專利名稱：0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣象儀器，更具體的說，本實(shí)用新型涉及一種雨量傳感器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國內(nèi)外生產(chǎn)的雨量傳感器主要有翻斗式、虹吸式、水導(dǎo)式、雙閥容柵式、固態(tài)存儲式、雙筒互溢式等。其中的翻斗式雨量傳感器，由于其結(jié)構(gòu)簡單、測量降雨量不受限制、可靠性強(qiáng)、維修性好、制造成本低、測量誤差符合氣象觀測要求、輸出信號便于采集和處理等特點(diǎn)，被普遍應(yīng)用。但在工作實(shí)踐與比較研究中，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外現(xiàn)有的翻斗式雨量傳感器還存在某些不足。
例如德國Thies公司生產(chǎn)的單翻斗式雨量傳感器，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，從承水器匯集下來的不同雨強(qiáng)的雨水注入計(jì)量翻斗時(shí)，另其兩個(gè)斗室在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的間隔時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入斗室的失水量隨雨強(qiáng)大小的不同而不同，導(dǎo)致翻斗計(jì)量誤差的波動(dòng)性很大，使其技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到國標(biāo)《翻斗式雨量計(jì)》的技術(shù)要求。
澳大利亞NEA公司生產(chǎn)的虹吸翻斗式雨量傳感器，為了解決上述在不同雨強(qiáng)條件下翻斗的計(jì)量誤差，在其雨量傳感器的承雨筒出水口處安裝了一個(gè)虹吸裝置，以使從承雨筒匯集下來的雨水先流進(jìn)虹吸管，再以恒定的雨強(qiáng)注入計(jì)量翻斗，然而，該設(shè)計(jì)雖然解決了不同雨強(qiáng)條件下翻斗的計(jì)量誤差，卻又出現(xiàn)了虹吸滲漏問題，該滲漏在大小雨強(qiáng)時(shí)均可發(fā)生，所以，不同程度的翻斗計(jì)量誤差仍然存在。
日本光進(jìn)電器工業(yè)株式會社生產(chǎn)的雙層翻斗式雨量傳感器，其工作原理與我國上海氣象儀器廠生產(chǎn)的雙層翻斗式雨量傳感器基本相同，該儀器的上下翻斗岔開的次數(shù)會隨著雨強(qiáng)的變化而不斷變化，因而產(chǎn)生上下翻斗不同步翻轉(zhuǎn)的情況，致使雙層翻斗中水量殘留，同樣造成較大的計(jì)量誤差。另外，該設(shè)計(jì)的翻斗基點(diǎn)不好調(diào)整，難以保證變化的雨強(qiáng)與上下斗翻轉(zhuǎn)頻率的正確比例，尤其在野外缺少正規(guī)人工模擬降雨檢定設(shè)備的情況下，不熟練的工作者自行調(diào)試的難度極大。
意大利西普公司生產(chǎn)的閥門翻斗式雨量傳感器，為了解決翻斗失水產(chǎn)生的計(jì)量誤差，在進(jìn)水翻斗處安裝了一個(gè)靈巧的微型閥門，該閥門由翻斗本身的機(jī)械力控制，每當(dāng)翻斗部件中的一個(gè)空斗室處于集水漏斗下方時(shí)，閥門才被打開，使雨水注入斗室，而在兩個(gè)斗室輪換的間隙時(shí)間內(nèi)，該閥門是關(guān)閉的，這樣就使雨水又流入另一個(gè)斗室。該設(shè)計(jì)雖然有效地解決了翻斗失水產(chǎn)生的計(jì)量誤差問題，但卻出現(xiàn)因閥門裝置的安裝而產(chǎn)生的漏水與堵塞缺陷，還是會引起傳感器測量誤差增大，甚至影響測量結(jié)果可靠性的問題。
目前，我國自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的雨量傳感器很少，也同樣存在上述的種種問題。另外，現(xiàn)有的國內(nèi)同類儀器均不能夠測量瞬時(shí)雨量，而國外的儀器雖然有的能夠測量瞬時(shí)雨量，但是卻往往計(jì)量超差，在引進(jìn)應(yīng)用中往往達(dá)不到國標(biāo)計(jì)量要求。同時(shí)，現(xiàn)有的國內(nèi)外的同類儀器均存在不能解決承雨器的沾濕誤差、水分蒸發(fā)誤差和風(fēng)向變形導(dǎo)致的誤差這一共同問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的，就是克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種設(shè)計(jì)合理、能夠有效地減少誤差、計(jì)量準(zhǔn)確、可測量瞬時(shí)雨量、測量效果更趨可靠的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器。
