專利名稱：雨量計全自動校準(zhǔn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于雨量計的檢測儀器，主要是翻斗式雨量計的檢測、故障診斷和校準(zhǔn)。
技術(shù)背景翻斗式雨量計或雨量傳感器是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的雨量記錄裝置，在氣象、水文、農(nóng)業(yè)、機(jī)場等單位普遍使用。由于長期暴露在戶外環(huán)境，雨量計的精度難免發(fā)生變化，因此必須定期進(jìn)行檢測和校準(zhǔn)，以保證降水觀測數(shù)據(jù)的精確性。雨量計的一般檢測方法是，取定量水，使其在指定時間長度按照固定速度流入雨量計的承水漏斗，從而模擬出不同雨強(qiáng)的降水環(huán)境下雨量計的降水記錄值，和標(biāo)定值比較 后即可確定雨量計的準(zhǔn)確程度?，F(xiàn)有的雨量計檢測校準(zhǔn)裝置按照使用場合分為戶外現(xiàn)場檢測裝置和室內(nèi)檢測裝置，這兩種裝置有著以下的不同缺陷此前的現(xiàn)場雨量計檢測校準(zhǔn)裝置一般都依靠人工檢測或簡單加上計數(shù)器，具體方法是取一定量的水，通過人工控制或采用限流閥門控制水在指定時間長度流入雨量計，從而模擬不同雨強(qiáng)下雨量計的工作情況。此類產(chǎn)品有以下缺陷(I)精確度較差，水流速度前后差異較大、水流時間長度不穩(wěn)定，無法精確的模擬不同雨強(qiáng)；(2)基本靠人工操作，繁雜費(fèi)時，占用人力；(3)數(shù)據(jù)采集受操作者人為因素影響較大，有時難免發(fā)生誤操作，不確定因素較多；(4)不能自動建立檔案庫，難以保證長期檢測檔案的完整；(5)檢測裝置自身精度隨時間發(fā)生變化，影響檢測效果。此前有ー些室內(nèi)使用的檢測裝置，雖然精度有一定保證，可是又存在自動化程度低，體積大，重量重，軟件功能不全面，造價高，特別是無法用于戶外現(xiàn)場檢測等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種由電腦控制的全自動智能化雨量計檢測方案，能夠精確控制水流的速度以保證檢測精度，同時又能交直流兩用，既可用于戶外現(xiàn)場檢測，又可用于室內(nèi)檢測。本實(shí)用新型的基本方法是用電腦控制上水泵、電磁閥，從雨量標(biāo)準(zhǔn)球中取出標(biāo)定的水量，再由蠕動泵按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)流速將水注入雨量計，從而模擬出不同雨強(qiáng)下雨量計的運(yùn)行情況并記錄檢測值，判定雨量計的精確程度并在需要時指導(dǎo)操作者對其進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下雨量計全自動校準(zhǔn)儀包括校準(zhǔn)儀主機(jī)和電腦控制部分。校準(zhǔn)儀主機(jī)包括上水泵、雨量標(biāo)準(zhǔn)球、溢水球、儲水盒、電磁閥、蠕動泵、水管、連接頭、控制電路單元、調(diào)壓電路、鋰電池組、操作面板、機(jī)箱等主要部件。電腦控制部分由電腦和專用軟件組成。電腦控制校準(zhǔn)儀主機(jī)進(jìn)行上水，供水，放水，計量等一系列檢測流程，并完成數(shù)據(jù)采集、分析、診斷、調(diào)試、建庫直至生成檢定證書并打印等各項(xiàng)功能。校準(zhǔn)儀主機(jī)內(nèi)置鋰電池組，交直流兩用，既可在戶外用本機(jī)電池進(jìn)行現(xiàn)場檢測，也可在室內(nèi)使用220V交流電運(yùn)行。[0011]校準(zhǔn)儀主機(jī)的上水泵、雨量標(biāo)準(zhǔn)球、儲水盒之間通過水管和三通連接，并由電磁閥控制水路的開閉。雨量標(biāo)準(zhǔn)球通過U形水路連接到儲水盒，儲水盒內(nèi)垂直出水管的水平出水口高度與雨量標(biāo)準(zhǔn)球的液位標(biāo)準(zhǔn)線平齊，按照連通器原理在供水電磁閥開啟時能夠從雨量標(biāo)準(zhǔn)球中取出標(biāo)定的水量。儲水盒另有水管連接至蠕動泵，并由蠕動泵抽水向雨量計輸出。雨量標(biāo)準(zhǔn)球上方的溢水ロ接入溢水球，溢水球下方連接溢水管。