專利名稱：單腔型光電式雨雪量計的制作方法
技術領域：
本發明屬于自動測量儀器領域，特別涉及到一種用于測量雨量、雪量的單腔型光電式雨雪量計。
背景技術：
雨、雪等降水現象，是自然界最常見的天氣現象，它與國計民生密切相關，洪澇、干旱都是降水量多少所致，故降水量是氣象、水文、水利、軍事等領域的重要測量項目之一，及時準確的降水量(主要是雨量)測定是其基本要求，而自動的測定更是現代化業務的要求。過去，在已有技術中，雨量測定的手段，因其測定儀器和測量方式所限，難以達到及時、準確、自動化的要求。最早的以雨量筒配雨量杯測定方式下，各種人為的誤測漏測現象大量存在。目前大量使用的翻斗式雨量計的測量精度也存在不小誤差，尤其是在測量大雨量時的誤差較大。隨著科學技術不斷發展，運用高科技手段制造出測量精度高、誤差小的雨量、雪量計取代目前落后的雨量測定儀器就成為形勢所迫。本發明涉及的單腔型光電式自動電子雨雪量計，使用了先進的嵌入式系統設計，創新地將光電傳感器應用到雨雪量計中，使它在測量項目、測量范圍、精度、被測狀態等諸多方面均取得突破，既可對低流速小雨量、又能對高流速大雨量精確測定。成為目前國內性能最優異，功能最齊全，自動化程度高的一種電子雨雪量計。對于雪量測量儀器，目前一般氣象臺站仍沿用人工方式，即將測量筒積雪人工融化后稱量，既費工費時、又不太準確。本發明涉及的光電式雨雪量計則可實現自動融雪測量，而且測量精度很高。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是，解決目前已有的雨雪測量儀器中，存在的諸多人為的誤測、漏測以及測量精度低、誤差大、自動化程度不高等缺陷。本發明的目的在于提供一種光電感應式自動電子雨量雪量計，能夠對各種狀態的雨雪進行足夠精度的自動化測量。本發明的目的可通過以下技術方案實現，單腔型光電式雨雪量計由五大功能部份組成，即測量筒體、單電子計量腔體總成、微電腦控制電路(合數據采集器)、供電電源和數據接口 ；雪量計則需另加電加熱件和溫控電路。其中測量筒為口徑200毫米的圓筒，符合國際和中國標準。圓筒承雨結構為漏斗形承雨斗，它由上部標準承雨口，漏斗集雨斗、及下部的雨水匯集口組成，雨水進入腔體前還需經過防沙塵網罩。這里的關鍵部件單電子計量腔體總成由電子感雨器R、光電水位傳感器S、常開電磁閥V1、常閉電磁閥V2和微型電子水泵P與作為特殊加工的標準容積計量腔體C組合而成；腔體容積一般為標準的0.1mm降水量(3.14ml),但也可根據需要選擇為0.2mm(6.28ml)或0.5mm(15.71ml)。當降雨時,上述各部份會在微電腦控制電路的智能化管理功能指揮下，協調各個部份而實現雨量自動測量的全過程，實測數據的存儲和發送。如首先由感雨器R獲知降雨現象出現，使得整機從待命監控狀態轉入測量工作狀態等；對于雪量測量，因承雨斗體外有電加熱器件附著，當室外氣溫低于零攝氏度時，一旦出現降雪天氣，固態雪花進入承雨斗內就會雨斗內就會馬上自動融化成液態水，隨后就可實現與雨量測量一樣的過程，從而測得實際降雪量。測雪時加熱器件的發熱量和環境氣溫有關，這方面都由微電腦自動溫控儀完成，使之達到最佳狀態。對單測雨的雨量計而言，供電可采用12V/27AH鋰充電電池組。對既測雨又測雪的雨雪量計而言，則需要采用220V市電供電或太陽能光伏電池組供電。


圖1為單腔型光電式雨雪量計組成2為單電子計量腔體總成結構示意圖
