[發(fā)明專利]一種雨量計(jì)及雨量檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110904830.7
• 申請日: 2021-08-07
• 公開（公告）號: CN113568072B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀鑫焱;嚴(yán)建華;李磊;殷勇;馬海濤;李永建;馬志剛;韓冰;鄧洪星;彭必建;雷陽;平其俊;劉昌軍;殷國強(qiáng);何秉順;李青
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國信華源科技有限公司
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 李傳亮

本申請的實(shí)施例提供了一種雨量計(jì)及雨量檢測方法，涉及降雨量計(jì)量儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括以下步驟：采集有效電壓值和時(shí)間信號，有效電壓值由設(shè)置在感雨蓋表面的陣列式壓電傳感器在雨滴擊打感雨蓋時(shí)生成，時(shí)間信號包括雨滴擊打感雨蓋產(chǎn)生的振動由擊打處傳遞至陣列式壓電傳感器中每個(gè)傳感器所用的時(shí)間；根據(jù)所述時(shí)間信號和陣列式壓電傳感器中各傳感器之間的距離確定雨滴擊打感雨蓋的位置；分別采集單位時(shí)間內(nèi)落在感雨蓋不同區(qū)域的雨滴數(shù)量，并根據(jù)有效電壓值、雨滴擊打感雨蓋的位置以及單位時(shí)間內(nèi)雨滴的數(shù)量確定單位時(shí)間內(nèi)落在感雨蓋不同區(qū)域內(nèi)的雨滴總體積；根據(jù)雨滴總體積和感雨蓋的面積確定降雨量。本申請能夠提高雨量檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及降雨量計(jì)量儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種雨量計(jì)及雨量檢測方法。

背景技術(shù)

目前的壓電式雨量計(jì)在使用時(shí)，雨滴會有滴落在感雨蓋的邊緣的情況，而滴落在感雨蓋邊緣的雨滴制造的振動強(qiáng)度會有部分削弱，從而造成雨量計(jì)對雨滴大小的誤判，且聲表面波在雨量計(jì)中的傳播會有延時(shí)，在大暴雨的環(huán)境下，傳感器不能有效接收到所有的雨滴信號，從而導(dǎo)致雨量計(jì)檢測不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高雨量檢測精度，本申請?zhí)峁┮环N雨量計(jì)及雨量檢測方法。

本申請?jiān)诘谝环矫妫峁┝艘环N雨量檢測方法，包括以下步驟：

采集有效電壓值和時(shí)間信號，所述有效電壓值由設(shè)置在感雨蓋表面的陣列式壓電傳感器在雨滴擊打感雨蓋時(shí)生成，所述時(shí)間信號包括雨滴擊打感雨蓋產(chǎn)生的振動由擊打處傳遞至陣列式壓電傳感器中每個(gè)傳感器所用的時(shí)間；

根據(jù)所述時(shí)間信號和陣列式壓電傳感器中各傳感器之間的距離確定雨滴擊打感雨蓋的位置；

分別采集單位時(shí)間內(nèi)落在感雨蓋不同區(qū)域的雨滴數(shù)量，并根據(jù)所述有效電壓值、雨滴擊打感雨蓋的位置以及單位時(shí)間內(nèi)雨滴的數(shù)量確定單位時(shí)間內(nèi)落在感雨蓋不同區(qū)域內(nèi)的雨滴總體積；

根據(jù)所述雨滴總體積和感雨蓋的面積確定降雨量。

通過上述技術(shù)方案，雨滴打到感雨蓋上會引發(fā)感雨蓋局部振動，振動會傳導(dǎo)至陣列式壓電傳感器處，陣列式壓電傳感器中每個(gè)壓電傳感器共同接收和處理一滴雨引起的振動，因此在大暴雨的計(jì)量環(huán)境下，能有效避免雨滴信號的損失，且根據(jù)所述時(shí)間信號和陣列式壓電傳感器中各傳感器之間的距離確定雨滴擊打感雨蓋的位置，能夠有效識別雨滴打擊位置，從而對滴落在感雨蓋邊緣的雨滴制造的振動強(qiáng)度做出補(bǔ)償，提高了測量精度。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述時(shí)間信號和陣列式壓電傳感器中各傳感器之間的距離確定雨滴擊打感雨蓋的位置包括：

根據(jù)所述時(shí)間信號，確定雨滴擊打感雨蓋產(chǎn)生的振動由擊打處傳遞至陣列式壓電傳感器過程中，每列傳感器檢測到振動的時(shí)間差；

在感雨蓋為平面感雨蓋時(shí)，采用下式確定雨滴擊打感雨蓋的位置：

其中，t_n為雨滴擊打感雨蓋產(chǎn)生的振動在陣列傳感器中每列傳感器中傳遞的時(shí)間差，n為陣列傳感器的列數(shù)，V₀為振動在感雨蓋中傳播的速度，x₀和y₀是與陣列傳感器中傳感器的間距相關(guān)的常數(shù)；

在感雨蓋為弧面感雨蓋時(shí)，需要對確定出的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)換，采用下式來進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

x′＝ax³+bx²+cx+d

y′＝ay³+by²+cy+d

其中，(x′,y′)為雨滴位置，a、b、c、d為與感雨蓋曲率相關(guān)的常數(shù)。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述有效電壓值、雨滴擊打感雨蓋的位置以及單位時(shí)間內(nèi)雨滴的數(shù)量確定單位時(shí)間內(nèi)落在感雨蓋不同區(qū)域內(nèi)的雨滴總體積包括：