專利名稱：0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣象觀測(cè)裝置，特別涉及一種0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的雨量傳感器主要有翻斗式、虹吸式、稱重式、雙閥容式、雙筒互 溢式等。其中的翻斗式雨量傳感器由于其性能穩(wěn)定，測(cè)量降雨量不受限制，可靠性強(qiáng)，維修 性好，制造成本低，測(cè)量誤差符合氣象觀測(cè)要求，輸出信號(hào)便于采集和處理等特點(diǎn)被普遍應(yīng) 用。但在工作實(shí)踐與比較研究中，我們發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的翻斗式雨量傳感器還存在某些不 足。例如德國(guó)Thies公司生產(chǎn)的單翻斗式雨量傳感器，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，從承水 器匯集下來(lái)的不同雨強(qiáng)的雨水注入計(jì)量翻斗時(shí)，另其兩個(gè)斗室在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的間隔時(shí)間內(nèi)， 進(jìn)入斗室的失水量隨雨強(qiáng)大小的不同而不同，導(dǎo)致翻斗計(jì)量誤差的波動(dòng)性很大，使其技術(shù) 指標(biāo)達(dá)不到國(guó)標(biāo)《翻斗式雨量計(jì)》的技術(shù)要求。澳大利亞NEA公司生產(chǎn)的虹吸翻斗式雨量傳感器為了解決上述在不同雨強(qiáng)條件 下翻斗的計(jì)量誤差，在其雨量傳感器的承雨筒出口處安裝了一個(gè)虹吸裝置，以使從承雨筒 匯集下來(lái)的雨水先流進(jìn)虹吸管，再以恒定的雨強(qiáng)注入計(jì)量翻斗，然而該設(shè)計(jì)雖然解決了不 同雨強(qiáng)條件下翻斗的計(jì)量誤差，卻又出現(xiàn)了虹吸滲漏問(wèn)題，該滲漏在大小雨強(qiáng)時(shí)均可發(fā)生， 所以不同程度的翻斗計(jì)量誤差仍然存在。意大利西普公司生產(chǎn)的閥門翻斗式雨量傳感器為了能解決翻斗失水產(chǎn)生的計(jì)量 誤差，在進(jìn)水翻斗處安裝了一個(gè)靈巧的微型閥門，該閥門由于翻斗本身的機(jī)械力控制，每當(dāng) 翻斗部件中的一個(gè)空斗室處于集水漏斗下方時(shí)，閥門才被打開(kāi)，使雨水注入斗室；而在兩個(gè) 斗室輪換的間隙時(shí)間內(nèi)，該閥門時(shí)關(guān)閉的，這樣就使雨水又流入另一個(gè)斗室。該設(shè)計(jì)雖然有 效的解決了翻斗失水產(chǎn)生的計(jì)量誤差問(wèn)題，但卻出現(xiàn)了因閥門裝置的安裝而產(chǎn)生的漏水與 堵塞缺陷，還是會(huì)引起傳感器測(cè)量誤差增大，甚至影響測(cè)量結(jié)果可靠性的問(wèn)題。日本光進(jìn)電器工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的雙層翻斗式雨量傳感器，其工作原理與我國(guó)上 海氣象儀器廠生產(chǎn)的雙層翻斗式雨量傳感器基本相同，為了不同雨強(qiáng)條件下翻斗的計(jì)量誤 差，該儀器在計(jì)量翻斗上層增加一個(gè)上翻斗和匯集漏斗，使雨水進(jìn)入計(jì)量翻斗的雨水強(qiáng)度 比較均勻，該設(shè)計(jì)雖然克服了不同雨強(qiáng)條件下翻斗的計(jì)量誤差，然而只能在雨強(qiáng)4mm/min 以內(nèi)的降雨量測(cè)量，不適用于雨強(qiáng)變化大，經(jīng)常有強(qiáng)暴雨地區(qū)的降雨測(cè)量，還有在自然條件 下昆蟲(chóng)、落葉、沙塵堵塞出水孔使示值或記錄失真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，其特征在于一個(gè)筒狀的承雨器，筒狀的 承雨器底部有基座，在承雨器內(nèi)的基座上由下至上依次裝有下層集水器、大翻斗、上層集水器、小翻斗、漏斗，每個(gè)集水器裝在立板上，在漏斗上方有防堵裝置。