本實(shí)用新型的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，包括設(shè)置有基座板的基座、設(shè)置在所述基座板上的筒狀承雨器外殼和設(shè)置在所述承雨器外殼內(nèi)且其口緣與承雨器外殼封閉為一體的承雨口，所述承雨口的下部設(shè)置有與承雨口同軸線連接的大漏斗和小漏斗，所述大漏斗和小漏斗的共同中心線處設(shè)置有長過濾網(wǎng)，所述長過濾網(wǎng)的下端設(shè)置有導(dǎo)水管，所述的導(dǎo)水管內(nèi)設(shè)置有小漏嘴；所述小漏斗的下方同軸線設(shè)置有漏斗狀集水器，所述集水器的中心線處設(shè)置有短過濾網(wǎng)，所述集水器的出口處設(shè)置有排氣管；所述排氣管的下方設(shè)置有安裝在翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)的計(jì)量翻斗裝置，所述的計(jì)量翻斗裝置由翻斗勺、縱向設(shè)置在所述的翻斗勺內(nèi)并將所述的翻斗勺平均分隔為兩個(gè)斗室的翻斗刀口組成，所述的翻斗刀口上設(shè)置有磁鋼架和平衡螺釘，所述的磁鋼架上設(shè)置有磁鋼；所述的翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由固定在所述基座的基座板上且底部帶出水口的塑殼、設(shè)置在所述塑殼內(nèi)用于支撐所述翻斗勺的寶石支承架、通過螺釘設(shè)置在所述塑殼底部支撐上的扁簧片構(gòu)成，所述扁簧片的兩端對稱設(shè)置有翻斗支撐塑柱和固定于所述塑殼底部的調(diào)節(jié)緊定螺釘；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置有電路板，所述的電路板和設(shè)置在其上的干簧管、二極管、電阻、接線端子以及插座組成開關(guān)信號電路。
所述承雨口的口緣為45°角的刃口狀；所述承雨口的承雨面積為200cm2；所述小漏嘴的最佳內(nèi)徑為3mm；所述的大漏斗內(nèi)設(shè)置有防堵罩；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的寶石支承架為V型槽形狀；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的翻斗支撐塑柱為中心開一字槽的圓柱形；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的塑殼底部設(shè)置有通過所述基座板上的過孔安裝在出水口處的防蟲罩。
本實(shí)用新型的有益效果是有效地減弱了現(xiàn)有的國內(nèi)外同類儀器尚不能減弱的承雨器沾濕、水分蒸發(fā)和風(fēng)向變形導(dǎo)致的各種誤差，提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性和測量效果的可靠性，不僅可進(jìn)行常規(guī)測量，也可測量瞬時(shí)雨量，測量準(zhǔn)確度可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量要求的一級水平。


圖1是本實(shí)用新型的剖面示意圖；圖2是圖1的左視剖面示意圖；圖3是本實(shí)用新型中計(jì)量翻斗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中翻斗刀口和磁鋼架的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型中翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)用新型的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，包括設(shè)置有基座板的基座1和通過基座板固定安裝在所述基座1上的筒狀承雨器外殼5，所述的筒狀承雨器外殼5內(nèi)設(shè)置有承雨口6，所述承雨口6的口緣封閉連接所述的承雨器外殼5并與承雨器外殼5設(shè)置為一體，所述承雨口6的下部設(shè)置有與所述承雨口6同軸線順序連接的大漏斗4和小漏斗3，所述的大漏斗4內(nèi)設(shè)置有防堵罩7，所述大漏斗4和小漏斗3的共同中心線處設(shè)