[实用新型]一种智能翻斗式雨量传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水文气象领域中用于测量自然界降雨量的传感器，特别是翻斗式雨量传感器。

背景技术

随着全球气候不断变化，极端天气气候事件日趋增加，导致气象灾害发生几率加大。

对此，我国主要城市及地区、大江大河干流等建立了自动气象站和水文站，特别是近几年，国家又加大了对中小河流治理和山洪地质灾害的防治工作，正逐步推进在边远无人值守地区建立遥测自动气象站和水文站，其目的就是为了对山洪、泥石流等自然灾害进行预警，对防灾减灾的工作进行支持，从而进一步保障人民群众生命和财产安全，为经济建设的发展提供有力的支持。

目前，在各种气象监测站中，通常采用翻斗式雨量传感器来观测降雨量的变化，翻斗式雨量传感器也成为我国地面自动气象站配备的常规传感器。

请参考图1，图1为一种典型的单翻斗雨量传感器结构示意图。

如图所示，其承雨口1＇用于汇集雨水，口径为Φ200±0.6mm，承雨口滤网2＇用来对水中的杂物进行过滤；承雨口出水口3＇将经过过滤的雨水注入引水漏斗4＇；引水漏斗滤网5＇将进入的雨水进行细过滤；引水漏斗4＇通过引流的方式将雨水注入翻斗6＇的斗室中；翻斗6＇用于计量降雨量；恒磁钢7＇和干簧管8＇用于计数；采集器9＇用于记录分析数据。

下面简单描述一下单翻斗雨量传感器的工作原理：

当降水发生时，承雨口1＇收集的雨水由滤网过滤后经承雨口出水口3＇进入引水漏斗4＇，再经过引水漏斗滤网5＇过滤后注入计量翻斗6＇。

翻斗6＇是用工程塑料注塑成型的用中间隔板分成两个等容积的三角斗室。它是一个机械双稳态结构，当一斗室接水时，另一斗室处于等待状态。当所接水容积达到预定值（0.2的翻斗为6.28ml、0.5的翻斗为15.7ml、1.0的翻斗为31.4ml）时，由于重力作用使自己翻倒，处于等待状态，另一斗室处于工作状态。

在翻斗侧壁上装有恒磁钢7＇，它随翻斗翻倒时从干簧管8＇一旁扫过，使两个干簧管8＇通断。即翻斗6＇每翻倒一次，干簧管8＇便送出一个开关信号（脉冲信号）。这样翻斗翻动次数用磁钢扫描干簧管通断送出脉冲信号计数，每记录一个脉冲信号，便代表其对应翻斗降水量，经过采集器9＇记录统计后发送到数据中心，实现降水遥测的目的。

由于受自然环境影响，翻斗式雨量传感器容易出现各种故障。虽定期进行维护，但故障仍难免发生，这些故障直接影响雨量记录的精度和准确性。特别是近几年开始建立的遥测气象观测站和水文站，大部分都安装在自然环境比较恶劣的地方，受复杂环境影响很大，故障更是时有发生。另外，很多遥测观测站设立在无人居住区，常年缺少维护工作，雨量传感器出现故障后维护人员难以及时发现。

一般情况下，翻斗式雨量传感器的故障主要有三大类：

一是实际有降雨但是数据中心收不到数据，这种情况的出现有可能是由于雨量筒承雨口滤网或出水口堵塞，引水漏斗堵塞、磁钢失效、干簧管损坏、翻斗不翻转、焊线脱落或信号线断、采集器的I/O口损坏等故障发生时引起的。

二是无降水但数据中心收到雨量数，这种情况的出现一般是受到环境干扰时引起的。

当以上两种故障出现时系统很难及时发现。

三是当承雨口过滤网或出水口和引水漏斗半堵塞时的故障发生后，维护人员几乎无法及时发现，需要经过一个相当长的时间周期彻底堵塞后，维护人员才有可能发现，在出现这类故障期间，遥测站发送到数据中心的数据有可能不能反映真实的降雨强度。这就影响了系统要达到的山洪或泥石流等自然灾害发生前的正确预警。

针对有可能出现的故障，目前主要采用定期维护和故障修，且偏远地区的遥测雨量传感器只能采用故障修。

因此，如何实时监测翻斗式雨量传感器各组成部分的工作状态，是本领域急需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能翻斗式雨量传感装置。该传感装置可实时监测各主要组成部分的工作状态，使维护方式由传统的故障修过渡至状态修，从而提高了数据的可靠性，能够为气象观测系统提供准确、可靠的观测数据，为提高国家气象和水文监测、预报与预测提供重要保证。