所述的防堵裝置有傘狀的防堵罩，防堵罩下方中間有柱狀過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)下方有 大漏斗，大漏斗下方漏孔正對(duì)漏斗中心。所述的大翻斗、小翻斗的翻斗是矩形盒狀的翻斗，在翻斗的矩形盒的中間下方有 翻斗軸，矩形盒的中間一側(cè)的上方裝有磁鋼，磁鋼與相應(yīng)立板上的干簧管配合。小翻斗、大翻斗內(nèi)壁噴涂有一層透明液體形成憎水層。所述的0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的測(cè)量方法雨水由承雨器匯集，通過(guò)漏 斗進(jìn)入上層小翻斗，小翻斗不計(jì)量；經(jīng)過(guò)小翻斗左右擺動(dòng)使不同雨強(qiáng)的雨水轉(zhuǎn)換為相對(duì)均 勻的雨水；然后雨水通過(guò)上層集水器進(jìn)入下層大翻斗計(jì)量；大翻斗翻動(dòng)一次為0. 5降雨量； 在下層大翻斗中心位置一側(cè)裝的磁鋼和磁鋼對(duì)面的干簧管，當(dāng)磁鋼掃過(guò)干簧管接點(diǎn)吸合導(dǎo) 通，從而輸出一個(gè)單位降雨量信號(hào)，干簧管提供的信號(hào)通過(guò)微機(jī)或者計(jì)數(shù)器裝置計(jì)數(shù)；隨后 雨量通過(guò)下層集水器出水孔排出。本發(fā)明效果是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器技術(shù)特點(diǎn)1)為了使翻斗的每個(gè)斗室承雨量符合計(jì)量要求，上斗室轉(zhuǎn)換成下斗室時(shí)，上斗室 吃水恒量，下斗室排凈雨水，上層小翻斗設(shè)計(jì)成對(duì)稱斜坡形容器，下層大翻斗設(shè)計(jì)成迷宮形 容器，使翻斗左右斗室重心對(duì)稱，擺動(dòng)平衡，受強(qiáng)暴雨沖擊時(shí)性能穩(wěn)定，提高了傳感器的測(cè) 量精度。2)為了克服計(jì)量翻斗沾濕誤差，小翻斗、大翻斗內(nèi)壁噴涂一層透明液體形成憎水 層。憎水層耐沖洗性好，表面硬度高，極大地降低翻斗內(nèi)壁表面阻抗，具有自清潔功能，在雨 水的沖刷下翻斗內(nèi)壁表面污垢易被清除，憎水層保護(hù)周期長(zhǎng)，可達(dá)2-3年，環(huán)保安全。3)為了提高計(jì)量翻斗的穩(wěn)定性，翻斗選用特殊合成塑料，機(jī)械性能良好，沖擊韌性 好，蠕變性相當(dāng)小，制品的尺寸穩(wěn)定，低溫強(qiáng)度高，可在-60-120°C下長(zhǎng)期使用，屬于耐候性 材料。4)為了能夠測(cè)量強(qiáng)暴雨(雨強(qiáng)達(dá)到6mm/min)，減弱雨強(qiáng)對(duì)翻斗計(jì)量的影響，我們 采用了雙翻斗結(jié)構(gòu)，在小翻斗集水器出水孔增加一個(gè)特殊構(gòu)件排氣管，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定 了排氣管流水孔的最大內(nèi)徑和高度，保證了承雨筒匯集下來(lái)的雨量經(jīng)過(guò)排氣管注入計(jì)量翻 斗時(shí)的輸出雨量相等，即能夠使翻斗計(jì)量誤差不受雨強(qiáng)大小的影響，又能夠測(cè)量瞬時(shí)雨量。5)為了提高翻斗轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和翻斗穩(wěn)定性，上層小翻斗和下層大翻斗傳動(dòng)件采用 紅寶石耐磨材料和不銹鋼材料，經(jīng)過(guò)精加工，專用工具裝配，人工調(diào)試等工序，達(dá)到減少摩 擦，轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏，斗室平衡的目的，長(zhǎng)期使用不受雨水腐蝕而生銹，不受冷熱而變形，保障了雨 量傳感器工作穩(wěn)定，測(cè)量數(shù)據(jù)精確。