電磁閥、上水泵、蠕動泵通過電路連接到控制單元，控制單元通過有線或者無線方式與電腦進(jìn)行通訊。校準(zhǔn)儀機(jī)箱外有上水管和溢水管連至水源，還有出水管連至雨量計，控制電路單元另有信號線連至雨量計的信號接線柱進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。檢測時，電腦發(fā)出指令打開上水泵和上水電磁閥，從水源抽水注入雨量標(biāo)準(zhǔn)球，水滿后由上方的溢水ロ溢出，經(jīng)過溢水球和溢水管流回水源，上水泵和上水閥關(guān)閉；接著電腦發(fā)出指令打開供水電磁閥，雨量標(biāo)準(zhǔn)球中的水流入儲水盒，直到雨量標(biāo)準(zhǔn)球中的液面下降至儲水盒中出水ロ的高度，此時儲水盒中的水量為ー個檢測單元的標(biāo)準(zhǔn)水量，供水電磁閥關(guān)閉；電腦發(fā)出指令使蠕動泵按照設(shè)定的速度運(yùn)行，抽取儲水盒中的水送入雨量計的承水漏斗，同時接收雨量計相連的信號線上傳回的數(shù)據(jù)，直至儲水盒中的水流完，一次檢測結(jié)束。之后電腦程序按照原設(shè)定的每種雨強(qiáng)檢測次數(shù)，自動重復(fù)完成全部檢測，建立數(shù)據(jù)庫形成檢定證書。本實(shí)用新型和類似裝置比較有以下優(yōu)點(diǎn)(I)精確度高，由雨量標(biāo)準(zhǔn)球供水保證了雨量的精確,解決了計量標(biāo)準(zhǔn)溯源問題；電腦控制蠕動泵確保自始至終流速均勻，并可任意改變流速模擬任意雨強(qiáng)；送水時間長度準(zhǔn)確，確保雨強(qiáng)的精確；全過程電腦自動完成排除了各種干擾因素和誤操作可能性。(2)自動化程度高，檢測的各個步驟全部由電腦控制完成，從開始上水直至檢測結(jié)束，建立數(shù)據(jù)庫，制作出檢定證書無需人工操作，最大限度的解放了人力。(3)軟件功能全面，不但可以精確控制檢測過程，而且采集的數(shù)據(jù)更為詳細(xì)精確，掲示出雨量計運(yùn)行的微觀過程，井能以此為依據(jù)對雨量計做出智能的故障診斷，并指導(dǎo)操作者根據(jù)數(shù)據(jù)對雨量計進(jìn)行校準(zhǔn)。(4)穩(wěn)定性高，系統(tǒng)可以自行校正本身的誤差，確保長久使用或者更換部件等外界因素的變化都不會影響檢測質(zhì)量。(5)體積小，攜帶方便，重量不足10公斤。

圖I為本實(shí)用新型使用時的外部連接方法圖2為校準(zhǔn)儀主機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖標(biāo)號說明I.電腦，2.校準(zhǔn)儀主機(jī)，3.溢水管，4.進(jìn)水管，5.水源，6.出水管，7.信號線，8.雨量計，9.控制電路單元，10.儲水盒，11.蠕動泵，12.上水泵，13.上水電磁閥，14.供水電磁閥，15雨量標(biāo)準(zhǔn)球，16.溢水球，17.機(jī)箱，18.鋰電池組，19.標(biāo)準(zhǔn)刻度線，20.水平出水ロ。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖I和附圖2對實(shí)施方式作進(jìn)ー步說明電腦⑴通過串ロ連接線或無線通訊模塊和校準(zhǔn)儀主機(jī)(2)的控制電路單元(9)相連接，對各部件進(jìn)行控制并接收返回的數(shù)據(jù)；校準(zhǔn)儀主機(jī)機(jī)箱(17)側(cè)面分別有進(jìn)水管
(4)和溢水管(3)連接至水源(5)，水源中的水從進(jìn)水管(4)被抽入校準(zhǔn)儀主機(jī)中的雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)，多余的水從雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)上方的溢水ロ經(jīng)由溢水球(16)和溢水管(3)流回水源(5);校準(zhǔn)儀側(cè)面還有出水管(6)連接至雨量計(8)的承水漏斗，出水管￠)中的水按規(guī)定速度流出，模擬不同雨強(qiáng)的降水情況；校準(zhǔn)儀主機(jī)(2)面板有信號線(7)連接到雨量計