置有長過濾網(wǎng)15，所述長過濾網(wǎng)15的下端設(shè)置有導(dǎo)水管16，所述的導(dǎo)水管16內(nèi)設(shè)置有小漏嘴8；所述小漏斗3的下方同軸線設(shè)置有漏斗狀的集水器14，所述集水器14的中心線處設(shè)置有短過濾網(wǎng)17，所述集水器14的出口處設(shè)置有排氣管13，所述短過濾網(wǎng)17和排氣管13的作用分別是克服不同雨強(qiáng)的雨量對所述翻斗勺19的沖擊以及引導(dǎo)雨水進(jìn)入所述的翻斗勺19內(nèi)；所述排氣管13的下方設(shè)置有安裝于翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)的計(jì)量翻斗裝置2，所述的計(jì)量翻斗裝置2由翻斗勺19、縱向設(shè)置在所述的翻斗勺19內(nèi)并將所述的翻斗勺19平均分隔為兩個(gè)斗室的翻斗刀口22以及設(shè)置在所述翻斗刀口22上的磁鋼架23和平衡螺釘20組成，所述的磁鋼架23上設(shè)置有磁鋼21；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)18由固定在所述基座1的基座板上且底部帶出水口的塑殼28、設(shè)置在所述塑殼28內(nèi)用于支撐所述翻斗勺19的寶石支承架27、通過螺釘設(shè)置在所述塑殼28底部支撐上的扁簧片26構(gòu)成，所述扁簧片26的兩端對稱設(shè)置有翻斗支撐塑柱25和固定于所述塑殼28底部的調(diào)節(jié)緊定螺釘24；所述承雨器外殼5的底部設(shè)置有連接電源的插座10；所述塑殼28底部出水口處通過所述基座1基座板上的過孔設(shè)置有連通所述塑殼28的防蟲罩11；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)18的外側(cè)設(shè)置有電路板12；所述的電路板12和設(shè)置在其上的干簧管9、二極管、電阻、接線端子以及所述的插座10組成開關(guān)信號電路，其電路原理如圖6所示。
本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)如下(1)將所述計(jì)量翻斗裝置2中的翻斗勺19以所述的翻斗刀口22平均分隔為兩個(gè)三角形斗室，使之呈完全對稱的雙穩(wěn)態(tài)稱重機(jī)構(gòu)，并在機(jī)構(gòu)中采用低慣量的低摩阻承，以使翻斗勺19的轉(zhuǎn)動(dòng)更加靈敏，同時(shí)通過嚴(yán)格控制集水器14出口處的排氣管13的尺寸精度和翻轉(zhuǎn)刀口22的位置高度，使所述翻斗勺19每個(gè)斗室的承雨量符合計(jì)量要求，以減弱翻斗勺在翻轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)的失水現(xiàn)象和浸潤現(xiàn)象，當(dāng)上斗室轉(zhuǎn)換成下斗室時(shí)，可使斗室排凈雨水。另外，本實(shí)用新型還將翻斗勺19上的翻轉(zhuǎn)刀口22的材料表面進(jìn)行了特殊工藝處理，使翻轉(zhuǎn)刀口22的材料表面纖維與雨水的流動(dòng)方向一致，從而提高儀器工作時(shí)的計(jì)量準(zhǔn)確度；(2)為了減弱沾濕誤差、水分蒸發(fā)誤差和風(fēng)向變形導(dǎo)致的誤差，并使進(jìn)入承雨口的降雨不外濺，將所述承雨口6的口緣設(shè)置為45°角的刃口狀，同時(shí)設(shè)置承雨口6的承雨面積為200cm2的小口徑尺寸(目前國內(nèi)同類儀器的承雨面積大多為314cm2)；(3)為了克服雨強(qiáng)對翻斗計(jì)量的干擾，將所述導(dǎo)水管16內(nèi)小漏嘴8的最佳內(nèi)徑設(shè)置為3mm，使從承雨口6匯集下來的輸入雨量與經(jīng)過小漏嘴8注入翻斗勺19時(shí)的輸出雨量相等，以保證計(jì)量翻斗裝置2的計(jì)量結(jié)果不受雨強(qiáng)大小的影響，并且能夠測量瞬時(shí)雨量；(4)設(shè)置翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)18，通過其中所述扁簧片26的彈性作用和調(diào)節(jié)緊定螺釘24的調(diào)節(jié)緊定作用調(diào)節(jié)所述翻斗支撐塑柱25的高度，以標(biāo)定所述計(jì)量翻斗裝置2中翻斗勺19的擺動(dòng)角度；(5)為了提高計(jì)量翻斗的翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和翻斗勺19左右兩個(gè)