專利名稱：單腔型光電式雨雪量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)測量儀器領(lǐng)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(jì)。
背景技術(shù)：
雨、雪等降水現(xiàn)象，是自然界最常見的天氣現(xiàn)象，它與國計(jì)民生密切相關(guān)，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(lǐng)域的重要測量項(xiàng)目之一，及時(shí)準(zhǔn)確的降水量(主要是雨量)測定是其基本要求，而自動(dòng)的測定更是現(xiàn)代化業(yè)務(wù)的要求。過去，在已有技術(shù)中，雨量測定的手段，因其測定儀器和測量方式所限，難以達(dá)到及時(shí)、準(zhǔn)確、自動(dòng)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(xiàn)象大量存在。目前大量使用的翻斗式雨量計(jì)的測量精度也存在不小誤差，尤其是在測量大雨量時(shí)的誤差較大。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，運(yùn)用高科技手段制造出測量精度高、誤差小的雨量、雪量計(jì)取代目前落后的雨量測定儀器就成為形勢所迫。本發(fā)明涉及的單腔型光電式自動(dòng)電子雨雪量計(jì)，使用了先進(jìn)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新地將光電傳感器應(yīng)用到雨雪量計(jì)中，使它在測量項(xiàng)目、測量范圍、精度、被測狀態(tài)等諸多方面均取得突破，既可對(duì)低流速小雨量、又能對(duì)高流速大雨量精確測定。成為目前國內(nèi)性能最優(yōu)異，功能最齊全，自動(dòng)化程度高的一種電子雨雪量計(jì)。對(duì)于雪量測量儀器，目前一般氣象臺(tái)站仍沿用人工方式，即將測量筒積雪人工融化后稱量，既費(fèi)工費(fèi)時(shí)、又不太準(zhǔn)確。本發(fā)明涉及的光電式雨雪量計(jì)則可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)融雪測量，而且測量精度很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)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(dòng)化程度不高等缺陷。本發(fā)明的目的在于提供一種光電感應(yīng)式自動(dòng)電子雨量雪量計(jì)，能夠?qū)Ω鞣N狀態(tài)的雨雪進(jìn)行足夠精度的自動(dòng)化測量。本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，單腔型光電式雨雪量計(jì)由五大功能部份組成，即測量筒體、單電子計(jì)量腔體總成、微電腦控制電路(合數(shù)據(jù)采集器)、供電電源和數(shù)據(jù)接口 ；雪量計(jì)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(biāo)準(zhǔn)。圓筒承雨結(jié)構(gòu)為漏斗形承雨斗，它由上部標(biāo)準(zhǔn)承雨口，漏斗集雨斗、及下部的雨水匯集口組成，雨水進(jìn)入腔體前還需經(jīng)過防沙塵網(wǎng)罩。這里的關(guān)鍵部件單電子計(jì)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(biāo)準(zhǔn)容積計(jì)量腔體C組合而成；腔體容積一般為標(biāo)準(zhǔn)的0.1mm降水量(3.14ml),但也可根據(jù)需要選擇為0.2mm(6.28ml)或0.5mm(15.71ml)。當(dāng)降雨時(shí),上述各部份會(huì)在微電腦控制電路的智能化管理功能指揮下，協(xié)調(diào)各個(gè)部份而實(shí)現(xiàn)雨量自動(dòng)測量的全過程，實(shí)測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和發(fā)送。如首先由感雨器R獲知降雨現(xiàn)象出現(xiàn)，使得整機(jī)從待命監(jiān)控狀態(tài)轉(zhuǎn)入測量工作狀態(tài)等；對(duì)于雪量測量，因承雨斗體外有電加熱器件附著，當(dāng)室外氣溫低于零攝氏度時(shí)，一旦出現(xiàn)降雪天氣，固態(tài)雪花進(jìn)入承雨斗內(nèi)就會(huì)雨斗內(nèi)就會(huì)馬上自動(dòng)融化成液態(tài)水，隨后就可實(shí)現(xiàn)與雨量測量一樣的過程，從而測得實(shí)際降雪量。測雪時(shí)加熱器件的發(fā)熱量和環(huán)境氣溫有關(guān)，這方面都由微電腦自動(dòng)溫控儀完成，使之達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)單測雨的雨量計(jì)而言，供電可采用12V/27AH鋰充電電池組。