[发明专利]一种基于水膜厚度传感器的雨量计

说明书

技术领域

本发明设计雨量测量装置，尤其设计一种利用现有的微波反射式原理设计的水膜厚度传感器进行雨量测量的雨量计。

背景技术

目前，气象、水文部门使用的雨量计一般多为虹吸式雨量计或者是翻斗式雨量计。虹吸式雨量计由于虹吸过程中的降雨一并流失，所以产生流失误差，并且降雨强度越大，误差越大，由于测量装置没有电信号接口，所以无法进行自动测量和数据实时处理。翻斗式雨量计通过来回翻动两个平衡的翻斗来记录降水量，这种测雨方法操作简单，但存在小雨无反应，大雨、暴雨时误差大的问题。因为强降水时，翻斗来回翻动的频率太大，而每次翻动翻斗内都残存一点水，翻动次数越多，误差越大，且使用维护麻烦。

国外雨量计的研制由于各国的国情以及应用的场合及目的不同,产品繁多、原理各异。如日本等国研制的电极式雨量计、量子式雨量计、船舶雨量计,美国研制的光学雨雪量计、称重法雨量计、激光雨量计以及为改进天气预测和预报系统所进行的天气交互处理系统(AWIPS)和地面自动观测系统(ASOS)等。这些雨量计的特点就是价格昂贵,一般应用于特殊场合。常用的测量用雨量计主要有采用量斗计量的翻斗式雨量,采用液位计量方式的虹吸式、编码式及超声式雨量计以及光电式雨量计等。

近年来,随着传感器技术、通信技术及计算机技术的迅猛发展,雨量仪器朝着自动化、智能化的方向发展,各种集传感器、嵌入式、机电等技术的广义雨量计不断出现,特别是基于超声、微波等新型传感原理的雨量计更是成为研究的热点，这使得雨量仪器的研制水平获得了极大的提高。

发明内容

技术问题：本发明的目的是通过对水膜厚度传感器的改进研究，使其达到能够测量雨量的功能，水膜厚度传感器通过微波反射式原理测量稳定水膜的厚度，需要研究一种测量装置，使形成的水膜厚度可以反映雨量的大小，从而通过测量水膜的厚度，达到测量雨量的大小的功能。

技术方案：已有的水膜厚度传感器可以测量静止水膜的厚度，而雨量计需要测量降雨量的大小，因此，考虑到可以通过收集雨滴，并改进机械装置实现流动的均匀水膜，从而使其能够通过已有的水膜厚度传感器可以实时测量流动的均匀水膜厚度，并根据均匀水膜厚度与雨量的数据模型映射，实现对雨量的测量。水膜厚度传感器采用微波测量原理，内部微波发射器发射高频信号，接收天线接收反射回来的信号，通过微波检测器比较发射信号和反射信号的幅度相位差，最后得到水膜厚度值。对雨量收集装置进行机械设计和试验调试，使其能够对流动的雨滴形成均匀的水膜，实现流动水膜的测量。

一种基于水膜厚度传感器的雨量计，包括雨水收集装置和雨量测量装置，所述雨水收集装置顶部开口，在所述雨水收集装置底部圆周上开设有若干个进水孔1；所述雨量测量装置为一中空容器，与所述雨水收集装置底部连接；在所述雨量测量装置侧壁上与所述雨水收集装置上的进水孔1相对应的位置开设有进水渠12，所述进水渠12底部与所述雨量测量装置内部连通；所述进水孔1与所述进水渠12构成雨水的进水通道；在所述雨量测量装置侧面底部往上一定距离处开设有若干排水孔11；所述进水孔1与所述排水孔11在雨量充足且稳定的时候进出水保持一致，并在所述雨量测量装置内形成厚度稳定的水膜；在所述雨量测量装置底部安装有用于测量所述雨量测量装置内水膜厚度的水膜厚度传感器。

所述雨水收集装置为漏斗状。

所述雨水收集装置中间设有一个凸起3。

所述雨水收集装置底部圆周上开设的进水孔1为细长弧形。

所述雨水收集装置底部圆周上开设的进水孔1具有四个，并且相互对称。

所述雨水收集装置底部交错设置有凸槽4，在所述雨量测量装置顶部开设有与所述凸槽4相对应的凹槽6；所述雨水收集装置与所述雨量测量装置连接时，所述凸槽4与所述凹槽6互相配合。

在所述雨量测量装置侧面开设有若干个用于防止封闭空间形成气压差的排气孔9。

所述雨量测量装置侧面底部的排水孔11向下倾斜。

有益效果：在已有的水膜厚度传感器的基础上，对其进行改进研究，利用水膜厚度传感器的高精度测量水膜厚度的功能，通过对雨水收集装置的研发，实现对不同降雨强度的雨水收集和均匀释放，使其在雨水收集装置内形成流动的均匀水膜，通过水膜厚度传感器对水膜厚度进行测量，并与雨量的数据模型映射，从而实现了对雨量的测量，使其达到测量雨量的功能，一方面扩展了水膜厚度传感器的使用范围，另一方面，本发明提供了一种新的雨量计，丰富了雨量计市场，完善了雨量计的功能。

附图说明

图1是本发明雨量计上部分俯视图。