[發明專利]消除動態損失的翻斗式雨量傳感器

有效

• 申請號: 201811606218.6
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109407183B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 葉滋杰;陳建樹
• 申請（專利權）人: 福州小草科技有限公司
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;丘鴻超

1.一種消除動態損失的翻斗式雨量傳感器，其特征在于：根據總雨量統計期間內的所有斗時長t，獲得總降雨量H；每一所述斗時長t通過即時雨量函數：J(h,t)＝0獲得總雨量統計期間內的每一即時雨量h，并通過所有即時雨量h獲得總降雨量H；所述即時雨量函數為：

其中，斗時長t為翻斗兩次翻轉的時間間隔，單位為s，即時雨量h為斗時長t的等效雨強在斗時長t內產生的降雨量，單位為mm，參數C和τ分別為總降雨量H₀下的無動態損失的理想斗數和每一斗時長t內的處于動態損失狀態下的時長。

2.根據權利要求1所述的消除動態損失的翻斗式雨量傳感器，其特征在于：包括：承水器、設置在所述承水器下方的漏斗、設置在所述漏斗下方的翻斗、由所述翻斗驅動的磁鋼、以及包括干簧管的計數電路模塊；所述斗時長t為干簧管產生的相鄰兩個開關脈沖之間的時間間隔。

3.根據權利要求2所述的消除動態損失的翻斗式雨量傳感器，其特征在于：

所述即時雨量函數通過斗參數-雨強函數：F(u,y,t)＝0，雨強恒定時成立的關系式：以及即時雨強的定義式獲得，所述斗參數-雨強函數為：

F(u,y,t)＝(C-y)ut-yuτ＝0

其中，u為斗時長t的等效雨強，單位為mm/min；斗數y為翻斗翻轉總次數；總降雨量H₀的單位為mm。

4.根據權利要求3所述的消除動態損失的翻斗式雨量傳感器，其特征在于：參數C和τ通過以下方法確定：

在試驗環境給定的總降雨量H₀下，設定2個不同且處于(0,u_max]區間的平均雨強值在每個平均雨強值下，測出對應的降雨過程中翻斗式雨量傳感器的翻斗翻轉總次數y值，獲得2組不同的數值(u₁,y₁)、(u₂,y₂)，并帶入所述斗參數-雨強函數，由此確定參數C和τ的值。

5.根據權利要求3所述的消除動態損失的翻斗式雨量傳感器，其特征在于：參數C和τ通過以下方法確定：

在試驗環境可確定的總降雨量H₀下，提供2次不同雨強的降雨試驗，測出每次降雨過程中翻斗式雨量傳感器的斗數y值，以及對應的y個斗時長t值：t₁，t₂，t₃，……，t_y；將獲得的y值和t值的結果帶入變換形態的斗參數-雨強函數，由此確定參數C和τ的值；

所述變換形態的斗參數-雨強函數為：

6.根據權利要求3所述的消除動態損失的翻斗式雨量傳感器，其特征在于：

參數C和τ通過以下步驟確定：

步驟A1：在試驗環境可確定的總降雨量H₀下，設定2個不同且處于(0,u_max]區間的平均雨強值對所述翻斗式雨量傳感器進行測試，在每個平均雨強值下，測出對應的y值，獲得2組試驗值；

步驟A2：將2組試驗值帶入所述斗參數-雨強函數，計算獲得參數C和τ的值，并依此確定即時雨量函數：J(h,t)＝0；

步驟A3：基于確定的即時雨量函數，采用與步驟A1相同的試驗條件對所述翻斗式雨量傳感器進行測試，根據測得的即時雨量h和翻斗式雨量傳感器的精度ε獲得翻斗式雨量傳感器輸出的開關量z，在每個平均雨強值下，測出對應的開關量z的值，獲得2個開關量z；

步驟A4：將2個開關量z值與理想開關量D進行比較運算，獲得2個修正值，其中：如果某一z值落在理想開關量D所確定的誤差范圍內，則對應的修正值為0；當所有的修正值為0時，則結束流程，確定參數C和τ的最終值；只要有一個修正值不為零，則繼續執行步驟A5；

步驟A5：采用2個所述修正值分別對2組試驗值中的y值進行修正，獲得修正后的2組試驗值；

步驟A6：將所述修正后的2組試驗值帶入斗參數-雨強函數，計算獲得2個擬合參數，并依此重新確定斗參數-雨強函數：F(u,y,t)＝0以及即時雨量函數：J(h,t)＝0；并回到步驟A3。