(8)的信號接線柱，接收的數(shù)據(jù)通過控制電路單元(9)傳回到電腦(I)。 校準(zhǔn)儀主機(jī)(2)中，上水泵(12) —端通過進(jìn)水管(4)連接到水源(5)，另一端連接上水電磁閥(13);上水電磁閥(13)通過三通分別和雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)和供水電磁閥(14)相連；雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)上方的溢水ロ接入溢水球(16)，溢水球下方連接溢水管(3)，上方有排氣ロ ；供水電磁閥(14)另一端水管接入儲水盒(10)，儲水盒(10)內(nèi)的垂直水管上方有水平出水ロ(20)且和雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)的標(biāo)準(zhǔn)刻度線(19)平齊。當(dāng)上水泵(12)和上水電磁閥(13)開啟，同時供水電磁閥(14)關(guān)閉，此時水被泵入雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)，直到充滿并溢出后經(jīng)由溢水球(16)和溢水管(3)流回水源；當(dāng)上水電磁閥(13)關(guān)閉，供水電磁閥(14)開啟時，雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)和儲水盒(10)之間的水路形成ー個U形的連通器，雨量標(biāo)準(zhǔn)球
(15)標(biāo)準(zhǔn)刻度線(19)以上的水通過連通器的水路流入儲水盒(10)，一次檢測所需的標(biāo)準(zhǔn)水量被取出。儲水盒(10)的下方有水路連接至蠕動泵(11)，蠕動泵(11)另一端連接出水管(6)，將儲水盒內(nèi)的水抽出流入雨量計(8)的承水漏斗，蠕動泵(11)的轉(zhuǎn)速控制水流的速度，模擬不同雨強(qiáng)的降水。上水泵(12)、上水電磁閥(13)、供水電磁閥(14)、蠕動泵(11)等電氣部件分別有電路連接至控制電路單元(9)并接受其控制；在沒有外接電源時，鋰電池組(18)可以提供校準(zhǔn)儀主機(jī)所需電源，當(dāng)接上外部220V交流電源時，鋰電池組自動充電。校準(zhǔn)儀機(jī)箱(17)為塑鋁立式矩形外殼，活動箱蓋，內(nèi)置面板和底板，上方設(shè)有提手。使用本實(shí)用新型進(jìn)行檢測的具體流程如下I.按照圖I所示連接電腦(I)，校準(zhǔn)儀主機(jī)(2)，水源(5)，雨量計⑶等設(shè)備。2.校準(zhǔn)儀主機(jī)(2)和電腦⑴分別通電，并啟動檢測軟件。3.輸入被檢測雨量計的有關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行軟件參數(shù)設(shè)置。4.點(diǎn)擊檢測按鍵，開始檢測流程。以下5-8步驟操作均為電腦控制自動完成。5.電腦發(fā)出指令開啟上水電磁閥(13)和上水泵(12)，向雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)中注水，水滿后溢出水從溢水球(16)流回水源(5),上水過程結(jié)束,上水電磁閥(13)和上水泵
(12)關(guān)閉。6.電腦發(fā)出指令開啟供水電磁閥(14)，雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)中的水流向儲水盒(10)，儲水盒(10)內(nèi)的水平出水ロ(20)高度設(shè)定在雨量標(biāo)準(zhǔn)球(15)的標(biāo)準(zhǔn)刻度線(19)高度，根據(jù)連通器原理，供水直至流出標(biāo)準(zhǔn)容量的水量后停止，關(guān)閉供水電磁閥(14)，供水過程結(jié)束，此時儲水盒(10)內(nèi)的水量為標(biāo)準(zhǔn)水量。7.電腦發(fā)出指令開啟蠕動泵(11)，按照規(guī)定速度開始供水，同時采集雨量計的模擬信號并轉(zhuǎn)成數(shù)字信號記錄下來，直至標(biāo)準(zhǔn)水量的水在規(guī)定時間長度流完，一次檢測單元完成。8.重復(fù)以上5—7步驟，直至整個檢測流程結(jié)束。電腦程序和校準(zhǔn)儀主機(jī)停止。 9.根據(jù)需要可以選擇運(yùn)行設(shè)備診斷，校準(zhǔn)向?qū)В瑪?shù)據(jù)圖形顯示，檢定證書生成等模塊，或直接結(jié)束本次檢測。
