本发明专利技术公开了一种智能翻斗式雨量传感装置，包括：第一传感器，设于所述承雨口滤网外侧，用于测量承雨口内雨水水位变化状态数据；第二传感器，至少一个，设于所述承雨口滤网，用于分段测量承雨口中水位液面高度范围的数据；第三传感器，设于所述承雨口出水口处，当有雨水流经所述承雨口出水口时，该传感器被触发；第四传感器，设于所述引水漏斗顶部敞口的内壁上，用于测量引水漏斗高水位处水位液面高度的变化数据；所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的输出端与所述采集器的处理电路连接。该雨量传感器可实时监测翻斗式雨量传感器各组成部分的工作状态。本发明专利技术还公开了一种智能翻斗式雨量传感装置的工作状态监测方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水文气象领域中用于测量自然界降雨量的传感器，特别是翻斗式雨量传感器。本专利技术还涉及用于监测所述智能翻斗式雨量传感装置工作状态的方法。
技术介绍
随着全球气候不断变化，极端天气气候事件日趋增加，导致气象灾害发生几率加大。对此，我国主要城市及地区、大江大河干流等建立了自动气象站和水文站，特别是近几年，国家又加大了对中小河流治理和山洪地质灾害的防治工作，正逐步推进在边远无人值守地区建立遥测自动气象站和水文站，其目的就是为了对山洪、泥石流等自然灾害进行预警，对防灾减灾的工作进行支持，从而进一歩保障人民群众生命和财产安全，为经济建 设的发展提供有力的支持。目前，在各种气象监测站中，通常采用翻斗式雨量传感器来观测降雨量的变化，翻斗式雨量传感器也成为我国地面自动气象站配备的常规传感器。请參考图1，图I为ー种典型的单翻斗雨量传感器结构示意图。如图所示，其承雨ロ I '用于汇集雨水，口径为①200±0. 6mm，承雨ロ滤网2 '用来对水中的杂物进行过滤；承雨ロ出水ロ 3'将经过过滤的雨水注入引水漏斗4';引水漏斗滤网5'将进入的雨水进行细过滤；引水漏斗4 '通过引流的方式将雨水注入翻斗6 '的斗室中；翻斗6'用于计量降雨量；恒磁钢7 '和干簧管8'用于计数；采集器9'用于记录分析数据。下面简单描述ー下单翻斗雨量传感器的工作原理当降水发生时，承雨ロ I ’收集的雨水由滤网过滤后经承雨ロ出水ロ 3 ’进入引水漏斗4丨，再经过引水漏斗滤网5丨过滤后注入计量翻斗6丨。翻斗6 '是用工程塑料注塑成型的用中间隔板分成两个等容积的三角斗室。它是一个机械双稳态结构，当一斗室接水吋，另一斗室处于等待状态。当所接水容积达到预定值(0. 2的翻斗为6. 28ml,0. 5的翻斗为15. 7ml、I. 0的翻斗为31. 4ml)时，由于重力作用使自己翻倒，处于等待状态，另一斗室处于工作状态。在翻斗侧壁上装有恒磁钢7 '，它随翻斗翻倒时从干簧管8 ' —旁扫过，使两个干簧管8'通断。即翻斗6'每翻倒一次，干簧管8'便送出一个开关信号(脉冲信号)。这样翻斗翻动次数用磁钢扫描干簧管通断送出脉冲信号计数，每记录一个脉冲信号，便代表其对应翻斗降水量，经过采集器9丨记录统计后发送到数据中心，实现降水遥测的目的。由于受自然环境影响，翻斗式雨量传感器容易出现各种故障。虽定期进行维护，但故障仍难免发生，这些故障直接影响雨量记录的精度和准确性。特别是近几年开始建立的遥测气象观测站和水文站，大部分都安装在自然环境比较恶劣的地方，受复杂环境影响很大，故障更是时有发生。另外，很多遥测观测站设立在无人居住区，常年缺少维护工作，雨量传感器出现故障后维护人员难以及时发现。一般情况下，翻斗式雨量传感器的故障主要有三大类一是实际有降雨但是数据中心收不到数据，这种情况的出现有可能是由于雨量筒承雨ロ滤网或出水ロ堵塞，引水漏斗堵塞、磁钢失效、干簧管损坏、翻斗不翻转、焊线脱落或信号线断、采集器的I/o ロ损坏等故障发生时引起的。ニ是无降水但数据中心收到雨量数，这种情况的出现一般是受到环境干扰时引起的。当以上两种故障出现时系统很难及时发现。三是当承雨ロ过滤网或出水口和引水漏斗半堵塞时的故障发生后，维护人员几乎无法及时发现，需要经过ー个相当长的时间周期彻底堵塞后，维护人员才有可能发现，在出现这类故障期间，遥测站发送到数据中心的数据有可能不能反映真实的降雨強度。这就影响了系统要达到的山洪或泥石流等自然灾害发生前的正确预警。针对有可能出现的故障，目前主要采用定期维护和故障修，且偏远地区的遥测雨 量传感器只能采用故障修。因此，如何实时监测翻斗式雨量传感器各组成部分的工作状态，是本领域急需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供ー种智能翻斗式雨量传感装置。