一种一体封闭式台阶多注水孔的翻斗感雨开关装置及方法与流程

本实发明涉及一种翻斗感雨开关装置及方法，特别是一体封闭式台阶多注水孔的翻斗感雨开关装置及方法。

背景技术：

感雨器对于浮子式雨量传感器、称重式雨量计、虹吸式雨量计、容积式雨量计、超声波式雨量计及水面蒸发器而言都是一种必须配置的装置，用于精确感知记录降雨起止时间，并且作为通电唤醒部件安装于承雨口部件和计量桶之间，有着不可替代的作用，降水过程中翻斗持续翻转发出电脉冲信号，翻斗15分钟不翻转即表示本场降水结束。

已知的翻斗式感雨开关装置包括：翻斗、开放式支架；开放式支架上设置引水漏斗、干簧管支架和干簧管开关；支架上安装宝石轴承端子；翻斗通过不锈钢轴安装于宝石轴承端子上；开放式支架上设置翻斗倾角调高螺栓，用于调整翻斗倾角γ，倾角γ角度为12°~18°。翻斗上安装永磁体，降水注入翻斗中的水体达到设定感量即翻转，永磁体即掠过干簧管发出电脉冲降雨信号。

理想的翻斗式感雨装置的感量越小越好，感雨量在0.02mm～0.05mm范围时，其能可靠工作雨强范围仅为0～4mm/min，在大雨强冲击下容易停翻甚至丧失感雨功能。现有技术感雨翻斗的感量通常设计在007mm～0.08mm之间，可支持0～10mm/min雨强范围内正常工作，当雨强q≥10mm/min时，感雨翻斗在雨水的冲击之下来不及翻动以至停翻，丧失感雨功能。

公知技术的翻斗式感雨装置的感雨量越小其适应雨强范围也越小，这是公知技术的构造原理上的严重缺陷与不足之处造成的。

公知技术的其他缺点与不足之处还包括：其部件数量多、结构复杂，原设计技术感雨翻斗的翻转倾角γ角度为12°~18°，在大风环境下感雨翻斗不能稳定工作；制造成本高且安装调试方法繁琐。

现今世界地球温度上升，大气温室效应对气候影响日益加剧，强降水和超强降水频发，大暴雨、特大暴雨的雨强已远超10mm/min，以至于达到20~30mm/min，为此sl-2015水利部降水量观测规范已将称重式雨量计的雨强范围确定为：0~30mm/min，这一雨强范围下，现有技术翻斗感雨装置无法灵敏且稳定可靠的工作。

技术实现要素：

本发明的任务即是解决上述问题，克服现有技术的缺点与不足之处，提供一种一体封闭式台阶多注水孔的翻斗感雨开关装置及方法，能在0~30mm/min雨强范围内即灵敏又可靠的工作，并且制造成本更低，安装调试方便且能适合在大风的环境下稳定的工作。

为了实现上述目的，本发明的目的是这样实现的：本发明包括一体封闭式台阶多注水孔的翻斗感雨开关装置以及基于翻斗感雨开关装置的方法。

翻斗感雨开关装置包括：一体封闭式支架部件、嵌装式翻斗部件、台阶式多孔注水漏斗和干簧管开关；嵌装式翻斗部件嵌装于一体封闭式支架部件内，在嵌装式翻斗部件上有永磁体；台阶式多孔注水漏斗安装于一体封闭式支架部件顶部；干簧管开关安装于一体封闭式支架部件的壳体外侧支架上，并位于永磁体的运动轨迹上。

所述的一体封闭式支架部件，包括：排水口、干簧管支架板、y向左下限位板、y向右下限位板、x向左限位板、x向右限位板、z向前限位板、z向后限位板、前支撑板、后支撑板；在一体封闭式支架部件底端设置排水口；在一体封闭式支架部件外壁上设置干簧管支架板；在一体封闭式支架部件左右侧内壁上对称的设置y向左下限位板、y向右下限位板和x向左限位板、x向右限位板；在一体封闭式支架部件前后侧内壁上对称的设置前支撑板和后支撑板，在前支撑板和后支撑板上端分别有z向前限位板、z向后限位板。

所述的嵌装式翻斗部件包括：分水板、左斗、右斗、左永磁体盒、右永磁体盒、左永磁体、右永磁体、前旋转支撑和后旋转支撑；在左斗和右斗的外侧壁上有左永磁体盒和右永磁体盒，左永磁体盒内和右永磁体盒内分别有左永磁体和右永磁体；在分水板下端设置对称的一体式的前旋转支撑和后旋转支撑。