權(quán)利要求1.雨量計全自動校準(zhǔn)儀，它包括校準(zhǔn)儀主機(jī)和電腦控制部分，校準(zhǔn)儀主機(jī)包括雨量標(biāo)準(zhǔn)球、溢水球、電磁閥、上水泵、蠕動泵、控制電路單元、調(diào)壓電路、儲水盒、鋰電池組、操作面板、機(jī)箱等主要部件；其特征是校準(zhǔn)儀主機(jī)的上水泵、雨量標(biāo)準(zhǔn)球、儲水盒之間通過水管和三通連接，并由電磁閥控制水路的開閉；雨量標(biāo)準(zhǔn)球上方的溢水ロ接入溢水球，溢水球下方連接溢水管；儲水盒另有水管連接至蠕動泵，并由蠕動泵抽水向雨量計輸出；電磁閥、上水泵、蠕動泵通過電路連接到控制電路單元，控制電路單元通過有線或者無線方式與電腦進(jìn)行通訊；校準(zhǔn)儀機(jī)箱外有上水管和溢水管連至水源，出水管連至雨量計，控制電路單元另有信號線連至雨量計的接線柱進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的雨量計全自動校準(zhǔn)儀，其特征是電腦與校準(zhǔn)儀主機(jī)的連接采用兩種方式第一是通過串ロ連接線連接，第二是通過無線模塊和校準(zhǔn)儀主機(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)無線的控制和數(shù)據(jù)采集。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的雨量計全自動校準(zhǔn)儀，其特征是校準(zhǔn)儀主機(jī)內(nèi)置鋰電池組，交直流兩用，既可在戶外用本機(jī)電池進(jìn)行現(xiàn)場檢測，也可在室內(nèi)使用220V交流電運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的雨量計全自動校準(zhǔn)儀，其特征是雨量標(biāo)準(zhǔn)球通過U形水路連接到儲水盒，儲水盒內(nèi)垂直出水管的水平出水ロ高度與雨量標(biāo)準(zhǔn)球的液位標(biāo)準(zhǔn)線平齊，按照連通器原理在供水電磁閥開啟時能夠從雨量標(biāo)準(zhǔn)球中取出標(biāo)定的水量。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的雨量計全自動校準(zhǔn)儀，其特征是溢水球連接雨量標(biāo)準(zhǔn)球的溢水口和溢水管，還設(shè)有排氣ロ，保障雨量標(biāo)準(zhǔn)球兩端的壓カ均衡。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的雨量計全自動校準(zhǔn)儀，其特征是機(jī)箱為塑鋁矩形立式，活動箱蓋，內(nèi)置面板和底板，上方設(shè)有提手。
專利摘要雨量計全自動校準(zhǔn)儀，一種由電腦控制的全自動檢測裝置，用于翻斗式雨量計的檢測和校準(zhǔn)。其基本方法是由電腦控制上水泵和電磁閥從雨量標(biāo)準(zhǔn)球中取出標(biāo)定的水量，由蠕動泵按不同流速將水注入雨量計，從而模擬出不同雨強(qiáng)下雨量計的運(yùn)行情況并記錄檢測值，判定雨量計的精確程度，并在需要時指導(dǎo)操作者進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)。它包括校準(zhǔn)儀主機(jī)和電腦控制部分，由電腦控制校準(zhǔn)儀主機(jī)進(jìn)行上水、供水、放水、計量等一系列檢測流程，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析、診斷、調(diào)試、建庫直至生成并打印檢定證書等各項(xiàng)功能。本裝置既可用于戶外現(xiàn)場檢測也可用于室內(nèi)檢測，提高了現(xiàn)場檢測的檢測精度，實(shí)現(xiàn)了供水流速前后均勻，供水時間長度準(zhǔn)確，運(yùn)行穩(wěn)定，檢測全程自動化。
文檔編號G01W1/18GK202393931SQ20112028780
公開日2012年8月22日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者古峻峰 申請人:古峻峰