[發明專利]一種小感量大量程翻斗式雨量傳感器

在審

• 申請號: 201711226295.4
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107817538A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 周冬生;楊漢塘;宗軍;姚剛;黃仲民;陳杰中;蔣東進;裘勁松;張逸飛;酈四俊
• 申請（專利權）人: 江蘇南水水務科技有限公司
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 嚴曉彪,董建林

技術領域

本發明涉及一種雨量傳感器，具體涉及一種小感量大量程翻斗式雨量傳感器。

背景技術

水是生命源泉。

水從天上降，為掌握降雨量時空分布，全球相關流域布設一定數量的水文、氣象觀測站網，統一用國際標準直徑承雨口雨量儀器觀測降雨量，其測量成果用于水利、水電建設，農業灌溉，民生用水，以及防汎、抗旱，對國民經濟發展，科學研究具有重要意義，特別是當今天氣異常，水、旱災頻頻。

雨量器，是一種古老、簡單、可靠的水文、氣象站網基本測量降水的儀器。1914年，我國北京開始設站觀測。這種儀器測量成果至今仍作為標準，用來校驗其它型式的雨量觀測儀器。缺點是人工觀測，并需要有較長時段的降水總量。

1953年，上海氣象儀器廠生產虹吸式日記雨量計，感量為0.1mm，是水文站、氣象臺常規降雨量資料。

上世紀50年代中期，發明感量為1.0mm雙穩態翻斗式雨量傳感器。80年代初，我國開始批量生產感量為0.1mm翻斗式雨量傳感器。

21世紀，1.0mm感量雨量傳感器作為水情測報系統的雨量采集和發送的傳感儀器，在全國各流域廣泛推廣。0.1、0.2、0.5、1.0mm系列化雨量器組成我國降水量基本觀測儀器。

常見翻斗式雨量傳器的結構為雙穩態結構，其存在：

1、增量△W_中誤差，雙穩態翻斗式雨量傳感器是利用翻斗部件左、右傾斜安裝，一般為A＝11°～22°，其本身重量在垂直方向的分量：W_左、W_右作為砝碼，用以計量對邊右、左翻斗中承水的重量。當翻斗進水量達到預定重量W時，翻斗翻轉、倒水，直至另一空翻斗進入出水漏斗的進水區。在這一段區域內，翻斗仍不停地進水，其增量△W_中隨著雨強增大而增大。

這是目前雙穩態翻斗式雨量傳感器不可避免的計量誤差，即器差，其量值隨降雨強度增大而增大。

2、翻斗內表雨水沉附誤差，為減少增量△W_中誤差，設計翻斗安裝角盡可能小，因此便產生翻斗中雨水倒不干凈，加之盛水翻斗內表面糙度、不平度和水表面張力,雨水被吸附住，倒不干凈；儀器在野外長期工作，隨著時間的推移，金屬翻斗表面氧化、油污、糙度差，塵土，細砂顆粒很容易沾附其上，因此，作為標準砝碼的左、右翻斗其重量存在不確定性。

為解決上述增量△W_中誤差，市場推出一種四層翻斗結構：接水翻斗、過渡翻斗、工作翻斗和計數翻斗。雖然能部分解決增量△W_中誤差，但仍存在問題：

A、儀器結構復雜；

B、基點調整困難；

C、上、下翻斗翻轉比例要求正確，調校困難，需要有一定經驗和耐心；

D、調校需有雨量檢定設備確定雨強，而測站缺少；

E、隨著雨強變化，上、下翻斗岔開次數將發生變化，并產生上、下翻斗同步的翻轉計量誤差；

F、四層翻斗中殘留水量造成較大誤差；

G、測量精度與降雨強度不再是線性關系，用戶不能掌握其規律，不便修正；

H、可靠性差；

I、儀器結構復雜在野外長期工作，斗內表灰塵等異雜沉附翻斗內，更為嚴重。

西方國家對降雨量測量精度的要求沒有我國嚴格，均采用單層翻斗型式，結構簡單，降雨測量精度與雨強呈線性關系，其分辨力大多為1mm、0.5mm，至少為0.25mm；0.1mm分辨力極少。測量誤差一般為小于±5％，并且是在某一點雨強下進行檢定，因此，國外翻斗式雨量傳感器的計量精度不好比較，各國翻斗雨量傳感器檢定精度也不盡相同，甚至同—國家也是這樣。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種小感量大量程翻斗式雨量傳感器。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種小感量大量程翻斗式雨量傳感器，包括出水漏嘴、兩端有出水口的分水槽和一對翻斗組件；

所述分水槽的旋轉軸設于出水漏嘴底部的中線上，

所述翻斗組件依出水漏嘴的中線，對稱地設置在分水槽底部；

所述翻斗組件包括斗槽根部的翻斗軸、及通過平衡板接斗槽根部的平衡錘。

進一步的，上述平衡錘通過滑槽設在平衡板上。

進一步的，上述斗槽盛水斷面內圓弧為R11mm，根部圓弧為R5mm，內表面糙度為0.6級，平衡錘的平衡雨水重量為3.14g。

上述分水槽的底部兩端分別設有直角三角形頂板，尖角尺寸為高5mm×45°。