水文实时自动调平雨量计的制作方法

本实用新型涉及水文测量器具，特别是一种用于遥测雨量的水文实时自动调平雨量计，特别适用于气候、地质条件较差区域的遥测雨量计。

背景技术：

降雨观测资料是水文资料的重要组成部分，广泛应用于水文自动测报与雨量资料收集固态存储系统中。遥测雨量计是用于测量降水量的重要计量仪器，采用无人值守方式，节省了工作人员的劳动强度，由于其配备了相应的软件，因而不仅可以读取累计雨量，而且还可以直接获取相应时段的雨量，免去了工作人员繁琐的劳动。遥测雨量计具有抗干扰能力强，全户外设计、测量精度高，存储容量大，运行稳定等特点。降水由筒身上部承雨口，进入翻斗，当翻斗内水量达到规定量时，翻斗会因为自身重力自行翻转。翻斗上部有磁钢，在雨量计固定支架上安装有高灵敏度的干簧管，在翻斗翻转过程中，磁钢接近干簧管，随即离开，发生一次翻转即产生一个信号，从而实现降水遥测的目的。角度偏移造成的雨量计量误差对遥测数据准确性有较大影响，因此雨量筒底座调平将直接影响降水资料的质量。现有的雨量筒调平存在以下问题：

1、遥测雨量站现有雨量计调平依靠人工定期检测和维护，手动调整底座调平螺母，人工观测使圆气泡居中，这就造成每次调平标准存在一定差异，存在不可避免的操作误差、主观误差，从而对测量结果产生一定的影响。而且遥测雨量站点数量较多，定期检测大大提高了工作量，造成人力物力财力的浪费。

2、由于工作条件等限制，区域遥测雨量计的校准周期一般为一年，每年汛期开始前进行校准。对于突发状况，无法及时获知其角度何时发生改变，增大雨量计量误差，对降水资料的准确性造成严重影响。

3、对于气候条件较差的区域，其风雨较为频繁，会造成雨量筒角度偏量无法及时调整；对于地质条件较差的区域，其土壤含水量不均，会引起雨量筒基座的不均匀沉降，由于发生沉降的过程持续而缓慢，无法通过定期的检测和维护达到实时校准的目的，导致雨量计量不准确，增大计量误差。

4、现有雨量计采用三相调平，调平螺杆直接与雨量筒底座接触，其螺杆上下旋转将带动底座转动，引起三相联动，无法实现单相角度调节；

精确的降水资料可以为水文预报、计算、分析提供可靠依据，是水资源利用、灾害预警和环境评估等多方面的重要组成部分，所以雨量计调平导致的误差问题将直接影响降水资料的质量。因此在使用中，应不断提高翻斗式雨量计的测量精度，本申请就是针对以上这些问题而提出的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种解决上述问题的水文实时自动调平雨量计， 其装置简单，测量精度高，能够实现实时、连续、在线角度偏量监测调节，克服了现有雨量计无法及时获知并准确修正角度偏量导致雨量计量误差增大的问题，避免了人工调节产生的操作误差、主观误差，保证降雨资料的准确性，保障水文工作有序进行。