6)承雨筒選用新型耐候性材料，不掛水，采用先進(jìn)的一次成型注塑工藝，且流水口 采用防堵設(shè)計(jì)。7)為了避免在野外條件下沙塵、昆蟲(chóng)、草葉等異物侵入儀器內(nèi)部堵塞出水孔，干擾 雨量傳感器測(cè)量，我們?cè)诔杏晖擦魉谠黾右粋€(gè)特殊防堵裝置。承雨器出水孔、漏斗出水 孔、集水器出水孔等，所有出水孔徑大于$3111111，確保雨強(qiáng)8111111/1^11降雨量通過(guò)而儀器不存 水。8)外觀新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，翻斗和集水器采用一體全閉式設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。小翻斗集水器和大翻斗集水器采用懸臂連接，正面開(kāi)放式設(shè)計(jì)， 便于檢驗(yàn)員和維修人員盡快識(shí)別和診斷出產(chǎn)品故障并進(jìn)行修理，零部件部署一目了然，維 修時(shí)易于接近故障部件，并且易于拆除和更換這些有故障的部件，降低制造和現(xiàn)場(chǎng)維修費(fèi)用。9)0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器結(jié)構(gòu)合理、新穎、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)指標(biāo)超越國(guó)標(biāo) 《GB/T11832-2002翻斗式雨量計(jì)》的規(guī)定，適用于雨強(qiáng)變化大，經(jīng)常有持續(xù)性暴雨地區(qū)的降 雨量測(cè)量，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)強(qiáng)雨測(cè)量的雨量傳感器空白。


圖1是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器整體結(jié)構(gòu)2. 1是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的小翻斗主視2. 2是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的小翻斗側(cè)視2. 3是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的小翻斗俯視3. 1是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的大翻斗主視3. 2是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的大翻斗側(cè)視3. 3是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的大翻斗俯視4是0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的防堵裝置圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示的一種0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，一個(gè)筒狀的承雨器5，筒狀的 承雨器底部有基座1，在承雨器內(nèi)的基座上由下至上依次裝有下層集水器9、大翻斗8、上層 集水器2、小翻斗3、漏斗4，每個(gè)集水器安裝于立板7，在漏斗上方有防堵裝置6。如圖4所示的防堵裝置有傘狀的防堵罩4. 2，防堵罩下方中間有柱狀過(guò)濾網(wǎng)4. 1， 過(guò)濾網(wǎng)下方有大漏斗，大漏斗下方漏孔正對(duì)漏斗中心。如圖2. 1,2. 2,2. 3所示小翻斗的翻斗是矩形盒狀的翻斗，在翻斗的矩形盒的中間 下方有翻斗軸2. 2，矩形盒的中間一側(cè)的上方裝有磁鋼2. 1，磁鋼與相應(yīng)立板上的干簧管配