嵌装式翻斗部件的翻转倾角γ为18°～40°。

前支撑板与后支撑板的支撑刃口角度都为α。

前旋转支撑与后旋转支撑的角度都为β，且β≥2γ+α。

所述台阶式多孔注水漏斗包括：低水位漏嘴、高水位溢流漏嘴、集水漏斗、上盖板；集水漏斗位置于上盖板的中部；低水位漏嘴位于集水漏斗的中心位置，并在高于低水位漏嘴处设置高水位溢流漏嘴，低水位漏嘴正对嵌装式翻斗部件中心，高水位溢流漏嘴位于嵌装式翻斗部件的外部。

所述的高水位溢流漏嘴为一个或多个。

所述的低水位漏嘴通径面积设计与0～4mm/min雨强相适配；所述的高水位溢流漏嘴通径面积设计与最大降水强度不小于30mm/min雨强相适配。

基于翻斗感雨开关装置的方法：

第一斗为降水开始；当降雨强度为约定0～4mm/min时，雨水均经过低水位漏嘴注入嵌装式翻斗部件，翻斗动作，输出电脉冲信号；当降雨强度继续增大时，集水漏斗的水位逐渐上升到高水位溢流嘴高度∆h1，集水漏斗中的雨水经过低水位漏嘴注入嵌装式翻斗部件，高于高水位溢流嘴高度∆h1水位的雨水经过高水位溢流漏嘴直接流到排水口，并经排水口流出；当干簧管开关停止输出电脉冲信号15分钟后，一个降雨时断结束。

有益效果，由于采用了上述方案，当降水发生时，雨水通过雨量计承雨口进入集水漏斗，注入嵌装式翻斗部件，注入翻斗中的水体达到设定感量即翻转，带动永磁体掠过干簧管开关，干簧管开关发出对应电脉冲信号，第一个电脉冲信号为降水起始信号，降水过程中，翻斗不断的承接雨水而不断翻转，干簧管开关持续发出相对应的降水信号直至降水结束，当干簧管开关连续停止输出电脉冲信号15分钟后，一个降雨时断结束。

当降雨强度为小到大雨（0～4mm/min）时，雨水均通过低水位漏嘴注入嵌装式翻斗部件，翻斗动作，输出电脉冲信号；当降雨强度为大到暴雨（4mm/min～30mm/min）时，集水漏斗的水位逐渐上升到高水位溢流嘴高度∆h1，集水漏斗中的雨水经过低水位漏嘴注入嵌装式翻斗部件，高于高水位溢流嘴高度∆h1水位的雨水经过高水位溢流漏嘴直接流到排水口，并经排水口流出，流进入计量桶。

当雨强在4mm/min~30mm/min范围时，翻斗感雨翻转次数呈现一个稳定数值，台阶式多孔注水漏斗以通过更大的雨强，且在雨强为0mm/min~30mm/min范围时，感雨装置均能更灵敏、更可靠的工作。

克服了现有技术的缺点与不足之处，具有感雨灵敏且感雨范围宽泛（0~30mm/min），零件数量少，制造成本低，安装调试方便，并能适合在大风的环境下即灵敏又稳定的工作，达到了本发明的目的。

优点：本发明技术方案将公知技术分离式支架集成为一体封闭式支架，该支架可以方便的模具成型，把十多个零件制作成一个证件，即大大减少了零件数量，又提高了工作效率。封闭式支架及大倾角翻斗设计方案，有利于防风摆动减小翻斗误翻现象、提高稳定性。

当降雨强度为大到特大（4~30mm/min）时，注入感雨翻斗的雨水仍为0~4mm/min，有效的解决了在大到特大雨强下，感雨翻斗来不及翻动以至停翻，丧失感雨功能的问题；利用本发明技术方案可以将感雨翻斗的感量设计为0.02mm～0.05mm范围，有效的解决了感雨装置的高灵敏性与稳定可靠之间的矛盾难题。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为图1的俯视结构图。

图3为图1的左视结构图。

图4为本发明的一体封闭式支架部件结构图。

图5为图4的俯视结构图。

图6为图4的左视结构图。

图7为本发明的嵌装式翻斗部件结构图。

图8为图7的立体结构图。

图9为图7的立体结构图。

图10为本发明的台阶式多孔注水漏斗结构图。

图11为图10的俯视结构图。

图12为图10的a-a断面剖视结构图。

图13为图10的立体结构图。

图14为现有技术的感量翻斗(感量为:0.08mm)在雨强变化时的翻斗翻转次数曲线图。

图15为本发明的感量翻斗(感量为:0.02mm)在雨强变化时的翻斗翻转次数曲线图。

图中，1、一体封闭式支架部件；2、嵌装式翻斗部件；3、台阶式多孔注水漏斗；4、干簧管开关；1-1、集水罐排水口；1-2、干簧管支架板；1-3、y向左下限位板；1-4、y向右下限位板；1-5、x向左限位板；1-6、x向右限位板；1-7、z向前限位板；1-8、z向后限位板；1-9、前支撑板；1-10、后支撑板；2-1、分水板；2-2、左斗；2-3、右斗；2-4、左永磁体盒；2-5、右永磁体盒；2-6、左永磁体；2-7、右永磁体；2-8、前旋转支撑；2-9、后旋转支撑；3-1、低水位漏嘴；3-2、高水位溢流漏嘴；3-3、集水漏斗；3-4、上盖板；3-5、溢流管；3-6、y向上限位板。

