[发明专利]雨量计/气象站

说明书

本发明提供了一种用于测量降雨的雨量计(10)。雨量计(10)包括测量室(30)，其在一端具有入口端口(32)，而在另一端具有排放端口(34)。排放端口(34)由阀(50)关闭，并且可编程以在预定事件时打开以释放收集在测量室(30)中的水。适于接收降雨的漏斗或收集器(14)通向入口端口(32)，以及超声换能器(36)，用于将声信号(38)发送和接收到测量室(30)中。超声换能器(36)是可编程的，以确定测量室(30)中的水位。本发明还包括一种具有雨量计(10)的自动气象站(300)。

本申请要求2017年11月8日提交的澳大利亚临时专利申请号2017904534和2018年2月26日提交的澳大利亚专利申请号2018900611的优先权，两者说明书的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种雨量计，特别地但非排他地涉及一种独立的雨量计，或者一种可被并入计算机控制的灌溉管理系统或自动气象站中的雨量计。

背景技术

20世纪初开发的标准雨量计包括漏斗，其附接到装入较大容器中的量筒。如果水从量筒溢出，则外部容器会捕获水。进行测量时，将测量量筒，然后将多余的部分放入另一量筒中并进行测量。在大多数情况下，量筒以毫米为单位标记且最多可测量25毫米的降雨量。量筒上的每条水平线为0.2毫米。较大容器收集从量筒顶部附近的小孔流出的超过25毫米的任何降雨量。这种雨量计的问题在于必须定期对其进行手动检查和排空。它不能集成到基于计算机的系统中，并且需要持续的人工监督。

为了使降雨量的测量自动化，开发了翻斗式雨量计。原始的翻斗式雨量计包括固定到地面中的大铜量筒。量筒的顶部是收集和引导降水的漏斗。降水落在两个小桶或杠杆之一上，它们以与秤相同的方式平衡。在等于0.2毫米的降水量落下后，杠杆将倾斜且电信号被发送到记录器。记录器包括安装在附接到齿轮的臂上的笔，齿轮随从收集器发送的每个信号移动一次。当齿轮转动时，笔臂向上或向下移动，从而在图形上留下痕迹并同时大声单击。臂的每次跳动在噪音方面有时也被称为“喀哒”声。该表以10分钟时间段(竖直线)和0.4毫米(水平线)为单位进行测量，每24小时旋转一次，并由必须手动上弦的发条马达(现在由电动马达代替)驱动。翻斗式雨量计的精度不如标准雨量计，因为在杠杆倾斜之前降雨可能会停止。当下一场降雨开始时，最多可能需要一两滴雨滴就能使杠杆倾斜。然后，这会表明实际上仅一分钟量降了0.2毫米。翻斗还容易低估降雨量，特别是在降雪和强降雨事件中。另一缺点是这些设备通常由于藻类或其他残留物的进入而不能正确地排出。翻斗式雨量计的优点是可以轻松获得降雨的特性(小、中或大)。降雨特性取决于在设定时间段(通常为1小时)内降雨的总量，并通过计数10分钟时间段内“喀哒”声的次数，观察者可以确定降雨的特性。可以将校正算法应用于数据，作为针对高水平降雨强度量校正数据的公认方法。现代倾翻式雨量计包括在枢轴上平衡的塑料收集器。倾斜时，它会致动开关(比如簧片开关)，然后将其电子记录或传输到远程采集站。

发明内容

本发明的一目的是提供一种精确且几乎不需要人工干预的雨量计。

本发明的另一目的是提供一种制造便宜并且可以集成到计算机控制的灌溉管理系统或自动气象站中的雨量计。

在本说明书中，“球阀”应解释为受约束的可移动球形球，其在关闭位置时密封出口端口，以防止流体从中流出；在打开位置，其没有所述出口端口，以允许流体在重力作用下快速流过所述出口端口。

鉴于这些目的，本发明可以提供一种用于测量降雨的雨量计，所述雨量计包括：测量室，其在一端具有入口端口，而在另一端具有排放端口，所述排放端口由球阀关闭，所述球阀是可编程的，以在预定事件时打开以释放收集在所述测量室中的水；漏斗或收集器，其适于接收降雨，所述漏斗或收集器通向所述入口端口；以及超声换能器，用于将声信号发送和接收到所述测量室中，所述超声换能器是可编程的，以确定所述测量室中的水位，并且是可编程的，以允许基于所述超声换能器与所述球阀表面之间的距离来校准所述雨量计。