[发明专利]一种基于水钟原理的雨量计

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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，本发明采取以下技术方案。

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。