压力称重式自动雨雪计量装置的制作方法

文档序号:13450231

本实用新型涉及一种雨雪收集与计量装置,特别是涉及一种压力称重式自动雨雪计量装置。



背景技术:

在青藏高原地区开展现代降水观测对水文循环、冰冻圈变化、生态系统变化以及气候变化等研究具有重要意义。首先,青藏高原是除南、北极外冰川最为发育的地区,全面、准确的降水观测资料有助于全面认识青藏高原冰冻圈变化特征。其次,以“第三极”主体的青藏高原是亚洲主要大江、大河如长江、黄河、雅鲁藏布江等的发源地,该地区降水观测基础资料的多寡不仅直接影响这些大江、大河水文过程研究,而且对于区域乃至全球尺度的气候和水文研究至关重要。第三,青藏高原主要受西风与印度季风的控制,通过对青藏高原降水的时空变化特征进行研究对了解和认识西风及季风对青藏高原气候环境变化的影响至关重要。最后,生物生长离不开水。青藏高原降水变化对植物的物候变化以及自然植被带的变化和演替等具有重要影响。总之,青藏高原现代降水观测对开展生物圈、岩石圈、土壤圈、大气圈、水圈等的科学研究至关重要。

然而,受青藏高原极高海拔以及气候条件的影响,青藏高原地区的现代降水观测资料极其匮乏,有限的气象站点多集中于青藏高原东部和东南部地区。更为重要的是,极端的气候条件(如低温、低压等)经常导致常规雨量计/筒失常(如低温下不工作;能耗大,需经常更换能源等),且普通雨量筒多需人工进行记录,这在青藏高原的极端环境中可行性极低;同时,目前所采用的国外自动雨量计由于采用单力臂拉力感应称重并乘以力臂数进行最终计算得到总重量,测量精度有待提高。上述问题严重影响并阻碍青藏高原地区现代降水观测工作的开展。

鉴于此,为了在青藏高原广泛开展降水观测工作,提高降水观测的数据精度,为气候环境变化、水文循环等研究提供更优质的基础资料,设计研制一种适合于高原使用的大量程、高精度、低能耗、耐低温的自动雨雪计量装置,意义十分重要。



技术实现要素:

鉴于上述原因,本实用新型的目的在于提供一种压力称重式自动雨雪计量装置,在降水收集桶下方设置压力传感器,根据压力传感器测定的压力数据实现降水量的计量,测量精度高,量程大、功耗低,结构简单,安装方便,适用于寒冷恶劣环境条件下的降水自动收集计量。

为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种压力称重式自动雨雪计量装置,包括:

支撑底座,其底部埋固于地面下,其顶部形成有水平支撑面;

该水平支撑面上装配有压力传感器、数据存储器及供电模块,压力传感器的数据输出端与数据存储器的数据输入输出端相连接,供电模块为压力传感器与数据存储器供电;

称重托盘,其设置于该水平支撑面的中心上方,其底部中心设有螺杆,该螺杆与该压力传感器固定连接;

降水收集桶,其底部与该称重托盘的上部紧密配合连接;

外罩,套设于装置外围,其底部与该水平支撑面密封连接,其顶部开有与该降水收集桶的敞口相适应的收集口。

进一步的,

所述支撑底座包括底部圆盘、支柱、顶部圆盘,该支柱的两端分别固定连接底部圆盘与顶部圆盘,该底部圆盘埋固于地面下,该顶部圆盘形成水平支撑面。

所述顶部圆盘上装配有装配底盘,该装配底盘上设置所述压力传感器、数据存储器及供电模块。

所述装配底盘上对应所述压力传感器的位置设置下部护壳,所述称重托盘底部对应所述压力传感器的位置设有上部护壳,该上部护壳与下部护壳相配合,将所述压力传感器置于二者构成的密闭空间内。

所述下部护壳内设有用于支撑所述压力传感器的垫块。

所述称重托盘的上部边缘设有凹槽与凸缘,所述降水收集桶的底部边缘与所述称重托盘上的凹槽紧密配合连接。

所述收集口位置设有用于将雨水引入所述降水收集桶内部的引水部。

所述支柱的上部通过三根钢丝绳向外拉伸固定于地面。

所述垫块为方形的铝合金垫块,所述上部护壳与下部护壳均为塑料制成的长方形护壳。

所述压力传感器使用DINI ARGEO型称重传感器,所述供电模块采用卷绕式密封铅酸电池。

本实用新型的优点在于:

