[发明专利]具有自动注水的虹吸管的雨量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有自动注水的虹吸管的雨量计，所述雨量计显示出在注水和排水方面的改进操作。所述雨量计用于气象站的检测设备，具体而言，用于测量降雨量。

背景技术

最简单的雨量计由配备有分度标的容器组成，其以合适的方式进行布置，用于接收雨水。此种解决方案仅允许在一个读数与下一读数之间而获得总降雨量。

如实际申请人的文档ES287166U中所述，为了解决这种问题，研发了一种摇臂雨量计。这种装置包括配备有两个杯子的摇臂，所述杯子中交替地装满水，并将水排空到外部。测量根据微动开关检测到的摇臂的倾斜次数进行。所述装置具有较低的分辨率以及较低的响应速度，因此不适用于较低降雨强度和较高降雨强度。其应用范围是有限的。

通常，虹吸式雨量计不具有可动零件，并且理论上，虹吸式雨量计更像是一种极吸引人的解决方案。然而，在虹吸管的注水和排水过程中，虹吸式雨量计存在很多问题。

可以想到，虹吸管由倒置“U”形空心管组成，所述虹吸管的两个臂由弯曲部连接。为了使虹吸管起作用，其一端必须浸没在液体中而另一端必须处于低于第一端的高度。

在虹吸式雨量计中，水收集在容器中，从而使液位逐渐上升。当水达到虹吸管弯曲部内部截面的上限时进行注水，在这一时刻，由于重力作用，水开始穿过形成虹吸管的管子下降，从而在引入到容器中的管子部分中产生吸入效应，使该管子部分被完全排空。如果管子内部没有空气，那么系统会比较稳定，并且通过这种方式，系统将保持注满状态。容器中的液位下降到管子入口的高度之后，空气将进入管子中并且系统不会保持注满状态，从而使管子将其全部液体从内部排出。此刻，系统将返回初始点并且容器中的液位开始上升。

然而，问题是在降雨强度较低的情况下，容器中的液位上升极为缓慢。当液位达到虹吸管弯曲部横切面的较低部分时，由于溢流，水逐渐减少。水的减少可以降低容器中液位上升的速率。如果降雨强度较低，那么注水时间显著增加。在这段时间内，当在未达到处于注满状态的点的情况下管子便将水部分排出时，测量结果是不正确的。

如果通常为圆形的虹吸管直径减小，从而引起其截面直径减小，那么临界高度和注水时间缩短，但是期间不进行测量的排水时间明显加长。

为了尝试解决这个问题，已构想了多种装置。因此，文档GB190008809描述一种自纪录雨量计，在所述自记录雨量计中，随着容器重量增加，容器会下降到其发生倾斜的某一点，从而使排水虹吸管突然注水。这种机构比较复杂且易于发生故障和磨损。

文档GB191030040描述了一种自记录雨量计，在所述自纪录雨量计中，基于容器中提供的浮标机械地进行测量。当达到某一液位时，浮标致动杆，所述杆基于包含在用于此目的的罐中的水而使虹吸管突然注水。这种机械结构易于磨损。

文档GB162501描述了一种浮标自记录雨量计，所述浮标自记录雨量计使用具有同心的进入臂和输出臂的虹吸管，所述进入臂和输出臂覆盖有以间隔极短距离布置的盖子，目的在于通过毛细作用来促进注水。注水时间过长问题部分得到解决，但导致了排水时间明显增加。

文档GB722717描述了一种浮标自记录雨量计，所述浮标自记录雨量计使用具有压扁的弯曲部的虹吸管，用于降低注水高度。如果为了不明显减小排水时的喉部截面而同时增加弯曲部的宽度，假设虹吸管的溢流速度也增加，那么会部分失去通过降低弯曲部高度而产生的改进效果。

因此，本发明的目标在于提供一种自记录雨量计，在所述自记录雨量计中，虹吸管的注水和排水时间被最小化，从而增加每次循环的有用记录时间。

本发明的另一目标在于提供一种不具有可动零件的自记录雨量计。

发明内容

为了实现提出的目标，构想一种雨量计，所述雨量计通过确定重量来使用降雨量的间接测量原理，所述雨量计提供有接收降雨并位于测压元件上的容器。通过虹吸管可以周期性地确保容器的排空，其中容器具有可变截面，在虹吸管弯曲部高度处截面最小。此处的“最小”指可以在特定区域中构造的截面最小，而与容器其他区域中的截面无关。