一种可区分固态和液态降水的雨量计及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种可检测固态和液态降水的雨量计，包括外筒（1）、储水筒（3）、承水器（7）、称重台（4）、用于检测降水量及温度的检测部件（5），储水筒中设置一漏斗（8），将储水筒分割为上下两层，所述承水器（7）内置一环形容器，所述环形容器中储有防冻液，其出液口对准漏斗（8），储水筒（3）的底部、漏斗底端、环形容器的出液口均设有电磁阀，控制防冻液及雨水的流通。本发明专利技术还公开了一种可区分固态和液态降水的雨量计的检测方法，通过检测排放后的剩余水量来判别固态降水，结合检测电路判别是否释放用于融化固态降水的防冻液。本发明专利技术的优点是可自动判断降水类型并根据需求来释放防冻液，具有耗能低，精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可检测固态和液态降水的雨量计，包括外筒（1）、储水筒（3）、承水器（7）、称重台（4）、用于检测降水量及温度的检测部件（5），储水筒中设置一漏斗（8），将储水筒分割为上下两层，所述承水器（7）内置一环形容器，所述环形容器中储有防冻液，其出液口对准漏斗（8），储水筒（3）的底部、漏斗底端、环形容器的出液口均设有电磁阀，控制防冻液及雨水的流通。本专利技术还公开了一种可区分固态和液态降水的雨量计的检测方法，通过检测排放后的剩余水量来判别固态降水，结合检测电路判别是否释放用于融化固态降水的防冻液。本专利技术的优点是可自动判断降水类型并根据需求来释放防冻液，具有耗能低，精度高的特点。【专利说明】—种可区分固态和液态降水的雨量计及其检测方法
本专利技术涉及一种检测固态和液态降水的称重式雨量计及其自动识别及检测降水的方法，属于气象检测
。
技术介绍
降水是气象观测的关键要素之一。降水的监测、预测、分布对农业生产有重要意义，特别对防汛抗旱有指导性作用。人们的日常生活，交通出行也都与降水密切相关。降水检测通常有雨量器、翻斗式雨量计、虹吸式雨量计、称重式雨量计、双浮筒雨雪量计等。雨量器，通过雨量筒承水并通过量杯来读出雨量值。由于其需要依靠人工定时观测，无法满足自动化的要求。传统的虹吸式雨量计测量精度较低，而翻斗式雨量计在强降水时精度较差，这些雨量计由于其结构限制，一般无法检测固态降水。称重式雨量计可以同时测量固态降水和液态降水，精度较高，但无法区分固态与液态降水，野外低温环境下无法提供能量融雪而无法自动排水。有些雨量计也放置了防冻液，但长期置于雨量筒中而产生蒸发等误差。上述雨量计，其缺点还在于无法检测降水状态，因而目前仍是根据人工观测来判断，没有定量检测。自动气象站采用人工观测降水状态受观测时间以及地域影响，有较大局限性。
技术实现思路
本专利技术针对现有雨量计无法检测降水状态的问题，提出一种检测固态和液态降水的称重式雨量计及其自动识别和检测降水的方法。该雨量计综合了称重式雨量计测量精度高的优点，解决现有雨雪量计无法识别降水形态，自动化程度低的问题。本专利技术解决其技术问题而采用的技术方案是: 一种可区分固态和液态降水的雨量计，包括外筒，设置于外筒内部的储水筒、称重台、检测部件，在外筒的上方设置有收集雨雪的承水器，其中，储水筒固定于称重台和检测部件的上方，储水筒的底部具有用于排放液态水的第一电磁阀，所述第一电磁阀与设置在外筒底部的排水口相连；所述储水筒中设置一漏斗，将储水筒分割为上下两层，所述漏斗底端安装有用于排放液态水的第二电磁阀。进一步的，本专利技术的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述承水器内置一环形容器，所述环形容器中储有防冻液，其出液口对准漏斗，并且在防冻液的出液口处设置有第三电子阀。进一步的，本专利技术的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述漏斗上方具有过滤固态降水的网状筛子。进一步的，本专利技术的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述检测部件包括称重检测电路、温度检测电路、微处理器、模数转换电路以及用于供电的电源，其中称重检测电路与称重台相连，温度检测电路用于检测降水温度，称重检测电路、温度检测电路分别通过模数转换电路与微处理器连接，所述微处理器分别连接第一至第三电磁阀，用于控制第一至第三电磁阀的开启和关闭。进一步的，本专利技术的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述检测部件还包括一个与微处理器连接的无线通信模块，在所述外筒的侧壁上设置有天线，微处理器将检测结果通过无线通信模块以及天线发送到外部无线传感器网络。