具體實施例方式當降雨時，參照圖1和圖2，由圖1可見雨水從測量筒I進入承雨斗2，首先由單電子計量腔體總成3的感雨器R(見圖2的I)獲知，使得整機從待命監控狀態轉入測量工作狀態；接著當雨水在標準腔體C(見圖2的3)中累積裝滿(如0.1或0.2或0.5mm)時，單電子計量腔體總成3的光電水位傳感器S (見圖2的4)發出信號由微電腦控制和數據采集器6發命令使常開電磁閥Vl (見圖2的2)關閉，常閉電磁閥V2(見圖2的5)打開，同時微型增壓電子水泵P (見圖2的6)工作把腔體中累積的水(如0.1或0.2或0.5mm)抽出排于腔外，完成一次測量過程，測得0.1 (或0.2或0.5mm)雨量值。隨即常開電磁閥Vl再打開，常閉電磁閥V2又關上，同時微型電子水泵P停止工作，等待下一個0.1mm (或0.2或0.5mm)雨水，如此循環往復實現自動雨量測量，實測數據均可存儲和通過數據發送裝置7發送。雪量測量在于承雨斗體外有電加熱器件4附著，當室外氣溫低于零攝氏度時，一旦出現降雪天氣，固態雪花進入承雨斗內就會馬上自動融化成液態水，隨后就可實現與雨量測量一樣的過程，從而測得實際降雪量。測雪時加熱器件的發熱量和環境氣溫有關，這方面都由微電腦自動溫控儀完成，使之達到最佳狀態。對單測雨的雨量計而言，供電電源5采用12V/27AH鋰充電電池組。對既測雨又測雪的雨雪量計而言，則采用220V市電及12伏直流開關電源供電或太陽能光伏電池組供電。
權利要求
1.一種單腔型光電式雨雪量計，其特征在于，根據測量容積的原理，應用單一的標準容積計量腔體并通過光電式液位傳感器，實現對降水量的測量。該發明涉及的雨雪量計的關鍵部件，單電子計量腔體總成結構由電子感雨器、光電液位傳感器、常開電磁閥、常閉電磁閥和微型電子水泵與標準容積計量腔體組合而成。.
2.根據權利要求1所述的單腔型光電式雨雪量計，其單電子計量腔體總成的標準容積計量腔體的容積通常選用0.1mm雨量(3.14ml)。
3.根據權利要求1和2所述的單腔型光電式雨雪量計，其特征在于具有數據實時存儲電路和連接外部的通訊接口。
4.根據權利要求1至3所述的單腔型光電式雨雪量計，其特征在于具有微電腦控制電路(含數據采集器)。
5.根據權利要求1至4所述的單腔型光電式雨雪量計，其雪量測量部份特征在于，具有電加熱件和自動溫控裝置。
全文摘要
單腔型光電式雨雪量計屬于自動測量儀器領域。它由五大功能部份組成，即測量筒體、單電子計量腔體總成、微電腦控制電路(含數據采集器)、供電電源和數據發送裝置；對于雪量計則另加電加熱件和溫控電路。關鍵部件是全封閉式的單電子計量腔體總成，它由電子感雨器R、光電水位傳感器S、常開電磁閥V1、常閉電磁閥V2和微型電子水泵P與標準容積計量腔體C組合而成；當降雨時，上述各大部份會在微電腦控制電路(含數據采集器)的智能化管理功能指揮下，協調各個部份而實現雨量自動測量的全過程，實測數據可存儲和發送。如首先由感雨器R獲知降雨現象出現，使得整機從待命監控狀態轉入測量工作狀態等等。雪量測量在于承雨斗體外有電加熱器件附著，當室外氣溫低于零攝氏，出現降雪天氣，固態雪花進入承雨斗內就會馬上自動融化成液態水，從而測得實際降雪量。單腔型光電式雨雪量計，提高了測量精度和工作效率，并減輕了工作人員勞動強度。
文檔編號G01W1/14GK103197360SQ20121000339
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者王學永, 王欣 申請人:王學永, 王欣