斗室擺動(dòng)平衡，避免翻斗支撐塑柱25對翻斗勺19的反作用力，所述的翻斗支撐塑柱25采用具吸振作用的增強(qiáng)聚甲醛材料，并將其設(shè)置為中心開一字槽的圓柱形，以保證翻斗勺19翻轉(zhuǎn)落槽時(shí)的平穩(wěn)性，使之不反彈，不擺動(dòng)，保障了本實(shí)用新型的雨量傳感器工作質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性；(6)為了使翻斗勺19在工作時(shí)能夠減少摩擦、轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏、并使斗室平衡，將支撐所述翻斗勺19的寶石支承架27設(shè)置為V型槽形狀；(7)為了在野外條件下工作時(shí)避免沙塵、昆蟲、草葉等異物進(jìn)入儀器內(nèi)部堵塞進(jìn)水孔和出水孔并干擾測量，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)了一個(gè)防堵罩7和一個(gè)防蟲罩11所述的防堵罩7設(shè)置在所述大漏斗4流水孔的上方，它更重要的作用，是減弱野外風(fēng)場的風(fēng)速對翻斗勺19的吸附力，避免雨量傳感器出現(xiàn)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)的問題；所述的防蟲罩11通過所述基座1基座板上的過孔安裝在所述塑殼28底部的出水口處并連通所述的翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)18，該設(shè)置的結(jié)構(gòu)簡單，小巧靈活，安裝容易，清理方便。
本實(shí)用新型的工作過程是這樣的由所述的承雨口6接收天空中的降雨，使匯集下來的雨水通過所述的大漏斗4和小漏斗3進(jìn)入漏斗狀的集水器14，然后流入計(jì)量翻斗裝置2中被翻斗刀口22分隔為兩個(gè)斗室的翻斗勺19的一個(gè)斗室內(nèi)，當(dāng)該斗室內(nèi)流入的雨水達(dá)到一定量后，所述的翻斗勺19在雨水重量的作用下翻轉(zhuǎn)，倒空該斗室中的雨水，同時(shí)由另一個(gè)斗室開始接收雨水。如此，所述的翻斗勺19不斷地重復(fù)上述工作，就使計(jì)量翻斗裝置2不斷的循環(huán)計(jì)量。其計(jì)量原理是每當(dāng)翻斗勺19中的一個(gè)斗室流入0.2mm的降雨量時(shí)，翻斗勺19便翻轉(zhuǎn)一次，使所述計(jì)量翻斗裝置2中設(shè)置在磁鋼架23上的磁鋼21對固定在所述電路板12上的干簧管9進(jìn)行一次掃描，使其開關(guān)觸點(diǎn)閉合一次，從而輸出一個(gè)單位降雨量的脈沖信號(即1個(gè)脈沖信號＝0.2mm降雨量)，然后，由微機(jī)系統(tǒng)或者計(jì)數(shù)器裝置對所述干簧管9提供的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)處理，即可得到相應(yīng)的降雨量數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)合理、新穎，技術(shù)指標(biāo)符合國標(biāo)《GB/T11832-2002翻斗式雨量計(jì)》的規(guī)定，有效地減弱了現(xiàn)有的國內(nèi)外同類儀器尚不能解決的承雨器沾濕、水分蒸發(fā)和風(fēng)向變形導(dǎo)致的各種誤差，測量準(zhǔn)確度可達(dá)到國家計(jì)量要求的一級水平。該項(xiàng)技術(shù)的翻斗設(shè)計(jì)，既填補(bǔ)了國內(nèi)翻斗式雨量傳感器單翻斗設(shè)計(jì)的空白，也減弱了目前國外單翻斗式雨量傳感器結(jié)構(gòu)存在的某些缺陷，具有良好的應(yīng)用前景。
以上對本實(shí)用新型的描述是示意性的，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，作出其它類似的技術(shù)方案和實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，包括設(shè)置有基座板的基座、設(shè)置在所述基座板上的筒狀承雨器外殼和設(shè)置在所述承雨器外殼內(nèi)且其口緣與承雨器外殼封閉為一體的承雨口，其特征是，所述承雨口的下部設(shè)置有與承雨口同軸線連接的大漏斗和小漏斗，所述大漏斗和小漏斗的共同中心線處設(shè)置有長過濾網(wǎng)，所述長過濾網(wǎng)的下端設(shè)置有導(dǎo)水管，所述的導(dǎo)水管內(nèi)設(shè)置有小漏嘴；所述小漏斗的下方同軸線設(shè)置有漏斗狀集水器，所述集水器的中心線處設(shè)置有短過濾網(wǎng)，所述集水器的出口處設(shè)置有排氣管；所述排氣管的下方設(shè)置有安裝在翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)的計(jì)量翻斗裝置，所述的計(jì)量翻斗裝置由翻斗勺、縱向設(shè)置在所述的翻斗勺內(nèi)并將所述的翻斗勺平均分隔為兩個(gè)斗室的翻斗刀口組成，所述的翻斗刀口上設(shè)置有磁鋼架和平衡螺釘，所述的磁鋼架上設(shè)置有磁鋼；所述的翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由固定在所述基座的基座板上且底部帶出水口的塑殼、設(shè)置在所述塑殼內(nèi)用于支撐所述翻斗勺的寶石支承架、通過螺釘設(shè)置在所述塑殼底部支撐上的扁簧片構(gòu)成，所述扁簧片的兩端對稱設(shè)置有翻斗支撐塑柱和固定于所述塑殼底部的調(diào)節(jié)緊定螺釘；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置有電路板，所述的電路板和設(shè)置在其上的干簧管、二極管、電阻、接線端子以及插座組成開關(guān)信號電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述的翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由塑殼、設(shè)置在所述塑殼內(nèi)的寶石支承架、通過螺釘設(shè)置在所述塑殼底部支撐上的扁簧片構(gòu)成，所述扁簧片的兩端對稱設(shè)置有翻斗支撐塑柱和固定于所述塑殼底部的調(diào)節(jié)緊定螺釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述承雨口的口緣為45°角的刃口狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述承雨口的承雨面積為200cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述小漏嘴的內(nèi)徑為3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述的大漏斗內(nèi)設(shè)置有防堵罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的寶石支承架為V型槽形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的翻斗支撐塑柱為中心開一字槽的圓柱形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，其特征是，所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的塑殼底部設(shè)置有通過所述基座板上的過孔安裝在出水口處的防蟲罩。
專利摘要本實(shí)用新型公開的0.2mm感量單翻斗式雨量傳感器，包括帶基座板的基座和設(shè)置在所述基座的基座板上的承雨器外殼，所述承雨器的外殼內(nèi)設(shè)置有承雨口，所述承雨口的下部設(shè)置有大、小漏斗，所述大、小漏斗的中心線處設(shè)置有長過濾網(wǎng)，所述長過濾網(wǎng)下端的導(dǎo)水管內(nèi)設(shè)置有小漏嘴；所述小漏斗的下方設(shè)置有集水器，所述集水器的中心線處設(shè)置有短過濾網(wǎng)，所述集水器的出口處設(shè)置有排氣管；所述排氣管的下方設(shè)置有安裝在翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)的計(jì)量翻斗裝置，所述計(jì)量翻斗裝置中的翻斗勺被縱向設(shè)置在其內(nèi)的翻斗刀口平均分隔為兩個(gè)斗室；所述翻斗調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置有電路板。其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)量準(zhǔn)確，誤差小，測量效果可達(dá)到國家計(jì)量要求的一級水平。
文檔編號G01W1/14GK2840075SQ20052002792
公開日2006年11月22日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者吳權(quán)林, 劉衛(wèi)民 申請人:天津氣象儀器廠