降雨量指的是從天空降落到地面的雨水,在其過程中未蒸發、流失、滲透而積聚起來的水層深度,這樣的一般是以毫米作為單位。翻鬥雨量計是測量降雨量的計算工具,它可以直觀地将降雨量的多少展示出來。
降雨量的單位時間為年、季度、月、24小時、6小時、4小時、2小時、1小時、30分鐘、10分鐘、一場雨,如果按照24小時來講,一般是指20-20時和08-08時這兩個時間段。如果在電視節目中聽到前一天的降雨量時,表達的時間多為08-08時,降雨量的單位年級是平方米。
那降雨量,翻鬥式雨量計是如何測算出來的呢?它是什麼樣子。
在剛開始的時候,測量工具十分落後,人們會根據河流水位的漲幅,判斷降水量的大小,後來轉化為将雨水用量筒收集起來,進行人工測量。但是這樣簡單粗糙的做法,産生誤差大,如果遇到特大暴雨或者是細微的小雨,或者受到極端天氣的影響,這樣的方式就難以發揮作用。
随着科技的發展,我們也不斷改進量筒,從而出現了專門的觀測儀器雨量計。雨量計分為多種類型,單翻鬥雨量計和雙翻鬥雨量計,不鏽鋼雨量計和不鏽鋼雨量計,485和脈沖型,今天要說的就是脈沖型翻鬥式雨量計。
首先說明一點,雨量計的性能需要符合國家标準GB/T 21978.2-2014《降水量觀測要求》規範。
翻鬥式雨量計(脈沖型)是由外殼、過濾器、集雨器、漏鬥、翻鬥、接線端子、腿部支架、幹簧管、雨量計底座等組成。其中,雨量計底座上安裝有翻鬥軸、圓水平泡、幹簧管支架和信号輸出端子。我們在選擇時優先選擇翻鬥式雨量計的翻鬥軸套是一體化定位結構,翻鬥通過翻鬥軸安裝在軸承中的設備。
單翻鬥式雨量計與雙翻鬥式雨量計不同,單翻鬥式雨量計(脈沖型)工作原理是,在天空降雨時,雨水由最上端的承雨口進入承水器,落入接水漏鬥,經漏鬥口流入翻鬥,當積水量達到一定高度(比如0.5毫米)時,翻鬥失去平衡翻到。而每一次翻鬥傾倒,都使開關接通電路,輸出一個脈沖信号,通過測量脈沖信号就可以知道雨量。
在選擇翻鬥雨量計時也有要求,符合國家測量标準的翻鬥式雨量計壽命長、測量誤差小。
1. 刃口角度
刃口的作用是明确雨滴落在承雨口徑或者承雨口徑外。根據GB/T 21978.2-2014《降水量觀測要求》,設備優先選擇筒身為不鏽鋼材質的,壽命長、耐腐蝕,并且承雨口刃口角度為44°,口緣鋒利,其内壁十分光滑,沒有砂眼,滲漏等缺點,符合國标要求的才可進行使用。
2. 承雨口徑
根據國家标準5.4.2的要求,翻鬥式雨量計的承雨口内徑尺寸為Φ200mm,在此基礎上,我們可以選擇可以讓翻鬥翻水更為流暢的三維流線型設計的産品,不鏽鋼的筒壁,便于應對惡劣環境,壽命不低于7年。
3. 工作溫濕度、雨強範圍、分辨力等參數
翻鬥式雨量計在GB/T 21978.2-2014《降水量觀測要求》國标文件中,對其工作的環境、分辨力、以及安裝防護等做出明确的要求。如何判斷産品是否符合要求?如:
承雨口徑:Φ200mm
存儲溫度:-40~125℃
刃口銳角:40°~45°
存儲濕度:<80(無凝結)
分辨率:0.2mm
承受電壓:≤16V
工作溫度:0~50℃
承受電流:≤50mA
工作濕度:<95%(40℃)
通訊方式:485通訊/脈沖型
測量精準度:≤±2%(室内人工降水、以儀器自身排水量為準)
降雨是地表水資源重要的來源,關系着人們的生活及發展,觀測氣象是必要的,降雨量的大小是水文、農業等領域做出下一步決策的重要依據,翻鬥式雨量計的質量及準确度關乎着水文、農業、林業等領域的決策方向。
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