[發明專利]一種可區分固態和液態降水的雨量計及其檢測方法

有效

• 申請號: 201310379806.1
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103472505A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 唐慧強;匡亮;唐琦;劉鉦江;李全月
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及一種檢測固態和液態降水的稱重式雨量計及其自動識別及檢測降水的方法，屬于氣象檢測技術領域。

背景技術

降水是氣象觀測的關鍵要素之一。降水的監測、預測、分布對農業生產有重要意義，特別對防汛抗旱有指導性作用。人們的日常生活，交通出行也都與降水密切相關。降水檢測通常有雨量器、翻斗式雨量計、虹吸式雨量計、稱重式雨量計、雙浮筒雨雪量計等。

雨量器，通過雨量筒承水并通過量杯來讀出雨量值。由于其需要依靠人工定時觀測，無法滿足自動化的要求。傳統的虹吸式雨量計測量精度較低，而翻斗式雨量計在強降水時精度較差，這些雨量計由于其結構限制，一般無法檢測固態降水。

稱重式雨量計可以同時測量固態降水和液態降水，精度較高，但無法區分固態與液態降水，野外低溫環境下無法提供能量融雪而無法自動排水。有些雨量計也放置了防凍液，但長期置于雨量筒中而產生蒸發等誤差。

上述雨量計，其缺點還在于無法檢測降水狀態，因而目前仍是根據人工觀測來判斷，沒有定量檢測。自動氣象站采用人工觀測降水狀態受觀測時間以及地域影響，有較大局限性。

發明內容

本發明針對現有雨量計無法檢測降水狀態的問題，提出一種檢測固態和液態降水的稱重式雨量計及其自動識別和檢測降水的方法。該雨量計綜合了稱重式雨量計測量精度高的優點，解決現有雨雪量計無法識別降水形態，自動化程度低的問題。

本發明解決其技術問題而采用的技術方案是：

一種可區分固態和液態降水的雨量計，包括外筒，設置于外筒內部的儲水筒、稱重臺、檢測部件，在外筒的上方設置有收集雨雪的承水器，其中，儲水筒固定于稱重臺和檢測部件的上方，儲水筒的底部具有用于排放液態水的第一電磁閥，所述第一電磁閥與設置在外筒底部的排水口相連；所述儲水筒中設置一漏斗，將儲水筒分割為上下兩層，所述漏斗底端安裝有用于排放液態水的第二電磁閥。

進一步的，本發明的一種可區分固態和液態降水的雨量計，所述承水器內置一環形容器，所述環形容器中儲有防凍液，其出液口對準漏斗，并且在防凍液的出液口處設置有第三電子閥。

進一步的，本發明的一種可區分固態和液態降水的雨量計，所述漏斗上方具有過濾固態降水的網狀篩子。

進一步的，本發明的一種可區分固態和液態降水的雨量計，所述檢測部件包括稱重檢測電路、溫度檢測電路、微處理器、模數轉換電路以及用于供電的電源，其中稱重檢測電路與稱重臺相連，溫度檢測電路用于檢測降水溫度，稱重檢測電路、溫度檢測電路分別通過模數轉換電路與微處理器連接，所述微處理器分別連接第一至第三電磁閥，用于控制第一至第三電磁閥的開啟和關閉。

進一步的，本發明的一種可區分固態和液態降水的雨量計，所述檢測部件還包括一個與微處理器連接的無線通信模塊，在所述外筒的側壁上設置有天線，微處理器將檢測結果通過無線通信模塊以及天線發送到外部無線傳感器網絡。

進一步的，本發明的一種可區分固態和液態降水的雨量計，所述檢測部件還包括一個與微處理器連接的報警單元。

一種可區分固態和液態降水的雨量計的檢測方法，包括如下步驟：

步驟?A：設置排水閾值D_TH、固態降水閾值S_TH、和溫度閾值T_TH；采用檢測部件及稱重臺測量儲水筒的初始重量；?

步驟?B：實際檢測時，開啟第二電磁閥，利用檢測部件及稱重臺采集儲水筒總重量W和溫度T；如重量W和初始重量相比有明顯增大，則表示有降水，并記錄重量增加部分作為降水量，進入步驟C；如重量W和初始重量相比無明顯變化，則繼續監測；

步驟C，每隔一段時間進入步驟D進行一次排水以監測固態降水；如W>D_TH，則立即進入步驟D以排放降水，否則重新執行步驟B繼續采集儲水筒重量及溫度；?

步驟?D：關閉第二電磁閥，打開第一電磁閥排水一段時間直至重量沒有明顯降低時再關閉；檢測儲水筒總重量W，并與固態降水閾值S_TH相比較，如W>S_TH，且再次打開第二電磁閥后，重量仍未減小，則表示有固態降水，并進入下一步驟；否則返回步驟B繼續執行操作；