[实用新型]降水测量装置

说明书

本实用新型是属于气象上用于测量降水的仪器。

目前使用的虹吸式雨量计，当雨水流入承水筒后，靠浮子带动笔杆记录，降水量达到10毫米时虹吸排水，排水过程中有虹吸误差，尤其是雨量大时误差增加，而且不能遥测。

本实用新型的目的在于提供一种测量精度较高、维修、使用方便的雨量测量装置，该装置用电极代替浮子，能消除上述雨量计的虹吸误差及随降水强度的变化而引起的测量误差，并能自动遥测。

本实用新型的降水测量装置由电容传感器和测量记录器组成，两部分由多芯电缆连接。

电容传感器由承水口（1）、漏斗（2）、上阀门（3）、贮水器（4）、排水触针（5）、雨量一电容变换器、连动杆（8）、下阀门（9）、排水容器（10）、阀门控制器（11）、外壳（12）、绝缘顶盖（13）组成。雨量－电容变换器由承水筒（7）和内壁涂有银层的玻璃管（6）组成，构成了以玻璃管内壁的银层为内极，以玻璃管本身为电介质，无降水时以承水筒（7）内壁为外极，降水时以雨水和玻璃管的接触面积为外极的雨量－电容变换器。测量记录器由测量电路和一般气象用自记钟记录器组成。该降水测量装置的原理是：承水口（1）承接的降水经漏斗（2）和贮水器（4）进入承水筒（7），这时雨量－电容变换器的电容发生变化，承水筒（7）承接的降水与雨量－电容变换器电容C_h之间的关系为：

C_h＝ (2πεh)/(In(D₂- D₁) ) －C_o

C_o为雨量－电容变换器无降水时的电容；ε为玻璃管介电常数；D₁与D₂分别为玻璃管的内、外径，上述四项都为常数，雨量－电容变换器C_h仅随承水筒（7）水位h（即承接的降水量）变化，且两者成正比。因此通过测量电路测出雨量－电容变换器的电容变化，即可测出降水量，连续测定即可测得降水量的变化和累积量。由测量电路测出的电容变化（降水量变化）经检波后转换为电量V的变化，经检测桥路再经功放电路放大后，驱动力矩马达带动自记钟的记录笔尖。降水量较大时（一次连续降水量或累积降水量大于10毫米），承水筒（7）承接的降水水位不断升高，当升至160毫米（实际降水量为10毫米），承水筒（7）内水面与排水触针（5）导通，由阀门控制器（11）打开下阀门（9）经排水容器（10）排出降水，在这同时阀门控制器（11）关闭上阀门（3）以防止因排水时继续有降水进入承水筒（7）被排出而产生测量误差。延时10秒钟后，阀门控制器（11）关闭下阀门（9），同时打开上阀门（3）承接降水重又进入承水筒（7），与此同时接通脉冲发生器送出一个脉冲至电路中计数显示部分，由计数显示部分显示排水次数。

上述降水测量装置测定原理简单、明确，各关键部位皆为电子元件，无机械部件，故性能稳定，测量精度较高，特别是降水量较大时，更具有测量精确的优点。同时其结构部件少，进水及排水处理简便易行，无需更多传动或附加器件。

图1为降水测量装置的工作原理图。图中：承水口（1）、漏斗（2）、上阀门（3）、贮水器（4）、排水触针（5）、玻璃管（6）、承水筒（7）、连动杆（8）、下阀门（9）、排水容器（10）、阀门控制器（11）、外壳（12）、绝缘顶盖（13）。

图2为雨量－电容变换器。

图3为测量电路图。

下面给出本发明的一种实施例，承水筒（7）采用内径为φ50mm，高190mm的铜管电镀加工而成，筒内正中放一外经为φ11mm，壁厚为0.5mm，长为200mm的玻璃管（6），玻璃管的上端固定在铜制承水筒（7）的绝缘顶盖（13）上，玻璃管下端悬空与承水筒（7）底相距2mm，玻璃管（6）内壁上涂有银层，这样就构成了以玻璃管（6）内壁的银层为内极，以玻璃管本身为电介质以承水筒（7）内壁或雨水和玻璃管的接触面积为外极的雨量－电容变换器，本装置用玻璃管做为电介质能达到气象部门要求的测量精度0.1mm，而且稳定可靠，因为各种绝缘材料中，只有玻璃的24小时透湿性为零，保证了该玻璃管长期浸泡在雨水中而不影响电容的稳定。同时为了防止排水后玻璃管外层粘水而影响电容量，玻璃管的外壁涂有均匀的硅油薄层。

排水触针（5）固定在绝缘顶盖（13）上，采用直径为φ0.8mm的铂金丝，铂金丝不易氧化，保证承水筒（7）内水位达到160mm（实际降水量为10mm）时触发阀门控制器（11）的可靠性。