[發(fā)明專利]一種數(shù)控式雨量計

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010147427.6
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN101813793A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉家棣
• 申請（專利權(quán)）人: 溫京輝
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;胡小永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣象、水文雨量測量，更具體地，涉及到一種數(shù)控式雨量計，用于實現(xiàn)高精度、大量程的雨量測量。

背景技術(shù)

目前全國范圍的水文、氣象雨量的測量普遍使用“翻斗式雨量計”，翻斗式雨量計歷史悠久，屬于解放前國外引進(jìn)技術(shù)，數(shù)十年來雖有改進(jìn)，基本原理及結(jié)構(gòu)依舊，翻斗雨量計僅適用于中小雨量測量，微小雨量達(dá)不到翻斗重量翻斗不翻，雨量不計，大雨及暴雨測量精度較差，據(jù)專業(yè)人士評估其精度只達(dá)到60％，而且需要每年定期進(jìn)行鑒定及維修，雨量測量是氣象、水文要素，時隔60～70年之久，在當(dāng)今科學(xué)應(yīng)用技術(shù)高度發(fā)展時，還在普遍使用精度低、量程窄的翻斗雨量計實屬不合理，所以，推出以現(xiàn)代科學(xué)應(yīng)用技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)控式雨量計，來替代翻斗雨量計，成為一項急需的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

設(shè)計一種數(shù)控式雨量計，實現(xiàn)擴(kuò)大量程、提高測量精確度、免除定期鑒定、維修，降低成本。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種數(shù)控式雨量計，將雨水模擬量，直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以數(shù)控中心處理器單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制與測量，實現(xiàn)擴(kuò)大量程以及較高的精確度及分辨率。所述數(shù)控式雨量計包括：承水器，設(shè)置為漏斗狀，用于承接雨水；

測試筒，通過通水管與所述承水器連通，用于將所承接雨水導(dǎo)入測試筒內(nèi)進(jìn)行測量，所述測試筒的面積與承水器上端開口面積按比例設(shè)置，使自然降水量在測試筒內(nèi)的上升動態(tài)擴(kuò)大整數(shù)倍用于測量使用；

傳感器，設(shè)置在所述測試筒內(nèi)，用于測量測試筒內(nèi)的水位，并進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換得到雨水水位邏輯信息，其上端連接有帶動其隨雨水量升降的測試桿；

滑輪，其上繞接有牽引繩索，牽引繩索一端與測試桿下端連接，另一端與測試桿上端連接，通過滑輪的轉(zhuǎn)動由牽引繩索帶動測試桿升降；

步進(jìn)電機(jī)，與所述滑輪同軸連接，帶動滑輪做步進(jìn)/步退轉(zhuǎn)動；

中心處理器，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電纜與所述步進(jìn)電機(jī)相連，通過邏輯信號電纜與所述傳感器相連，用于獲取所述傳感器測得的雨水水位邏輯信息，并對其進(jìn)行處理、存儲和顯示，以及根據(jù)所測雨水水位信息控制步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行驅(qū)動。

其中，所述通水管與測試筒之間設(shè)置有進(jìn)排水三通電動閥，用于控制測試筒內(nèi)被測雨水的進(jìn)出，以使進(jìn)水時，通水管與測試筒之間連通，排水時，測試筒與排水口連通。

其中，所述傳感器下端并列設(shè)置有傳感器第一探頭和傳感器第二探頭，兩個探頭之間的高度差設(shè)置為2mm，所述傳感器的兩個探頭用于浸入測試筒的被測雨水中，探測被測雨水的水位邏輯信息。

其中，所述中心處理器上設(shè)置有數(shù)碼顯示屏，所述數(shù)碼顯示屏設(shè)置有百、十、個、分四位LED數(shù)碼顯示，所述百、十兩位為十進(jìn)制累加計數(shù)，所述個、分兩位為可逆計數(shù)，個位與分位LED數(shù)碼管之間設(shè)置有小數(shù)點標(biāo)示，用于直接顯示實際被測雨水量。

其中，所述數(shù)碼顯示屏的計量單位為毫米。

其中，所述測試桿上設(shè)置有升降穩(wěn)定滑輪，用于使測試桿穩(wěn)定導(dǎo)向隨雨水水位升降。

其中，所述測試桿設(shè)置為空心管，使邏輯信號電纜由其中心穿過與傳感器相連。

其中，所述雨量計還設(shè)置有接地線，其上端連接中心處理器的電路地電位，下端與測試筒連接，使被測水體帶電路地電位。

其中，所述中心處理器采用單片機(jī)系統(tǒng)作為中心處理控制系統(tǒng)，對接收到的雨水量邏輯信息進(jìn)行處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、顯示，以及根據(jù)所處理的數(shù)據(jù)信息控制步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)/步退操作。

其中，所述中心處理器設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出接口，可外接外部存儲或顯示設(shè)備，通過所述輸出接口將雨水測量過程及實時水位數(shù)據(jù)傳送至外部存儲或顯示設(shè)備。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的數(shù)控式雨量計充分利用單片機(jī)數(shù)控技術(shù)，擴(kuò)大了量程，將分辨率提高到1‰，精確度誤差提高到±1‰，實現(xiàn)由微雨量至大到暴雨均可測量，為氣象、水文雨量測量提供一種高精度的測試儀器。

附圖說明

圖1是本發(fā)明數(shù)控式雨量計的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)控式雨量計模/數(shù)變換傳感器產(chǎn)生的邏輯狀態(tài)示意圖。

其中：1：承水器；2：通水管道；3、進(jìn)排水三通電動閥芯；4：進(jìn)排水三通電動閥；5：傳感器；5a：傳感器第一探頭；5b：傳感器第二探頭；6：中心處理器；7：步進(jìn)電機(jī)；8：滑輪；9：牽引繩索；10：測試桿；11：升降穩(wěn)定滑輪；12：邏輯信號電纜；13：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電纜；14：接地線；15：測試筒。

具體實施方式