對(duì)既測雨又測雪的雨雪量計(jì)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(jì)組成2為單電子計(jì)量腔體總成結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式當(dāng)降雨時(shí)，參照圖1和圖2，由圖1可見雨水從測量筒I進(jìn)入承雨斗2，首先由單電子計(jì)量腔體總成3的感雨器R(見圖2的I)獲知，使得整機(jī)從待命監(jiān)控狀態(tài)轉(zhuǎn)入測量工作狀態(tài)；接著當(dāng)雨水在標(biāo)準(zhǔn)腔體C(見圖2的3)中累積裝滿(如0.1或0.2或0.5mm)時(shí)，單電子計(jì)量腔體總成3的光電水位傳感器S (見圖2的4)發(fā)出信號(hào)由微電腦控制和數(shù)據(jù)采集器6發(fā)命令使常開電磁閥Vl (見圖2的2)關(guān)閉，常閉電磁閥V2(見圖2的5)打開，同時(shí)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(guān)上，同時(shí)微型電子水泵P停止工作，等待下一個(gè)0.1mm (或0.2或0.5mm)雨水，如此循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)雨量測量，實(shí)測數(shù)據(jù)均可存儲(chǔ)和通過數(shù)據(jù)發(fā)送裝置7發(fā)送。雪量測量在于承雨斗體外有電加熱器件4附著，當(dāng)室外氣溫低于零攝氏度時(shí)，一旦出現(xiàn)降雪天氣，固態(tài)雪花進(jìn)入承雨斗內(nèi)就會(huì)馬上自動(dòng)融化成液態(tài)水，隨后就可實(shí)現(xiàn)與雨量測量一樣的過程，從而測得實(shí)際降雪量。測雪時(shí)加熱器件的發(fā)熱量和環(huán)境氣溫有關(guān)，這方面都由微電腦自動(dòng)溫控儀完成，使之達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)單測雨的雨量計(jì)而言，供電電源5采用12V/27AH鋰充電電池組。對(duì)既測雨又測雪的雨雪量計(jì)而言，則采用220V市電及12伏直流開關(guān)電源供電或太陽能光伏電池組供電。
權(quán)利要求
1.一種單腔型光電式雨雪量計(jì)，其特征在于，根據(jù)測量容積的原理，應(yīng)用單一的標(biāo)準(zhǔn)容積計(jì)量腔體并通過光電式液位傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)降水量的測量。該發(fā)明涉及的雨雪量計(jì)的關(guān)鍵部件，單電子計(jì)量腔體總成結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)容積計(jì)量腔體組合而成。.
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單腔型光電式雨雪量計(jì)，其單電子計(jì)量腔體總成的標(biāo)準(zhǔn)容積計(jì)量腔體的容積通常選用0.1mm雨量(3.14ml)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的單腔型光電式雨雪量計(jì)，其特征在于具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)電路和連接外部的通訊接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的單腔型光電式雨雪量計(jì)，其特征在于具有微電腦控制電路(含數(shù)據(jù)采集器)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的單腔型光電式雨雪量計(jì)，其雪量測量部份特征在于，具有電加熱件和自動(dòng)溫控裝置。
全文摘要
單腔型光電式雨雪量計(jì)屬于自動(dòng)測量儀器領(lǐng)域。它由五大功能部份組成，即測量筒體、單電子計(jì)量腔體總成、微電腦控制電路(含數(shù)據(jù)采集器)、供電電源和數(shù)據(jù)發(fā)送裝置；對(duì)于雪量計(jì)則另加電加熱件和溫控電路。關(guān)鍵部件是全封閉式的單電子計(jì)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(biāo)準(zhǔn)容積計(jì)量腔體C組合而成；當(dāng)降雨時(shí)，上述各大部份會(huì)在微電腦控制電路(含數(shù)據(jù)采集器)的智能化管理功能指揮下，協(xié)調(diào)各個(gè)部份而實(shí)現(xiàn)雨量自動(dòng)測量的全過程，實(shí)測數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)和發(fā)送。如首先由感雨器R獲知降雨現(xiàn)象出現(xiàn)，使得整機(jī)從待命監(jiān)控狀態(tài)轉(zhuǎn)入測量工作狀態(tài)等等。雪量測量在于承雨斗體外有電加熱器件附著，當(dāng)室外氣溫低于零攝氏，出現(xiàn)降雪天氣，固態(tài)雪花進(jìn)入承雨斗內(nèi)就會(huì)馬上自動(dòng)融化成液態(tài)水，從而測得實(shí)際降雪量。單腔型光電式雨雪量計(jì)，提高了測量精度和工作效率，并減輕了工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01W1/14GK103197360SQ20121000339
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者王學(xué)永, 王欣 申請人:王學(xué)永, 王欣