[发明专利]一种虹吸节流翻斗雨量计

说明书

技术领域

本发明属于水文、气象测量器具技术领域，特别是涉及用于准确地测量野外自然降雨量的一种虹吸节流翻斗雨量计。

背景技术

大气降水测量是地球水循环监测的重要环节，是水资源利用的重要组成部分，也是气候变化、地质灾害、洪水灾害预警和环境评估等多方面的重要影响因素，业内学者寻求多种方法对降雨量进行精确计量。最早使用的雨量器需要人工计量，且无法计量降雨过程；虹吸式雨量计可以进行纸质记录，能够监测降雨过程，计量精度较高，但不能与现代电子记录产品配套应用；翻斗式雨量计原理简单、性能稳定，但因雨强变化产生的误差很大。目前为止，国内外大多数计量装备的降水传感器为翻斗式雨量传感器或虹吸式雨量传感器，这两种传感器在原理和结构上几十年来一直没有改变。集自动化、测量精度和稳定可靠性等多方面要求于一体的雨量计，至今还没有形成完善的解决方案。

尽管雨量计的形式较多，但翻斗式雨量计仍是目前国内外广泛用于自动化监测的雨量传感器，翻斗式雨量计工作可靠，结构简单，易于把降雨量转换成电信号输出，便于远距离传输，但翻斗式雨量计的测量误差较大。造成测量误差的主要因素是，翻斗在翻转过程中，虽然时间是极其短促的，但总需要一定的时间，在翻转的前半部分，即翻斗从开始翻转到翻斗中间隔板越过中心线的△T时间内，进水漏斗仍然向翻斗内注水，如降雨强度越大，进入的水量也越多，导致仪器自身排水量大于仪器记录值，测量误差偏负；又如降雨强度越小，注入水量也越少，导致仪器记录值大于仪器自身排水量，测量误差偏正。这就会产生随着降雨强度大小不同而产生不同的计量误差。

为了减小降雨强度变化对计量翻斗的影响，上海气象仪器厂提出了双翻斗雨量计，在其上层再加装一层翻斗，即双层翻斗雨量计，上层翻斗翻转流入到下层计量翻斗的降雨强度被均化为4mm/min，而与外界实际降雨强度无关，所以其测量精度得到了提高，这也是采用双翻斗结构的主要目的。

但由于上层翻斗与计量翻斗的翻转存在着一个岔开数的问题，如当上层翻斗翻转后，倒出的水量恰好够满足计量翻斗的翻转条件，此时，在计量翻斗翻转过程中，可能就没有4mm/min雨量注入，造成计量翻斗的计量误差。

为了提高降雨量的测量精度，开发出更多的测量降雨量的仪器，现有徐州伟思的浮子式雨量计、浙江华云的容栅式雨量计、美国哈希的称重式雨量计、郑州市气象部门使用的超声式雨量计等产品都是通过电子仪器测量水体的体积或重量来推算降雨量的，以避免使用翻斗受变化雨强的影响，这样不但增加了成本，还降低了雨量计的整体稳定可靠性。

如何克服现有技术的不足已成为当今水文、气象器具技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种虹吸节流翻斗雨量计，本发明运用虹吸原理，将强度大小实时变化的降雨流量转变为相对均匀的水流流入计量翻斗，从而大大地提高了对野外降雨量测量的精度。

根据本发明提出的一种虹吸节流翻斗雨量计，它包括承雨器、干簧管，其特征在于还包括承雨器、过滤网、外桶、虹吸漏斗、虹吸管、虹吸过滤网、沉沙池、支架、干簧管、磁钢、翻斗、排水漏斗、水平泡和底盘，其中：在承雨器的底部设置过滤网，承雨器设置在外桶的上部，外桶设置在底盘上，支架设置在底盘上，沉沙池位于虹吸漏斗的下部，虹吸漏斗和沉沙池设置在支架的顶部，虹吸过滤网设置在虹吸管的进口端，虹吸管设置在沉沙池内，干簧管、翻斗和排水漏斗依次轴向设置在支架的上部，磁钢与干簧管相向对称设置在翻斗的顶端，水平泡设置在底盘的上部。

本发明的原理是：本发明运用了虹吸原理，将强度大小实时变化的降雨流量转变为相对均匀的水流流入计量翻斗，具体是设有内置虹吸管的大面积虹吸漏斗和沉沙池，承雨器将收集到的降雨量流入虹吸漏斗先积存起来，虹吸漏斗内水位从虹吸管口开始上升，至虹吸管顶后开始虹吸排水至计量翻斗；不管降雨强度大小如何变化，从虹吸管流到计量翻斗中的降雨流量相对稳定，即其实质是将不均匀的自然降雨强度均化为相对均匀的降雨强度后再流入计量翻斗，从而提高了翻斗雨量计的测量精度。