时间:2025-01-03 14:59:33 浏览量:111
翻斗式雨量计是气象、水文监测中不可缺少的设备,通过对降水量的测量,可以实现气象、土地资源的科学管理和合理利用。
例如在气象预报、灾害预警中,精准的降雨数据可以提供重要的基础支撑;在水文监测中,降雨数据可以帮助科学家了解降雨对环境、地下水资源等的影响,从而更好地管理水资源。
翻斗式雨量计分为单翻斗式和双翻斗式两种,单翻斗式雨量计和双翻斗式雨量计都是利用翻斗式原理来测量降水量的仪器。它们之间的主要区别在于翻斗的数量、结构设计以及由此带来的测量精度和应用场景的差异。
1.翻斗式雨量计工作原理:
1.1 单翻斗雨量计
雨水由出水口收集,经上部圆筒(漏斗),注入计量的翻斗内——翻斗是用工程塑料注塑而成的,中间有隔板分成两个等容积的三角形斗室。它是一种机械式双稳态结构,当一个斗收水时,另一个斗处于待水状态。当所接收雨水的体积达到预定的0.1mm/0.2mm/0.5mm时,由于重力作用使自身倾覆,处于待水状态,另一个斗室处于收水工作状态。当所接收雨水的体积达到预定值时,又自身倾覆,处于待水状态。在斗的侧壁装有磁铁,它随斗的翻转从干簧管侧扫,使干簧管接通和断开。也就是说,翻斗每翻倒一次,干簧管就会接通一次,发出一个开关信号(脉冲信号)。
1.2 双翻斗雨量计
雨水进入承水口,经漏斗流入上部翻斗。上部翻斗承受的水量达到上限(0.2mm/0.5mm)后,翻动,经收集漏斗和节流管进入计量斗,将不同强度的自然降水调节为较均匀的中等强度降水。计量斗翻动一次为0.1mm/0.2mm/0.5mm的降水,随后雨水从计量斗流入计数斗,计数斗中间装有小磁铁,磁铁顶端装有干簧管,计数斗翻动一次,干簧管闭合一次,产生一个脉冲信号送到收集器中的计数器进行计数,每次计数为0.1mm/0.2mm,每次计数为0.1mm/0.2mm/0.5mm的降水。
2.1 单斗雨量计结构
对于单头翻斗式雨量计传感器,它主要由载水器、过滤漏斗、翻斗和底座组成。降水经过载水器,再通过过滤漏斗落入翻斗内,当翻斗内落入一定量的雨水时,翻斗翻转,清空桶内的水,翻斗的另一端又开始接水,翻斗的每次翻转动作通过干簧管转换成脉冲信号传送给采集器。
2.2 双翻斗雨量计结构
双翻斗雨量计传感器主要由运水器、上斗、集水漏斗、计量斗、干簧管等组成。运水器收集到的降水经上斗传送到收集器。运水器收集到的降水经漏斗进入上斗,当达到一定量时,上斗开始翻转,水进入集水漏斗。当水注入计量斗时,将不同强度的自然降水调整为更均匀的降水强度,以减少因降水强度不同而引起的测量误差。当计量斗受到的降水量较少时,计量斗将降水倾倒到计数斗中,使计数斗翻转一次。当计数斗翻转时,与其相连的磁铁扫描干簧管一次,干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样,每当降水量达到一定量时,就会自动发出开关信号。
3.翻斗式雨量计测量范围:
单翻斗式雨量计:其测量范围通常较小,适用于测量较小尺度的降水,例如阵雨。
双斗雨量计:由于其结构设计,可以处理的降水量范围更大,适用性更广,可以测量从大到强降雨的降水量。
4、翻斗式雨量计精度:
单斗雨量计:由于只有一个斗,如果降水时斗复位不彻底或者有其他因素影响,都可能导致测量误差的增大。
双桶雨量计:两个桶交替使用,相互校正,增加测量的准确性和可靠性。即使在极端天气条件下,也可以更准确地测量降水量。
双桶式雨量传感器则不同,两个桶是对称倾斜的,当其中一个桶装满雨水并翻转时,另一个桶就开始倾斜,等待下一次翻转,因此双桶式雨量传感器更为准确。
5.翻斗式雨量计价格:
单、双翻斗式雨量计的价格会因品牌、型号、规格、供应商的不同而有所差异,一般来说,单翻斗式雨量计的价格可能在100-500美元之间,双翻斗式雨量计的价格会比单翻斗式略高,但在对精度和数据稳定性要求较高的领域,双翻斗式雨量计的价格会更高。
6.雨量计应用场景:
单斗雨量计:多用于小规模降水观测,如气象站的基础观测,农业、林业的降水监测。
双翻斗雨量计:适用于大范围降水量监测,如水利工程、城市雨水管理、洪涝预警等需要对降水量进行高精度测量的场合。
综上所述,双斗式雨量计在功能上更加强大,测量范围和精度上优势明显,因此在要求较高的场合更为适用。而单斗式雨量计由于结构简单,成本较低,在小范围降水监测中仍有其应用价值。在选择雨量计时,应根据具体的测量需求和条件来确定使用哪一种类型。
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