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翻斗式雨量传感器
OBSERVATION INSTRUMENT

翻斗式雨量传感器

测量降雨量的翻斗式仪器

翻斗式雨量传感器是测量降雨量的仪器。降水是指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水。降水量是指某一时段内未经蒸发、渗透、流失的降水,在水平面上积累的深度,以毫米(mm)为单位,取一位小数。采用3个翻斗式雨量传感器和降水多传感器标准系统,分别测量3个降雨量数据,通过互相校对,得到最终的降雨量数据。

技术参数

原理翻斗计数
单位mm(一位小数)
承水口200 mm(标准)
分辨率0.1 mm

测量原理

雨水经承水口和漏斗流入上方的汇集斗,当积水量达到设定值时,汇集斗向计数翻斗注水;翻斗重心越过支点即发生翻转,将水倒出并触发磁控开关产生一个脉冲,同时另一斗就位接水,如此交替往复。采集器统计单位时间内的脉冲数,乘以分辨力即得降水量和雨强。

应用场景

暴雨监测、洪涝预警、水文自动测报与城市内涝预报。

翻斗雨量传感器

双翻斗计数原理 ​

  • 双翻斗雨量传感器主要由承雨器、上层小翻斗、下层大翻斗以及信号转换电路构成。其工作流程可以拆解为三个步骤:

  • 承接与缓冲:雨水首先通过口径为Φ200mm的承雨器收集。与单翻斗传感器不同,雨水会先进入上层小翻斗。这个小翻斗的作用是缓冲和整流,它会将不同强度的降雨(无论是绵绵细雨还是倾盆大雨)暂时储存并左右摆动,将其转化为相对均匀的雨水,再流入下层大翻斗。这个过程能有效削弱暴雨对计量翻斗的直接冲击,减少测量误差。

  • 计量与翻转:经过缓冲的雨水进入下层大翻斗。大翻斗被分为左右两个斗室,构成一个机械双稳态称重机构。当其中一个斗室收集的雨水达到预设的重量(对应一个固定的降雨量,如0.5mm)时,其重心偏移,导致翻斗瞬间翻转,将水倒掉,同时另一侧空斗开始承接雨水。如此循环往复。

  • 信号转换:在翻斗的翻转轴旁,安装有一块磁钢。每当翻斗完成一次翻转,磁钢就会扫过一个固定在电路板上的干簧管(磁簧开关)。磁钢的靠近会使干簧管内部的触点瞬间闭合,产生一个电脉冲信号。这个脉冲信号被数据采集系统记录并累加,每个脉冲就代表一个固定的降雨量(0.1mm)。

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