I=I ο如圖3. 1,3. 2,3. 3所示大翻斗的翻斗是矩形盒狀的翻斗3. 1，在翻斗的矩形盒的 中間下方有翻斗軸3. 3，矩形集水盒的中間一側(cè)的上方裝有磁鋼3. 2，磁鋼與相應(yīng)立板上的
干簧管配合。小翻斗、大翻斗內(nèi)壁噴涂有一層透明液體形成憎水層。本0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器是測(cè)量地面降雨量的儀器，設(shè)計(jì)采用翻斗式雨 量計(jì)技術(shù)，其輸出為開(kāi)關(guān)信號(hào)，適用于持續(xù)性強(qiáng)降雨，可以與自動(dòng)氣象站、自動(dòng)水文站配套 使用，也可以配備計(jì)數(shù)器成為自動(dòng)雨量計(jì)獨(dú)立設(shè)備使用。技術(shù)性能承雨 口 直徑φ 200mm分辨率0. 5mm測(cè)量范圍雨強(qiáng)0-6mm/min雨量大于0. 5mm
測(cè)量允許誤差士0. 4mm (彡IOmm)士4% ( > IOmm)環(huán)境溫度0-60°C結(jié)構(gòu)原理0. 5mm感量雙翻斗雨量傳感器由承雨器、漏斗、上層小翻斗、上層集水器、下層大翻 斗、下層集水器、立板、基座、防堵裝置、電器等部分組成，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。承雨器部分它包括承雨口、承雨筒等零件，通過(guò)一個(gè)承雨面積為3Hcm2的承雨口 面積接收雨水。上層小翻斗部分小翻斗由翻斗勺、翻斗軸兩個(gè)零件組成(如圖2所示)。翻斗勺 與翻斗軸連接固定為一體。翻斗勺分隔為左右兩個(gè)斗室，在工作過(guò)程中，兩個(gè)斗室以翻斗軸 為中心輪流擺動(dòng)，使不同雨強(qiáng)的雨水經(jīng)過(guò)小翻斗的擺動(dòng)，轉(zhuǎn)換為雨強(qiáng)比較均勻的雨水，小翻 斗不計(jì)量。上層集水器上層集水器配有軸承螺釘、寶石板、寶石眼等零件支撐小翻斗，雨水 通過(guò)小翻斗流入上層集水器里，克服不同雨強(qiáng)的雨量對(duì)下層大翻斗的沖擊力，排氣管能夠 引導(dǎo)雨水進(jìn)入大翻斗。下層大翻斗部分大翻斗由翻斗勺、翻斗軸、磁鋼三個(gè)零件組成(如圖3所示)，翻 斗勺與翻斗軸連接固定為一體，翻斗勺分隔為左右兩個(gè)迷宮形斗室成為機(jī)械式雙穩(wěn)態(tài)稱重 機(jī)構(gòu)。在工作過(guò)程中，兩個(gè)斗室輪流擺動(dòng)計(jì)量降雨量，翻斗的每次翻轉(zhuǎn)動(dòng)作通過(guò)磁鋼和干簧 管(此件在主板上)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)(1脈沖=0. 5mm降雨量)傳輸?shù)讲杉到y(tǒng)里，即可 得到相應(yīng)的降雨量數(shù)據(jù)。下層集水器部件下層集水器配有軸承、螺釘、寶石板、寶石眼等零件支撐大翻斗， 并且固定在基座板上，雨水通過(guò)大翻斗流入下層集水器里引導(dǎo)雨水從出水孔處排出。防堵罩裝置在承雨筒的出水口處安裝一個(gè)防堵裝置，由防堵罩和過(guò)濾網(wǎng)兩個(gè)零 件組成(如圖4所示)，避免了在野外條件下沙塵、昆蟲(chóng)、草葉等異物進(jìn)入儀器內(nèi)部堵住流水 孔，干擾儀器的測(cè)量，安裝容易，清理方便。3. 7立板部分包括立板、干簧管支架、干簧管等零件，主要是支撐上層集水器、下 層集水器、干簧管支架。干簧管支架起到了固定干簧管作用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。工作過(guò)程雨水由承雨器匯集，通過(guò)漏斗進(jìn)入上層小翻斗，小翻斗不計(jì)量。經(jīng)過(guò)小翻斗左右擺 動(dòng)使不同雨強(qiáng)的雨水轉(zhuǎn)換為相對(duì)均勻的雨水。然后雨水通過(guò)上層集水器進(jìn)入下層大翻斗計(jì) 量。大翻斗翻動(dòng)一次為0.5降雨量。在下層大翻斗中心位置一側(cè)裝有磁鋼，磁鋼對(duì)面有干 簧管，磁鋼掃過(guò)干簧管接點(diǎn)吸合導(dǎo)通，從而輸出一個(gè)單位降雨量信號(hào)，干簧管提供的信號(hào)通 過(guò)微機(jī)或者計(jì)數(shù)器裝置計(jì)數(shù)。隨后雨量通過(guò)下層集水器出水孔排出。