具体实施方式

实施例1：本发明包括翻斗感雨开关装置以及基于翻斗感雨开关装置的方法。

翻斗感雨开关装置包括：一体封闭式支架部件1、嵌装式翻斗部件2、台阶式多孔注水漏斗3和干簧管开关4；嵌装式翻斗部件2嵌装于一体封闭式支架部件1内，在嵌装式翻斗部件2上有永磁体；台阶式多孔注水漏斗3安装于一体封闭式支架部件1顶部；干簧管开关4安装于一体封闭式支架部件1的壳体外侧支架上，并位于永磁体的运动轨迹上。

所述的一体封闭式支架部件1，包括：排水口1-1、干簧管支架板1-2、y向左下限位板1-3、y向右下限位板1-4、x向左限位板1-5、x向右限位板1-6、z向前限位板1-7、z向后限位板1-8、前支撑板1-9、后支撑板1-10；在一体封闭式支架部件1底端设置排水口1-1；在一体封闭式支架部件1外壁上设置干簧管支架板1-2；在一体封闭式支架部件1左右侧内壁上对称的设置y向左下限位板1-3、y向右下限位板1-4和x向左限位板1-5、x向右限位板1-6；在一体封闭式支架部件1前后侧内壁上对称的设置前支撑板1-9和后支撑板1-10，在前支撑板1-9和后支撑板1-10上端分别有z向前限位板1-7、z向后限位板1-8；

所述的嵌装式翻斗部件2包括：分水板2-1、左斗2-2、右斗2-3、左永磁体盒2-4、右永磁体盒2-5、左永磁体2-6、右永磁体2-7、前旋转支撑2-8和后旋转支撑2-9；在左斗2-2和右斗2-3的外侧壁上有左永磁体盒2-4和右永磁体盒2-5，左永磁体盒2-4内和右永磁体盒2-5内分别有左永磁体2-6和右永磁体2-7；在分水板2-1下端设置对称的一体式的前旋转支撑2-8和后旋转支撑2-9。

嵌装式翻斗部件2的翻转倾角γ为18°～40°；

前支撑板1-9与后支撑板1-10的支撑刃口角度都为α，

前旋转支撑2-8与后旋转支撑2-9的角度都为β，且β≥2γ+α。

所述台阶式多孔注水漏斗3包括：低水位漏嘴3-1、高水位溢流漏嘴3-2、集水漏斗3-3、上盖板3-4；集水漏斗3-3位置于上盖板3-4的中部；低水位漏嘴3-1位于集水漏斗3-3的中心位置，并在高于低水位漏嘴3-1处设置高水位溢流漏嘴3-2，低水位漏嘴3-1正对嵌装式翻斗部件2中心，高水位溢流漏嘴3-2位于嵌装式翻斗部件2的外部。

所述的高水位溢流漏嘴3-2为一个或多个。

所述的低水位漏嘴3-1通径面积设计为与0～4mm/min雨强相适配。

所述的高水位溢流漏嘴3-2通径面积设计与最大降水强度为不小于30mm/min雨强相适配。

基于翻斗感雨开关装置的方法：

第一斗为降水开始；当降雨强度为约定（0～4mm/min）时，雨水均经过低水位漏嘴3-1注入嵌装式翻斗部件2，翻斗动作，输出电脉冲信号；当降雨强度继续增大时，集水漏斗3-3的水位逐渐上升到高水位溢流嘴高度∆h1，集水漏斗3-3中的雨水经过低水位漏嘴3-1注入嵌装式翻斗部件2，高于高水位溢流嘴高度∆h1水位的雨水经过高水位溢流漏嘴3-2直接流到排水口1-1，并经排水口1-1流出；当干簧管开关4停止输出电脉冲信号15分钟后，一个降雨时断结束。

图14为现有技术的感量翻斗(感量为:0.08mm)在雨强变化时的翻斗翻转次数曲线图，图中反应当降雨强度为小到大雨（0～10mm/min）时感雨翻斗正常工作，输出电脉冲信号，但当雨强大于10mm/min，感雨翻斗来不及翻动以至停翻，丧失感雨功能。

图15为本发明的感量翻斗(感量为:0.02mm)在雨强变化时的翻斗翻转次数曲线图，图中反应当降雨强度为小到大雨（0～4mm/min）时感雨翻斗正常工作，输出电脉冲信号；当雨强在4mm/min~30mm/min范围时，翻斗感雨翻转次数呈现一个稳定数值，感雨装置仍能更灵敏、可靠的工作。