杆上的自记笔上抬，在转动钟筒的自记纸上绘出条随时间变化的降水量上升曲线。当浮子室内的水位达到虹吸管的部时，虹吸管便将浮子室内的雨水在短时间内迅速排出而成1次虹吸。虹吸1次，雨量为10毫米。如果降水现象继续，则又重复上述过程。最后可以看出此次降水过程的强度变化、起止时间，并算出降水量。
[0004]翻斗式雨量计承水器收集的降水通过漏斗进入上翻斗，当雨水累积到一定量时，由于雨水本身重力作用使上翻斗翻转，雨水进入汇集漏斗。雨水从汇集漏斗的节流管注入计量翻斗时，把不同强度的自然降水，调节为比较均匀的降水强度，以减少由于降水强度不同所造成的测量误差。当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时，计量翻斗把雨水倾倒到计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，与它相关的磁钢对干簧管扫描一次，干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样，降水量每达到0.1mm时，就送出去一个开关信号，通过二芯电缆传输到记录器，进行记录、计数。
[0005]虹吸式雨量计性能可靠，雨量测量数据准确，雨强测量受限，可记录全天的降雨过程，但需要有人值守，人工记录观测数据，必须定时到现场去更换记录纸，操作繁琐，不能用于无人值守的站点。
[0006]翻斗式雨量计由于工艺程度和设计本身的缺陷，出现误差是不可避免的，目前特别明显缺点：微雨时要等待翻斗翻动才开始计量，微量降水时降水开始时间记录不准确；大雨时由于水流大，翻斗动作来不及，部分水溅出翻斗，误差很大；机械翻斗性能一直在变化，翻转逐渐不灵活，等到定期校准时都是计量不合格，需要调整，即使计量校准后，由于运输震动、重新安装等原因可能就已经偏离计量值，计量不准确。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于水钟原理的雨量计，以提升测量精度和测量的实时性为目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。
[0008]一种基于水钟原理的雨量计，包括控制器、外壳、承水器、常开电磁阀、常闭电磁阀、降水收集室和稳流装置，所述的承水器为上大下小的锥形，承水器上端与外壳上端全周连接，所述的承水器下端设置所述的常开电磁阀，所述的降水收集室设于承水器下面以收集承水器落下的降水，所述的降水收集室设有所述的常闭电磁阀以用于降水收集室的出水
控制，所述的降水收集室为漏斗状，降水收集室的下端连接常闭电磁阀的玻璃阀体，常闭电磁阀采用玻璃阀芯，玻璃阀体与其内部的阀芯设有间隙，玻璃阀体的下端设有稳流装置，稳流装置的下端设有竖向的窄出水管，所述的降水收集室的外侧设有一根竖向管连通降水收集室内部，所述的竖向管上设有基于电容测量的第一传感器，所述的玻璃阀体上设有基于电容测量的第二传感器，所述的窄出水管上设有基于电容测量的第三传感器，所述的常开电磁阀、常闭电磁阀、第一传感器、第二传感器和第三传感器均连接到所述的控制器。
[0009]承水器按规定时间间隔关闭常开电磁阀，降水经过常开电磁阀到降水收集室，降水收集室上部通过第一传感器感应水位，感应超限时，控制器报警并控制常开电磁阀关闭，降水收集室下面的玻璃阀体与阀芯之间的间隙水位变化导致第二传感器反馈有微量水及至大量水，有水时，控制器按规定时间间隔控制常闭电磁阀提起或放下阀芯，水流经过稳流装置流出到窄出水管，窄出水管上的第三传感器把电容变化量变成开关量，控制器以毫秒或微秒级时间每次采集传感器数据，计算水流时间，从而计算水的体积，换算成雨量和雨强，控制器可以把测量得到的数据最终传递给上位机，该雨量计避免了翻斗式雨量计误差，基于水钟原理按规定时间间隔测量，可以准确测量雨强，避免虹吸式雨量计滞后效应，测量管道不含机械运动部件，避免翻斗式雨量计长期运行机械性能变化带来的重大误差，有效提升了测量精度和测量的实时性。
[0010]作为优选技术手段：所述的常开电磁阀通过支架连接固定于承水器内，常开电磁阀上面设有尖顶朝上的圆锥罩，圆锥罩连接固定于上支架的上端。有效实现了常开电磁阀的连接固定，通过设置圆锥罩，避免被降水直接冲击而受损。
[0011]作为优选技术手段：所述的圆锥罩与承水器内壁之间设有1.8
‑
2.2mm间隙，间隙处设有滤网。间隙合理，设置滤网，避免杂物进入内部。