1、本实用新型的计量装置,采用测定上覆压力作为计量上部重量的原理,在降水收集桶下方设置压力传感器,根据压力传感器测量的包括降水收集桶及桶内降水在内的压力数据实现降水量的计量,与现有的拉力称重计量装置依靠单臂拉力乘以力臂数得到重量的方法相比,测量精度大幅提高;

2、本实用新型的计量装置,量程大、功耗低,结构简单,安装方便,能够实现降水量的自动化计量,无需人工操作,能够在不同海拔高度地区开展工作;

3、本实用新型的计量装置,特别适用于寒冷恶劣环境条件下的降水自动收集计量,可实现长时间高精确的收集计量大气中的液态或固态总降水,有利于青藏高原地区现代降水的持续深入观测研究。

附图说明

图1是本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示,本实用新型公开的压力称重式自动雨雪计量装置,包括支撑底座、装配底盘2、压力传感器3、称重托盘4、降水收集桶5、外罩8等。

支撑底座包括底部圆盘11、支柱12、顶部圆盘13,支柱12两端分别固定连接底部圆盘11与顶部圆盘13,底部圆盘11及支柱12的底部埋固于地平面之下,顶部圆盘13形成水平支撑面,支柱12的上部通过多根(三根)钢丝绳14向外拉伸固定于地面,实现整个装置的稳固固定。

顶部圆盘13上装配有装配底盘2,装配底盘2上设置压力传感器3、数据存储器6及供电模块7。压力传感器3设置于靠近装配底盘2中心的位置,装配底盘2上对应压力传感器3的位置设置用于容纳、保护压力传感器3的下部护壳21,该下部护壳21的顶部敞口,下部护壳21内设有用于支撑压力传感器3的垫块22。压力传感器3的数据输出端与数据存储器6的数据输入输出端相连接,供电模块7的电力输出端与压力传感器3、数据存储器6的供电端电性连接,用于为二者供电。

称重托盘4的直径小于装配底盘2的直径,称重托盘4的下部中心位置设有圆柱螺杆42,其穿过压力传感器3的感应端连接孔而与压力传感器3固定连接,称重托盘4的下部对应压力传感器的位置设有用于密闭、保护压力传感器3的上部护壳41,该上部护壳41与下部护壳21相配合,且上部护壳41的内径大于下部护壳21的外径,能够将压力传感器3置于密闭的保护空间,避免压力传感器3受到雨水干扰而损坏。称重托盘4的上部外缘设有凹槽与凸缘43,降水收集桶5的底部边缘与称重托盘4上的凹槽紧密配合连接,能够稳固称重托盘上方的降水收集桶及其内部雨水,保证压力传感器的测量准确性。

外罩8套装于装置的最外围,其下端与装配底盘2可拆卸式的密封连接,避免雨水落入装配底盘;外置8的上端开有与降水收集桶5的敞口相适应的收集口,收集口位置设有用于将雨水引入降水收集桶5内部的引水部81,用以保证所有降水均落入降水收集桶5内。

利用本实用新型的装置进行雨量计量的原理是,降水(降雨或降雪)通过外罩8上部的引水部81完全落入降水收集桶5内,安装于降水收集桶5下部的压力传感器3感测压力信号,压力传感器3根据设定的数据采集时间间隔对其上方的称重托盘4、降水收集桶5及桶内降水的总重进行测量,测量的压力数据传输至数据存储器6中进行存储,供后续进一步计算与分析使用。

所述垫块22为方形的铝合金垫块,所述上部护壳41与下部护壳21均为塑料制成的长方形护壳。

为方便野外安装和维护操作,外罩8与装配底盘2采用活扣式固定连接。

于一具体实施例中,压力传感器使用DINI ARGEO型称重传感器,供电模块7采用卷绕式密封铅酸电池,工作和运输安全性高。外罩8的收集口为内径为200mm的圆形收集口。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理,对于本领域的技术人员来说,在不背离本实用新型的精神和范围的情况下,任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变,均属于本实用新型保护范围之内。

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