權(quán)利要求
1.一種0. 5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，其特征在于一個(gè)筒狀的承雨器，筒狀的承雨 器底部有基座，在承雨器內(nèi)的基座上由下至上依次裝有下層集水器、大翻斗、上層集水器、 小翻斗、漏斗，每個(gè)集水器裝在立板上，在漏斗上方有防堵裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，其特征在于所述的防堵 裝置有傘狀的防堵罩，防堵罩下方中間有柱狀過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)下方有大漏斗，大漏斗下方漏 孔正對(duì)漏斗中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，其特征在于所述的大翻 斗、小翻斗的翻斗是矩形盒狀的翻斗，上層小翻斗設(shè)計(jì)成對(duì)稱斜坡形容器，下層大翻斗設(shè)計(jì) 成迷宮形容器，在翻斗的矩形盒的中間下方有翻斗軸，矩形盒的中間一側(cè)的上方裝有磁鋼， 磁鋼與相應(yīng)立板上的干簧管配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，其特征在于小翻斗、大翻 斗內(nèi)壁噴涂有一層透明液體形成憎水層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器的測(cè)量方法雨水由承雨器 匯集，通過(guò)漏斗進(jìn)入上層小翻斗，小翻斗不計(jì)量；經(jīng)過(guò)小翻斗左右擺動(dòng)使不同雨強(qiáng)的雨水轉(zhuǎn) 換為相對(duì)均勻的雨水；然后雨水通過(guò)上層集水器進(jìn)入下層大翻斗計(jì)量；大翻斗翻動(dòng)一次為 0. 5降雨量；在下層大翻斗中心位置一側(cè)裝有磁鋼，磁鋼對(duì)著立板上的干簧管，當(dāng)磁鋼掃過(guò) 干簧管接點(diǎn)吸合導(dǎo)通，從而輸出一個(gè)單位降雨量信號(hào)，干簧管提供的信號(hào)通過(guò)微機(jī)或者計(jì) 數(shù)器裝置計(jì)數(shù)；隨后雨量通過(guò)下層集水器出水孔排出。
全文摘要
一種0.5mm感量雙翻斗式雨量傳感器，一個(gè)筒狀的承雨器，筒狀的承雨器底部有基座，在承雨器內(nèi)的基座上由下至上依次裝有下層集水器、大翻斗、上層集水器、小翻斗、漏斗，每個(gè)集水器裝在立板上，在漏斗上方有防堵裝置。上層小翻斗設(shè)計(jì)成對(duì)稱斜坡形容器，下層大翻斗設(shè)計(jì)成迷宮形容器，使翻斗左右斗室重心對(duì)稱，擺動(dòng)平衡，在強(qiáng)暴雨沖擊時(shí)性能穩(wěn)定，傳感器的測(cè)量精度高。憎水層耐沖洗性好，表面硬度高，環(huán)保安全。誤差不受雨強(qiáng)大小的影響，能夠測(cè)量瞬時(shí)雨量。保障了雨量傳感器工作穩(wěn)定，測(cè)量數(shù)據(jù)精確。維修時(shí)易于接近故障部件，易于拆除和更換這些有故障的部件，降低制造和現(xiàn)場(chǎng)維修費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01W1/14GK102116878SQ201110040759
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者吳權(quán)林, 穆祥杰, 鄭曉林 申請(qǐng)人:天津華云天儀特種氣象探測(cè)技術(shù)有限公司