[发明专利]一种高精度的水车式雨量计及测量方法

说明书

本发明公开了一种高精度的水车式雨量计及测量方法，雨量计包括雨水收集装置、水车、感应磁片和霍尔信号采集处理电路，所述水车上具有多个等容积的水槽，所述雨水收集装置设于水车的上方，雨水经雨水收集装置流入水车的水槽内，所述感应磁片设于水车上并随水车转动，感应磁片与霍尔信号采集处理电路的输入端连接。本发明采用水车式分槽量化采集、信号处理到远程移动通讯，呈现出一种全新的雨量计构造，能够实时检测降雨量和降雨强度，并可在线预测阶段雨情。在计量过程中，与现有翻斗式和称重式雨量计相比较有创造性的革新，通过巧妙的溢流设计，避免雨水的损失，产品具有明显的优越性。

技术领域

本发明涉及气象计量装置领域，尤其涉及一种高精度的水车式雨量计及测量方法。

背景技术

大自然降雨具有两面性，有可能降福，也有可能造祸；丰沛的雨水可为农作物提供良好的生长条件，而过多则可能导致洪涝灾害、滑坡以及泥石流等灾害，倘若过少则易引起干旱，严重时造成生活用水、农田灌溉以及工厂用水的困惑，甚至导致土地盐溃化和沙漠化现象。因此，加强对气象现象的研究是人类预测、预防生存环境状况的最有效途径，准确地测量降雨量是时代发展对人类提出的一个重要使命。

2014年10月30日，中国气象局发布了《国家气象科技创新工程（2014-2020）实施方案》，提出了气候预测和气候系统模式作为实现气象业务现代化的三大攻关任务之一，明确了对降雨量预报的需求。降雨量，是指在单位时间内，在单位面积上未蒸发、未渗透和未流失而积聚雨水的高度，单位为毫米，是气象观测参数中最基础的指标之一。能够直观地表示降雨量的多少，备受各应用行业的关注。实时、预瞻降雨量数据的准确性和可靠性在防讯抗旱、旱情监测以及工农业生产中起着尤为关键的指引作用。同时，降雨量数据也对天气预报、气候分析和气象研究提供重要的基础服务，因此降雨量的高精度测量和测量功能体验具有重要的研究意义。

目前国内外雨量计各式各样，总体上朝着智能化和微型化发展，运用微处理器进行采集、分析、计算和控制，有的还提供了数据远程传输、预警和报警等功能。常见的雨量计以翻斗式和称重式两种为主流，翻斗式雨量计通过机械式双稳态性质的翻斗，当降雨到一定量时，改变翻斗平衡状态，发生翻转，最后落入计量斗中；称重式雨量计由上而下依次设置盛雨器、翻斗和沉重装置，采用压力传感器计算称盘的重量变化来计算降雨的多少。研究人员多年来从设备的使用体验、适用性和工艺结构等多维度探索，不断地进行升级换代。如专利ZL201410462385.3提供了一种具有误差修正功能的高分辨率翻斗雨量计装置，能够对0.1mm翻斗雨量计进行测量结果实时修正；专利ZL201410783249.4利用翻斗式雨量计实时测量降雨强度的方法，将翻斗式雨量计装置于降雨测量区域内并初始化系统参数，解决了翻斗式雨量计计算雨强的准确性和实时性差的问题，有利于该型雨量计在交通等需要实时雨强测量的行业或领域大批量应用；专利ZL201510358877.2设计了一种实时测量各种强度降雨的传感器式雨量计，其体型小，简单便捷，结构设计能保证高精度测量各种强度降雨和降雨数据记录的完整性和连续性，直观反映实时降雨和雨量变化趋势；专利ZL201720883882.X公开了一种称重式雨量计，相对于传统结构，可以显著降低雨水进入储水装置时的下落冲量，使其不会对称重造成干扰。这些方式和方法已经很大程度上提升了降雨的精准测量，也实现了智能化管理，达到了很好的行业应用效果。由于翻斗是机械运动方式，在翻转过程中难免雨水溅出损失部分雨量，另外，雨强过大时，会发生翻斗来不及翻转的情况，这就可能造成误差的进一步扩大，应用中需要定期检查，清除漏斗、筛网以及铲斗中的碎屑和污垢，还需定期重新校准；技术需求对称重式的雨量计精度还有一些期望，而进口产品价格高昂，很难普及。因此，高精度的测量方式和方法研究对于新型雨量计的发展有着重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种高精度的水车式雨量计及测量方法，具有结构简单、可靠性强、免维护和性价比高等特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：