一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构和方法与流程

本发明涉及气象仪器计量检定技术领域，特别是指一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构和方法。

背景技术：

双翻斗雨量传感器解决了单翻斗雨量传感器在不同降水强度时降水损失不同从而造成降水测量误差的问题，在气象监测中获得了广泛的应用。但双翻斗雨量传感器也存在着上翻斗和计量翻斗的大小斗（即左右斗承水量不同的现象）和协调性（例如上翻斗和计量翻斗同步翻转时会造成降水损失大）的问题，其中传感器误差=传感器测得的降水量数值-标准值。

当前雨量传感器的检定设备只能对传感器的性能进行检测并出具检测结果，如果出现超差只能通过人工按秒表并结合经验来统计上翻斗、计量翻斗的翻动时间和次数来调节基点（上翻斗的定位螺母、计量翻斗的容量调节螺母），存在盲目调节和低效率的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构和方法，可以对双翻斗雨量传感器进行精确检定，并根据检定结果自动调节，解决大小斗和协调性问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构，包括双翻斗雨量传感器、四个光电传感器、四个步进电机和控制模块；所述双翻斗雨量传感器包括上翻斗、计量翻斗、与所述上翻斗相对设置的左右定位螺母、与所述计量翻斗相对设置的左右容量调节螺母；所述上翻斗和计量翻斗的两侧均设置一所述光电传感器，用于识别所述上翻斗、计量翻斗的翻动状态；所述四个步进电机分别用于驱动所述左右定位螺母和左右容量调节螺母的旋进旋出；所述控制模块包括分别与所述四个光电传感器电性连接的计时器，并可控制所述四个步进电机的工作状态。

所述控制模块为单片机或电脑。

一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节方法，应用所述的一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构，包括以下步骤：

步骤1、所述光电传感器检测所述上翻斗和计量翻斗的翻动状态，所述控制模块通过读取所述光电传感器的信号并开始计时，得到所述上翻斗左右斗的蓄水时间分别为t1和t2、所述计量翻斗左右斗的蓄水时间分别为t3和t4，预设所述上翻斗和计量翻斗的蓄水时间参考值分别为ta和tb；

步骤2、根据t1、t2与ta的相对关系判断所述上翻斗是否存在大小斗问题，根据t3、t4与tb的相对关系判断所述计量翻斗是否存在大小斗问题；若是，所述控制模块驱动相应的所述步进电机进行调节并返回步骤1，若否，进行步骤3；

步骤3、设定一降水强度，所述控制模块通过读取所述光电传感器的信号，分别统计在当前降水强度下所述上翻斗和计量翻斗的翻转次数，得到所述上翻斗左右斗的翻转次数分别为n1和n2、所述计量翻斗左右斗的翻转次数为分别n3和n4；预设在当前降水强度下所述上翻斗和计量翻斗的翻转次数参考值分别为na1~na2和nb1~nb2；

步骤4、根据（n1+n2）与na1~na2的相对关系、（n3+n4）与nb1~nb2的相对关系判断所述上翻斗与所述计量翻斗是否存在协调性问题，若是，所述控制模块驱动相应的所述步进电机进行调节并返回步骤3重复进行当前降水强度下的校准，若否则返回步骤3进行下一降水强度的校准，直至完成检定标准要求的所有降水强度的检定并合格。

所述步骤2中，当t1＜ta时，将右定位螺母向外旋出；当t1＞ta时，将右定位螺母向里旋进；当t2＜tb时，将左定位螺母向外旋出；当t2＞tb时，将左定位螺母向里旋进；当t3＜ta时，将右容量调节螺母向外旋出；当t3＞ta时，将右容量调节螺母向里旋进；当t4＜tb时，将左容量调节螺母向外旋出；当t4＞tb时，将左容量调节螺母向里旋进。

所述步骤4中，当n1+n2＞na2时，将左右定位螺母分别向外旋出；当n1+n2＜na1时，将左右定位螺母分别向里旋进；当n3+n4＞nb2时，将左右容量调节螺母分别向外旋出；当n3+n4＜nb1时，将左右容量调节螺母分别向里旋进。