进一步的，本专利技术的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述检测部件还包括一个与微处理器连接的报警单元。一种可区分固态和液态降水的雨量计的检测方法，包括如下步骤: 步骤A:设置排水阈值Dth、固态降水阈值Sth、和温度阈值Tth ;采用检测部件及称重台测量储水筒的初始重量； 步骤B:实际检测时，开启第二电磁阀，利用检测部件及称重台采集储水筒总重量W和温度T ;如重量W和初始重量相比有明显增大，则表示有降水，并记录重量增加部分作为降水量，进入步骤C ;如重量W和初始重量相比无明显变化，则继续监测； 步骤C，每隔一段时间进入步骤D进行一次排水以监测固态降水；如W>Dth，则立即进入步骤D以排放降水，否则重新执行步骤B继续采集储水筒重量及温度； 步骤D:关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀排水一段时间直至重量没有明显降低时再关闭；检测储水筒总重量W，并与固态降水阈值Sth相比较，如W>STH，且再次打开第二电磁阀后，重量仍未减小，则表示有固态降水，并进入下一步骤；否则返回步骤B继续执行操作；步骤E:检测当前温度T并与温度阈值Tth比较，若温度Τ>ΤΤΗ，则不进行融雪处理，返回步骤B继续执行操作；若温度Τ〈ΤΤΗ，则关闭第二电磁阀，控制承水器上第一电磁阀排放防冻液融化固态降水，融化一定时间后，微控制器控制第二电磁阀排水以分离液态水后关闭，同时控制第三电磁阀排尽液态水； 步骤F，检测储水筒重量W，并再次与固态降水阈值Sth相比较，如W>STH时，则重复步骤E，否则返回步骤B。进一步的，一种可区分固态和液态降水的雨量计的检测方法，排水阈值Dth、固态降水阈值Sth和温度阈值Tth的设定原则如下: 排水阈值Dth指储水筒的总重量超过该值时,应及时释放液态水以防止溢出； 固态降水阈值Wth指液态水排尽后，超出无降水时储水筒初始重量的一个阈值； 温度阈值Tth指允许释放防冻液来辅助融化固态降水的温度上限值，大于该温度时依靠环境温度来融化固态降水。进一步的，一种可区分固态和液态降水的雨量计的检测方法，步骤E中所述防冻液根据固态降水量来排放，其重量不计入降水量的重量变化之内。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比的优点是: 由于目前仍是根据人工观测来判断降水状态，本专利技术可以增加雨量计判断降水状态的功能，根据需求融雪，所需能耗较低，且在排水期间仍可以保证降水收集的准确性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的雨量计的示意图。图中标号:1_由雨量计外筒,2，6，9-电磁阀，3-储水筒，4-称重台，5-检测部件，7-承水器，8-漏斗，10-排水口，11-天线。具体实施方案: 下面结合附图对技术方案的实施例作进一步说明。本雨量计的系统结构图如图1所示，包括外筒1，设置于外筒I内部的储水筒3、称重台4、检测部件5、承水器7，漏斗8，以及三个电磁阀2，6，9。其中，储水筒3是一双层结构，上层用于存储固态降水，下层用于存储液态水，中间通过一带有电磁阀6的低坡度漏斗8分开，漏斗上方具有过滤固态降水的网状筛子，电磁阀6用于液态水的排放。储水筒3固定于称重台4上方，储水筒3、漏斗8和电磁阀6构成一整体。电磁阀9安装于储水筒3底部的排水口 10上，排水口略微倾斜，由其排放储水筒3中的降水。检测部件5测出的重量为称重台4、储水筒3、电磁阀9和降水的总重量。外筒I上方设计有环形承水器7，并由电磁阀2控制防冻液的排放。承水器7设置于外筒I的上方，在收集雨雪的同时，所述承水器7内置环形容器中储有防冻液，其出液口对准漏斗8，可根据需要通过电磁阀2来释放防冻液以融化固态降水。检测部件5包括称重检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可区分固态和液态降水的雨量计，包括外筒（1），设置于外筒（1）内部的储水筒（3）、称重台（4）、检测部件（5），在外筒（1）的上方设置有收集雨雪的承水器（7），其中，储水筒（3）固定于称重台（4）和检测部件的上方，储水筒（3）的底部具有用于排放液态水的第一电磁阀（9），所述第一电磁阀（9）与设置在外筒底部的排水口（10）相连；其特征在于：所述储水筒中设置一漏斗（8），将储水筒分割为上下两层，所述漏斗底端安装有用于排放液态水的第二电磁阀（6）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧强，匡亮，唐琦，刘钲江，李全月，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：