[发明专利]一种可区分固态和液态降水的雨量计及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测固态和液态降水的称重式雨量计及其自动识别及检测降水的方法，属于气象检测技术领域。

背景技术

降水是气象观测的关键要素之一。降水的监测、预测、分布对农业生产有重要意义，特别对防汛抗旱有指导性作用。人们的日常生活，交通出行也都与降水密切相关。降水检测通常有雨量器、翻斗式雨量计、虹吸式雨量计、称重式雨量计、双浮筒雨雪量计等。

雨量器，通过雨量筒承水并通过量杯来读出雨量值。由于其需要依靠人工定时观测，无法满足自动化的要求。传统的虹吸式雨量计测量精度较低，而翻斗式雨量计在强降水时精度较差，这些雨量计由于其结构限制，一般无法检测固态降水。

称重式雨量计可以同时测量固态降水和液态降水，精度较高，但无法区分固态与液态降水，野外低温环境下无法提供能量融雪而无法自动排水。有些雨量计也放置了防冻液，但长期置于雨量筒中而产生蒸发等误差。

上述雨量计，其缺点还在于无法检测降水状态，因而目前仍是根据人工观测来判断，没有定量检测。自动气象站采用人工观测降水状态受观测时间以及地域影响，有较大局限性。

发明内容

本发明针对现有雨量计无法检测降水状态的问题，提出一种检测固态和液态降水的称重式雨量计及其自动识别和检测降水的方法。该雨量计综合了称重式雨量计测量精度高的优点，解决现有雨雪量计无法识别降水形态，自动化程度低的问题。

本发明解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种可区分固态和液态降水的雨量计，包括外筒，设置于外筒内部的储水筒、称重台、检测部件，在外筒的上方设置有收集雨雪的承水器，其中，储水筒固定于称重台和检测部件的上方，储水筒的底部具有用于排放液态水的第一电磁阀，所述第一电磁阀与设置在外筒底部的排水口相连；所述储水筒中设置一漏斗，将储水筒分割为上下两层，所述漏斗底端安装有用于排放液态水的第二电磁阀。

进一步的，本发明的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述承水器内置一环形容器，所述环形容器中储有防冻液，其出液口对准漏斗，并且在防冻液的出液口处设置有第三电子阀。

进一步的，本发明的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述漏斗上方具有过滤固态降水的网状筛子。

进一步的，本发明的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述检测部件包括称重检测电路、温度检测电路、微处理器、模数转换电路以及用于供电的电源，其中称重检测电路与称重台相连，温度检测电路用于检测降水温度，称重检测电路、温度检测电路分别通过模数转换电路与微处理器连接，所述微处理器分别连接第一至第三电磁阀，用于控制第一至第三电磁阀的开启和关闭。

进一步的，本发明的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述检测部件还包括一个与微处理器连接的无线通信模块，在所述外筒的侧壁上设置有天线，微处理器将检测结果通过无线通信模块以及天线发送到外部无线传感器网络。

进一步的，本发明的一种可区分固态和液态降水的雨量计，所述检测部件还包括一个与微处理器连接的报警单元。

一种可区分固态和液态降水的雨量计的检测方法，包括如下步骤：

步骤 A：设置排水阈值D_TH、固态降水阈值S_TH、和温度阈值T_TH；采用检测部件及称重台测量储水筒的初始重量； 

步骤 B：实际检测时，开启第二电磁阀，利用检测部件及称重台采集储水筒总重量W和温度T；如重量W和初始重量相比有明显增大，则表示有降水，并记录重量增加部分作为降水量，进入步骤C；如重量W和初始重量相比无明显变化，则继续监测；

步骤C，每隔一段时间进入步骤D进行一次排水以监测固态降水；如W>D_TH，则立即进入步骤D以排放降水，否则重新执行步骤B继续采集储水筒重量及温度； 

步骤 D：关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀排水一段时间直至重量没有明显降低时再关闭；检测储水筒总重量W，并与固态降水阈值S_TH相比较，如W>S_TH，且再次打开第二电磁阀后，重量仍未减小，则表示有固态降水，并进入下一步骤；否则返回步骤B继续执行操作；