[0012]作为优选技术手段：所述的阀芯与玻璃阀体管内侧壁之间设有1.8
‑
2.2mm间隙。玻璃阀体管内部加了一个柱体作为阀芯，同样体积水就高度变大了，电容感应中间介质(有水无水)变化大，容量值就变化大；增大了电容感应面积，使小体积水就可以感应到。以适应降水有时很小，有时很大的情况，当变化量范围大，可以使得测量更精确。
[0013]作为优选技术手段：所述的玻璃阀体上端与降水收集室的下端之间螺纹连接并密封处理，或者玻璃阀体与降水收集室一体成型。连接牢固稳定，连接处不漏水。
[0014]作为优选技术手段：所述的外壳内侧设有屏蔽罩，所述的控制器、常闭电磁阀、降水收集室、稳流装置、窄出水管第一传感器、第二传感器和第三传感器均设于屏蔽罩内部。空间布局合理，避免外界电磁设备影响传感器工作。
[0015]作为优选技术手段：所述的屏蔽罩内部设有支架，所述的控制器、降水收集室、稳流装置和窄出水管均连接固定于水平支架上。有效实现各结构的连接固定。
[0016]作为优选技术手段：所述的稳流装置包括上大下小的倒圆锥体，上下贯穿，内部设有防溅下凹弧形滤网。能有效实现下落水的缓冲稳流。
[0017]作为优选技术手段：所述的第一传感器、第二传感器和第三传感器均包括电源、测量电路、通讯模块、上电容感应极板和下电容感应极板，所述的上电容感应极板和下电容感应极板与测量电路均为可拆电连接以根据不同的测量管径进行更换，所述的通讯模块和电源均与测量电路连接，所述的通讯模块通过数据线连接到控制器，所述的电源通过电源线连接到控制器，各传感器均采用金属封装。有效实现各传感器的感应结构，通过感应极板的
更换，可有效适应不同管径的连接测量，采用金属封装，可有效屏蔽电磁干扰。
[0018]作为优选技术手段：所述的第一传感器和第二传感器的均采用高度位置可调节的卡扣固定结构。通过第一传感器高度位置调节，可设置不同的最大量程，从而改变雨强测量范围；第二传感器的高度调节可以改变限位值。
[0019]有益效果：该雨量计避免了翻斗式雨量计误差，基于水钟原理按规定时间间隔测量，可以准确测量雨强，避免虹吸式雨量计滞后效应，测量管道不含机械运动部件，避免翻斗式雨量计长期运行机械性能变化带来的重大误差，有效提升了测量精度和测量的实时性。
附图说明
[0020]图1是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水钟原理的雨量计，其特征在于：包括控制器(1)、外壳(2)、承水器(3)、常开电磁阀(4)、常闭电磁阀(5)、降水收集室(6)和稳流装置(7)，所述的承水器(3)为上大下小的锥形，承水器(3)上端与外壳(2)上端全周连接，所述的承水器(3)下端设置所述的常开电磁阀(4)，所述的降水收集室(6)设于承水器(3)下面以收集承水器(3)落下的降水，所述的降水收集室(6)设有所述的常闭电磁阀(5)以用于降水收集室(6)的出水控制，所述的降水收集室(6)为漏斗状，降水收集室(6)的下端连接常闭电磁阀(5)的玻璃阀体(501)，常闭电磁阀(5)采用阀芯(502)，玻璃阀体(501)与其内部的阀芯(502)设有间隙，玻璃阀体(501)的下端设有稳流装置(7)，稳流装置(7)的下端设有竖向的窄出水管(8)，所述的降水收集室(6)的外侧设有一根竖向管(9)连通降水收集室(6)内部，所述的竖向管(9)上设有基于电容测量的第一传感器(10)，所述的玻璃阀体(501)上设有基于电容测量的第二传感器(11)，所述的窄出水管(8)上设有基于电容测量的第三传感器(12)，所述的常开电磁阀(4)、常闭电磁阀(5)、第一传感器(10)、第二传感器(11)和第三传感器(12)均连接到所述的控制器(1)。2.根据权利要求1所述的一种基于水钟原理的雨量计，其特征在于：所述的常开电磁阀(4)通过支架连接固定于承水器(3)内，常开电磁阀(4)上面设有尖顶朝上的圆锥罩(13)，圆锥罩(13)连接固定于上支架(14)的上端。3.根据权利要求2所述的一种基于水钟原理的雨量计，其特征在于：所述的圆锥罩(13)与承水器(3)内壁之间设有1.8
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2.2mm间隙，间隙处设有滤网。4.根据权利要求1所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢兴来，楼成武，王晗，
申请(专利权)人：卢兴来，
类型：发明
国别省市：