本实用新型的技术方案是：

一种水文实时自动调平雨量计，包括底座、雨量计本体、设于雨量计本体底部和底座之间的角度控制装置，其特征在于：所述角度控制装置由设于雨量计本体底部的用于监测雨量计本体角度偏量并输出调整信号的控制器、用于连接在底座与雨量计本体底部之间的接收控制器调整信号的角度控制执行组件组成，所述角度控制执行组件由上、下垂直布置的X向控制组件和Y向控制组件组成；所述X向控制组件包括沿X轴方向延伸的X向底板和X向顶板、设于X向底板一端上方的支撑架Ⅰ、设于X向底板另一端的步进电机Ⅰ、与步进电机Ⅰ的输出轴连接的立式调节螺杆Ⅰ、套装于调节螺杆Ⅰ上的调整螺母Ⅰ，所述支撑架Ⅰ的顶部与X向顶板一端铰接，所述X向顶板另一端中部设有X向凹槽，所述X向凹槽两个侧壁上分别设有沿侧壁长度方向延伸的长条形滑槽，所述调整螺母Ⅰ位于X向凹槽内且调整螺母Ⅰ外周对称设有一对沿长条形滑槽滑动的连杆Ⅰ，所述X向顶板与雨量计本体底部连接固定；所述Y向控制组件包括沿Y轴方向延伸的Y向底板和Y向顶板、设于Y向底板一端上方的支撑架Ⅱ、设于Y向底板另一端的步进电机Ⅱ、与步进电机Ⅱ的输出轴连接的立式调节螺杆Ⅱ、套装于调节螺杆Ⅱ上的调整螺母Ⅱ，所述支撑架Ⅱ的顶部与Y向顶板一端铰接，所述Y向顶板另一端中部设有Y向凹槽，所述Y向凹槽两个侧壁上分别设有沿侧壁长度方向延伸的长条形滑槽，所述调整螺母Ⅱ位于Y向凹槽内且调整螺母Ⅱ外周对称设有一对沿长条形滑槽滑动的连杆Ⅱ，所述Y向底板与底座连接固定；所述步进电机Ⅰ和步进电机Ⅱ分别与控制器电连。

上述的水文实时自动调平雨量计，所述底座边缘和雨量计本体底部边缘之间连接有可伸缩的波形管罩，以保护内部组件。

上述的水文实时自动调平雨量计，所述雨量计本体底部悬设有支架，所述控制器固定于支架内，所述X向顶板与支架底部固定连接。

上述的水文实时自动调平雨量计，所述调节螺杆Ⅰ和调节螺杆Ⅱ两侧分别设有立板，所述立板上分别设有供连杆Ⅰ或连杆Ⅱ穿过的沿立板高度方向延伸的限位孔，在不影响调整螺母上下自由滑动的同时，防止调节螺母发生扭转。

上述的水文实时自动调平雨量计，所述支撑架Ⅰ与X向顶板的铰接轴的轴心线为Y向轴心线，所述支撑架Ⅱ与Y向顶板的铰接轴的轴心线为X向轴心线，所述Y向轴心线和X向轴心线位于相互平行的水平面内，且在垂直方向上交叉，交叉点与雨量计本体的中心线重合。

上述的水文实时自动调平雨量计，所述雨量计本体为翻斗式雨量计，所述翻斗式雨量计的雨量筒翻斗下部两侧分别设有用于盛接翻斗内流水的导水杯，所述导水杯底部设有排水管，所述排水管末端依次穿过雨量计本体和底座，以将导水杯中的水排出。

上述的水文实时自动调平雨量计，所述控制器内设倾斜传感器或三轴加速度传感器监测雨量计本体倾斜角度偏量。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用控制器监测雨量计本体倾斜角度偏量，并通过X向控制组件和Y向控制组件调整两个方向的倾斜偏量，直至使雨量计本体无偏斜，实现双向角度的单向调节，克服了现有雨量计三相联动的缺点。

2、本实用新型可实现角度的微量调节及控制，避免了手动调整底座调平螺母、人工观测使圆气泡居中引起的操作误差和主观误差，具有准确度高的优点。

3、本实用新型投入使用后，能够通过监测并调节X轴、Y轴方向上发生的角度偏量，自动调整雨量筒水平，解决了气候、地质条件较差区域持续发生偏移，需要频繁调整维护的问题，减少了人力物力财力的浪费。

4、本实用新型克服了现有雨量计由于无人看管造成的无法及时获知突发情况并做出应急维护的局限，实现实时、连续、在线雨量计调平，为及时、有效的应对突发性状况，应对极端条件提供稳定的工作保障，保证雨量计测量结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型的X向控制组件的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3中A-A向剖面图；

图6是图3中B-B向剖面图。

图中：1.雨量计本体、2.导水杯、3.支架、4.排水管、5.波形管罩、6.底座、7.Y向控制组件、8.X向控制组件、801.X向顶板、802.支撑架Ⅰ、803.X向底板、804.步进电机Ⅰ、805.调节螺杆Ⅰ、806.立板、807.调整螺母Ⅰ、808.连杆Ⅰ、809.X向凹槽、810.长条形滑槽、811.限位孔、9.控制器。