采用上述技术方案后，本发明由光电传感器识别上翻斗、计量翻斗的翻动状态，并通过计时器分别计时，可以自动检定双翻斗雨量传感器是否存在问题，并根据检定结果控制步进电机对定位螺母、容量调节螺母进行基点调节，从而解决大小斗和协调性问题。本发明可搭配双翻斗雨量传感器进行在线运行，通过自动检定和调节使得雨量传感器适应不同的降水强度。

附图说明

图1为本发明具体实施例的结构示意图；

图2为本发明具体实施例的流程示意图；

附图标号说明：双翻斗雨量传感器1；上翻斗11；计量翻斗12；定位螺母13；容量调节螺母14；光电传感器2；步进电机3；控制模块4；计时器41。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

参考图1所示，本发明包括一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构，包括双翻斗雨量传感器1、四个光电传感器2、四个步进电机3和控制模块4。

双翻斗雨量传感器1包括上翻斗11、计量翻斗12、与上翻斗11相对设置的左右定位螺母13、与计量翻斗12相对设置的左右容量调节螺母14；上翻斗11和计量翻斗12的两侧均设置一光电传感器2，用于识别上翻斗11、计量翻斗12的翻动状态（翻斗向上或向下对应蓄水状态或放水状态）；四个步进电机3分别用于驱动左右定位螺母13和左右容量调节螺母14的旋进旋出；控制模块4包括分别与四个光电传感器2电性连接的计时器41，并可控制四个步进电机3的工作状态。

上述控制模块4为单片机或电脑（即将数据发送给电脑进行交互处理）。

参考图2所示，本发明还包括一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节方法，应用上述的一种双翻斗雨量传感器的自动检定调节结构，包括以下步骤：

步骤1、光电传感器2检测上翻斗11和计量翻斗12的翻动状态，控制模块4通过读取光电传感器2的信号并开始计时，得到上翻斗11左右斗的蓄水时间分别为t1和t2、计量翻斗12左右斗的蓄水时间分别为t3和t4，预设上翻斗11和计量翻斗12的蓄水时间参考值分别为ta和tb；

步骤2、根据t1、t2与ta的相对关系判断上翻斗11是否存在大小斗问题，根据t3、t4与tb的相对关系判断计量翻斗12是否存在大小斗问题；若是，控制模块4驱动相应的步进电机3进行调节并返回步骤1，若否，进行步骤3；

步骤3、设定一降水强度，控制模块4通过读取光电传感器2的信号，分别统计在当前降水强度下上翻斗11和计量翻斗12的翻转次数，得到上翻斗11左右斗的翻转次数分别为n1和n2、计量翻斗12左右斗的翻转次数为分别n3和n4；预设在当前降水强度下上翻斗11和计量翻斗12的翻转次数参考值分别为na1~na2和nb1~nb2；

步骤4、根据（n1+n2）与na1~na2的相对关系、（n3+n4）与nb1~nb2的相对关系判断上翻斗11与计量翻斗12是否存在协调性问题，若是，控制模块4驱动相应的步进电机3进行调节并返回步骤3重复进行当前降水强度下的校准，若否则返回步骤3进行下一降水强度的校准，直至完成检定标准要求的所有降水强度的检定并合格。

上述步骤2中，当t1＜ta时，将右定位螺母13向外旋出；当t1＞ta时，将右定位螺母13向里旋进；当t2＜tb时，将左定位螺母13向外旋出；当t2＞tb时，将左定位螺母13向里旋进；当t3＜ta时，将右容量调节螺母14向外旋出；当t3＞ta时，将右容量调节螺母14向里旋进；当t4＜tb时，将左容量调节螺母14向外旋出；当t4＞tb时，将左容量调节螺母14向里旋进。

上述步骤4中，当n1+n2＞na2时，将左右定位螺母13分别向外旋出；当n1+n2＜na1时，将左右定位螺母13分别向里旋进；当n3+n4＞nb2时，将左右容量调节螺母14分别向外旋出；当n3+n4＜nb1时，将左右容量调节螺母14分别向里旋进。

通过上述方案，本发明由光电传感器2识别上翻斗11、计量翻斗12的翻动状态，并通过计时器41分别计时，可以自动检定双翻斗雨量传感器1是否存在问题，并根据检定结果控制步进电机3对定位螺母13、容量调节螺母14进行基点调节，从而解决大小斗和协调性问题。本发明可搭配双翻斗雨量传感器1进行在线运行，通过自动检定和调节使得雨量传感器适应不同的雨强。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。