该传感装置可实时监测各主要组成部分的工作状态，使维护方式由传统的故障修过渡至状态修，从而提高了数据的可靠性，能够为气象观测系统提供准确、可靠的观测数据，为提高国家气象监测、预报与预测提供重要保证。本专利技术的第二目的是提供ー种智能翻斗式雨量传感装置的工作状态监测方法。为了实现上述第一目的，本专利技术提供ー种智能翻斗式雨量传感装置，包括承雨ロ、承雨ロ滤网、引水漏斗以及采集器，还包括第一传感器，设于所述承雨ロ滤网外侧，用于测量承雨口内雨水水位状态变化数据；第二传感器，至少ー个，设于所述承雨ロ滤网，用于分段測量承雨ロ中水位液面高度所落入的范围；第三传感器，设于所述承雨ロ出水ロ处，当有雨水流经所述承雨ロ出水ロ吋，该传感器被触发；第四传感器，设于所述引水漏斗顶部敞ロ的内壁上，用于测量引水漏斗高水位处积水液位的变化数据；所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的输出端与所述采集器的处理电路连接。优选地，所述第一传感器和第四传感器均包括相互平行并间隔一定距离的第一极板和第二极板；所述第一极板和第二极板的输出端与所述采集器的处理电路连接。优选地，所述第一传感器的第一极板和第二极板从所述承雨ロ底部向上延伸且分列于所述承雨ロ滤网的外侧。优选地，所述第四传感器的第一极板和第二极板对称布置于所述引水漏斗顶部敞ロ的内壁上。优选地，所述第二传感器的数量为多个，并沿高度方向在所述承雨ロ滤网上间隔分布。 优选地，所述承雨ロ的出水ロ末端为斜开ロ，所述第三传感器安装于所述斜开ロ处。优选地，所述第二传感器和第三传感器均包括位于同一水平面上的第一电极点和第二电极点；所述第一电极点和第二电极点与所述采集器的处理电路连接。为实现上述第二目的，本专利技术提供ー种智能翻斗式雨量传感装置的工作状态监测方法，用于监测上述任一项所述的智能翻斗式雨量传感装置的如下工作状态I)承雨ロ出水ロ水流畅通状态，包括如下步骤 步骤I. I :所述采集器根据所述第一传感器和第二传感器的測量数据判断承雨ロ内是否存在积水；步骤I. 2 :所述采集器记录翻斗在设定时间内的翻转次数，并将该数值与承雨ロ未积水的最大临界值相比较，判断翻斗的翻转次数是否低于所述最大临界值；步骤I. 3 :若所述步骤I. I和步骤I. 2的判断结果同时为是，则可以判断承雨ロ出水ロ阻塞，由所述采集器向数据中心发送承雨ロ出水ロ阻塞报告；2)引水漏斗出水状态，包括如下步骤步骤2. I :所述采集器根据所述第四传感器的測量数据判断引水漏斗是否满载；步骤2.2 :所述采集器记录翻斗在设定时间内的翻转次数，并将该数值与引水漏斗满载且畅通情况下相同时间内翻斗的正常翻转次数相比较，判断翻斗的翻转次数是否低于所述正常翻转次数；步骤2. 3 :若所述步骤2. I和步骤2. 2的判断结果同时为是，则可以判断引水漏斗阻塞，由所述采集器向数据中心发送引水漏斗阻塞报告；3)翻斗和干簧管工作状态，包括如下步骤步骤3. I :所述采集器根据所述第一传感器的測量数据判断实时的降水強度，并根据所述第二传感器的測量数据判断承雨ロ内雨水的分布状态和积水情況，并将降水強度信息和积水情况上报数据中心；步骤3. 2 :所述采集器根据所述第三传感器的測量数据判断是否有雨水通过承雨ロ出水ロ ；步骤3. 3 :所述采集器根据所述第四传感器的測量数据判断引水漏斗是否满载；步骤3.4 :当所述步骤3. I判断承雨口内存在积水，且降水強度在设定时间内的降雨量超过引起翻斗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能翻斗式雨量传感装置，包括承雨口、承雨口滤网、引水漏斗以及采集器，其特征在于，还包括：第一传感器，设于所述承雨口滤网外侧，用于测量承雨口内雨水水位状态变化数据；第二传感器，至少一个，设于所述承雨口滤网，用于分段测量承雨口中水位液面高度所落入的范围；第三传感器，设于所述承雨口出水口处，当有雨水流经所述承雨口出水口时，该传感器被触发；第四传感器，设于所述引水漏斗顶部敞口的内壁上，用于测量引水漏斗高水位处积水液位的变化数据；所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器的输出端与所述采集器的处理电路连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张少夫，范铜堂，李建成，
申请(专利权)人：北京中科宇天科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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