具体实施方式

如图1-图6所示，该水文实时自动调平雨量计，包括底座6、雨量计本体1、设于雨量计本体1底部和底座6之间的角度控制装置。所述角度控制装置由设于雨量计本体底部的用于监测雨量计本体1角度偏量并输出调整信号的控制器9、用于连接在底座6与雨量计本体1底部之间的接收控制器9调整信号的角度控制执行组件组成，所述角度控制执行组件由上、下垂直布置的X向控制组件8和Y向控制组件7组成。

其中，所述X向控制组件8包括沿X轴方向延伸的X向底板803和X向顶板801、设于X向底板803一端上方的支撑架Ⅰ802、设于X向底板803另一端的步进电机Ⅰ804、与步进电机Ⅰ804的输出轴连接的立式调节螺杆Ⅰ805、套装于调节螺杆Ⅰ805上的调整螺母Ⅰ807，所述支撑架Ⅰ802的顶部与X向顶板801一端铰接，所述X向顶板801另一端中部设有X向凹槽809，所述X向凹槽809两个侧壁上分别设有沿侧壁长度方向延伸的长条形滑槽810，所述调整螺母Ⅰ807位于X向凹槽809内且调整螺母Ⅰ807外周对称设有一对沿长条形滑槽810滑动的连杆Ⅰ808，所述X向顶板801与雨量计本体1底部连接固定。

所述Y向控制组件7与X向控制组件8结构组成相同，只是方向不同，其包括沿Y轴方向延伸的Y向底板和Y向顶板、设于Y向底板一端上方的支撑架Ⅱ、设于Y向底板另一端的步进电机Ⅱ、与步进电机Ⅱ的输出轴连接的立式调节螺杆Ⅱ、套装于调节螺杆Ⅱ上的调整螺母Ⅱ，所述支撑架Ⅱ的顶部与Y向顶板一端铰接，所述Y向顶板另一端中部设有Y向凹槽，所述Y向凹槽两个侧壁上分别设有沿侧壁长度方向延伸的长条形滑槽，所述调整螺母Ⅱ位于Y向凹槽内且调整螺母Ⅱ外周对称设有一对沿长条形滑槽滑动的连杆Ⅱ，所述Y向底板与底座连接固定。所述步进电机Ⅰ804和步进电机Ⅱ分别与控制器9电连。

本实施例中，所述底座6边缘和雨量计本体1底部边缘之间连接有可伸缩的波形管罩5，以保护内部组件。所述雨量计本体1底部悬设有支架3，所述控制器9固定于支架3内，所述X向顶板801与支架3底部固定连接。所述调节螺杆Ⅰ805和调节螺杆Ⅱ两侧分别设有立板806，所述立板806上分别设有供连杆Ⅰ808或连杆Ⅱ穿过的沿立板806高度方向延伸的限位孔811，在不影响调整螺母上下自由滑动的同时，防止调节螺母发生扭转。所述支撑架Ⅰ802与X向顶板801的铰接轴的轴心线为Y向轴心线，所述支撑架Ⅱ与Y向顶板的铰接轴的轴心线为X向轴心线，所述Y向轴心线和X向轴心线位于相互平行的水平面内，且在垂直方向上交叉，交叉点与雨量计本体1的中心线重合。所述雨量计本体1为翻斗式雨量计，所述翻斗式雨量计1的雨量筒翻斗下部两侧分别设有用于盛接翻斗内流水的导水杯2，所述导水杯2底部设有排水管4，所述排水管4末端依次穿过雨量计本体1和底座6，以将导水杯2中的水排出。所述控制器9内设倾斜传感器或三轴加速度传感器监测雨量计本体倾斜角度偏量。

当控制器9通过倾斜传感器或三轴加速度传感器监测到雨量计本体1发生角度偏量时，向步进电机Ⅰ804或步进电机Ⅱ或两者发出控制信号，以带动调节螺杆Ⅰ805或调节螺杆Ⅱ或两者沿正向或反向旋转，使对应的调节螺母升高或降低，以调整X向顶板801或Y向顶板的倾斜角度，从而达到调整雨量计本体的角度的目的。